Population of marine, estuarine and Minho river basin fish

Abstract

Biodiversity is a key element of ecosystem functioning and provides several services such as fisheries and recreational activities. The Minho River has a diverse fish population, including marine, freshwater, and migratory species, but also exotic species introduced mostly during the 1990’s. The last can change communities’ composition, functional roles, and ecological niche spaces. This study aimed to investigate patterns of biodiversity in the Minho River, including its variability according to habitats (tributaries and estuary) and over time (tributaries). Also, changes in trait modalities were analyzed from upstream areas to the estuary, and the potential for niche overlap between native and exotic species was evaluated. For that, data from ongoing monitoring programs were used to estimate α and β diversity, and to analyze fish traits’ composition. The potential for niche overlap was investigated by combining the information from traits’ composition with trophic niche data obtained through stable isotope analysis. The study showed that the fish communities became dissimilar over time, when comparing to the historical information (1988), with an increase in both the number of native and exotic species (2018-2021). No exotic species were recorded in 1988. Among all the sites analyzed between 2018 and 2021, the estuary was the one with more species, both native and exotic. The functional dispersion, a measure of functional diversity, and the proportion of exotic species were negatively linked. Environmental variables such as distance to the mouth of the river, total dissolved solids, and pH partly explained the observed patterns of functional diversity. Furthermore, the functional traits analyzed suggested a potential overlap between the ecological niches of exotic species and most of native species. In general, native species presented a wider trophic niche than the exotic species in the Minho River basin and the estuary had the highest niche overlap between native and exotic species, with Cyprinus carpio being the exotic species with the highest niche trophic overlap with native species. It is important to prevent new invasions of exotic species and improve the habitat of native species in the Minho River basin.

A biodiversidade é um elemento-chave do funcionamento dos ecossistemas e fornece vários serviços, como a pesca e as atividades recreativas. O rio Minho tem uma população de peixes diversificada, incluindo espécies marinhas, de água doce e migratórias, mas também espécies exóticas introduzidas, principalmente durante a década de 1990. Estas últimas podem alterar a composição das comunidades, os papéis funcionais e o espaço dos nichos ecológicos. Este estudo teve como objetivo investigar os padrões de biodiversidade no rio Minho, incluindo a sua variabilidade de acordo com os habitats (afluentes e estuário) e ao longo do tempo (afluentes). Além disso, foram analisadas as mudanças nas modalidades de traços funcionais desde as áreas a montante até ao estuário, e foi avaliado o potencial de sobreposição de nicho entre espécies nativas e exóticas. Para tal, foram utilizados dados de programas de monitorização em curso para estimar a diversidade α e β e para analisar a composição dos traços funcionais dos peixes. O potencial de sobreposição do nicho foi investigado combinando a informação da composição dos traços com dados do nicho trófico obtidos através da análise de isótopos estáveis. O estudo mostrou que a comunidade de peixes se tornou dissimilar ao longo do tempo, quando comparada à informação histórica (1988), com um aumento do número de espécies nativas e exóticas (2018-2021). Nenhuma espécie exótica foi registada em 1988. Nos locais analisados entre 2018 e 2021, o estuário foi o que apresentou mais espécies, tanto nativas quanto exóticas. A dispersão funcional, uma medida de diversidade funcional, e a proporção de espécies exóticas tiveram uma relação negativa. Variáveis ambientais como a distância à foz do rio, sólidos totais dissolvidos e pH explicaram parcialmente os padrões observados de diversidade funcional. Além disso, os traços funcionais analisados sugeriram uma potencial sobreposição entre os nichos ecológicos das espécies exóticas e a maioria das espécies nativas. No geral, as espécies nativas apresentaram um nicho trófico maior do que as espécies exóticas na bacia do rio Minho e o estuário teve a maior sobreposição do nicho entre espécies nativas e exóticas, com Cyprinus carpio a ser a espécie exótica com a maior sobreposição de nicho trófico com as espécies nativas. É importante a prevenção de novas invasões de espécies exóticas e melhorar o habitat das espécies nativas na bacia do rio Minho.