The fishways built in Latin America were mainly based on those used in the northern hemisphere for passing salmonids upstream. However, the swimming capacity in terms of speed and endurance is a major factor concerning the design of a fishway, and this information is not available for migratory neotropical fish species. Therefore, studies on swimming performance of neotropical species is fundamental. The aim of this study was to estimate the critical, sustained and prolonged speeds for the piau-três-pintas Leporinus reinhardti, and to evaluate the influence of water temperature on the swimming performance of the species. Variable (increasing) and fixed velocity tests were performed in a respirometer. When compared to other species whose critical speed data are available, the piau showed higher speeds, for a given total length. Fatigue times per prolonged speed class were estimated as well as prolonged speed per fatigue time class. The changing point from sustained to prolonged swimming was estimated to occur approximately at a speed of seven body-lengths per second (1.12 m/s for an individual with 16 cm total length: the first maturation length). In spite of the great swimming performance of piau, the adoption of efficient directives in fishway projects to allow the passage of neotropical ichthyofauna, will depend on a more detailed analysis of the swimming capacity of different species.As passagens para peixes construídas na América Latina são principalmente baseadas nos dispositivos existentes no hemisfério norte que, por sua vez, foram dimensionados para salmonídeos. Entretanto, a capacidade natatória das espécies migradoras, em termos de resistência e velocidade, é o principal fator a ser considerado no dimensionamento de uma passagem para peixes e estas informações ainda não são conhecidas para as espécies migradoras neotropicais. Dessa forma, o estudo da capacidade natatória das espécies neotropicais tornou-se uma necessidade. Este estudo tem como objetivo estimar as velocidades crítica, sustentável e prolongada do piau-três-pintas, Leporinus reinhardti, bem como avaliar a influência da temperatura da água na capacidade natatória. Testes de velocidade variável e fixa foram desenvolvidos em um aparato experimental do tipo respirômetro. Quando comparado a outras espécies, cujos dados de velocidade crítica são disponíveis, observa-se que o piau apresenta velocidades superiores para um mesmo comprimento total. Tempo de fadiga por classe de velocidade prolongada foram obtidos bem como a velocidade prolongada por classes de tempo de fadiga. O ponto de mudança do modo sustentável para o modo prolongado de natação foi estimado ocorrer em, aproximadamente, sete comprimentos por segundo (1.12 m/s para indivíduos com 16 cm de comprimento total: comprimento de primeira maturação). Apesar da grande capacidade natatória do piau, a adoção de critérios eficientes para o projeto de mecanismos de transposição para peixes neotropicais dependerá de análise detalhada da capacidade natatória de diferentes espécies.

The present study used fixed and increasing velocity tests in an experimental apparatus based on Brett's respirometer to examine prolonged and sustained speeds of the "mandi-amarelo", Pimelodus maculatus. When comparing the curves of critical speed versus total length between the mandi and the sockeye salmon Oncorhynchus nerka, it is observed that for an equal total length, the mandi presents a greater speed, probably due to water temperature differences. The sustained speed for the species was estimated in 5 lengths per second and the percentage of fatigued fish within time in a certain velocity was established. The data raised for the mandi represents an important contribution to the improvement of the handling of the species, providing guidance and criteria for designing several structures, such as fishways, fish screens and guidance systems.Keywords: critical speed, prolonged speed, fish passages. Capacidade natatória da espécie neotropical de água doce:Pimelodus maculatus Lacepède, 1803 ResumoNo presente estudo, foram utilizados testes de velocidade fixa e progressiva em um aparato experimental baseado no respirômetro de Brett, para examinar as velocidades prolongada e sustentável do mandi-amarelo, Pimelodus maculatus. Quando comparadas as curvas de velocidade crítica versus o comprimento do corpo entre o mandi e o salmãoOncorhynchus nerka, é observado que, para um mesmo comprimento, o mandi apresenta velocidades superiores, provavelmente devido a diferenças na temperatura da água. Foram estimadas a velocidade sustentável da espécie em cinco comprimentos por segundo e a porcentagem de peixes fatigados ao longo do tempo em uma dada velocidade estimada. Os dados obtidos para o mandi representam uma importante contribuição para o manejo da espécie, provendo critérios de projeto para a construção de estruturas como mecanismos de transposição e sistemas de proteção e orientação.Palavras-chave: velocidade crítica, velocidade prolongada, passagem de peixes.

ABSTRACT. Very little research has been conducted on the swimming capacity of Neotropical fish. The few studies available have focused on large migratory species. The present study used fixed and increasing velocity tests to determine prolonged and sustained speeds of the "pequira", Bryconamericus stramineus Eigenmann, 1908, a small, abundant species found in fish passages implemented at the Paraná basin, Brazil. The results of increasing velocity tests showed significant relationships between critical speeds, total and standard lengths, and body weight. When compared with other Neotropical fish, the "pequira" is able to swim faster than individuals of other species of similar length. The point of change from sustained to prolonged swimming was found to occur at an approximate speed of 8.7 lengths per second. These data provide guidance and criteria for design and proper maintenance of structures such as fishways, fish screens and other systems that aim to facilitate or avoid upstream passages as part of management strategies.

The swimming ability of neotropical fish species is an important aspect for fish ladder designs. Especially in Latin America, where fish ladders are highly selective, fish strategies to negotiate the passage should be studied focusing on target species. This paper shows the swimming ability of three neotropical species (Leporinus reinhardti, Pimelodus maculatus and Prochilodus costatus), from São Francisco river basin. Respirometer was employed for data collection. Regarding the critical and prolonged speeds, L. reinhardti was the fastest among the three neotropical species in relative values (body length/ second). The performance of neotropical species was better when compared to critical and maximum prolonged speeds of fish species from temperate areas. Finally, regarding the experimental procedures, the optimization of swimming speed in respirometer is lower than the optimal processes obtained with free swimming in open channels.A capacidade natatória das espécies neotropicais de peixes é um importante aspecto a ser considerado em projetos de passagem para peixes. Especialmente na América Latina, aonde as passagens para peixes apresentam alta seletividade, estratégias para vencer barreiras de velocidade devem ser estudadas para espécies alvo. Este trabalho levantou a capacidade natatória de três espécies de peixes neotropicais (Leporinus reinhardti, Pimelodus maculatus e Prochilodus costatus) da bacia do rio São Francisco. Foi empregado o método forçado com uso de um em respirômetro. A comparação da velocidade entre as três espécies permitiu concluir que o L. reinhardti foi a espécie com maior velocidade crítica e velocidade prolongada em termos relativos (comprimentos/segundo). As espécies neotropicais foram mais rápidas, em termos relativos, do que as espécies de regiões temperadas, considerando velocidade crítica e máxima velocidade prolongada. Com relação aos procedimentos para determinação da capacidade natatória, verificou-se que a otimização da velocidade pelos peixes em respirômetro é inferior a desenvolvida em testes voluntários em canais abertos.

No abstract

ABSTRACT. Ecomorphological and habitat use variations in Piabina argentea (Characiformes, Characidae) from Velhas River basin, Minas Gerais, Brazil. This study aimed to investigate the local and regional patterns of habitat use by Piabina argentea Reinhardt, 1867 in four different rivers from the Velhas River basin. Water velocity, depth and substrate were measured at each sampling site. Ecomorphological analysis was performed using 17 ecomorphological attributes and 40 specimens from each river. Although the populations overlapped in morphological space, Canonical Discriminant Analysis showed that they were statistically different, mainly the population from the Velhas River. The most important attributes in the analysis were compression index, relative body depth, and index of ventral flattening. The local patterns of habitat use were not similar between all rivers, but in general, the regional pattern was slow flowing habitat with 20 to 40 cm and 60 to 80 cm of depth and sand, silte+clay and leave banks as substrate. Considering the physical characteristics of each river and the pattern of regional habitat use, a great amount of the species requirements was observed in the four rivers. Nevertheless, a silted river like the Velhas seems to have higher water velocity, shallower habitat and fine particle substrate, which fulfill most of the species habitat requirements. KEYWORDS.Ecomorphology, morphological overlap, intraspecific variation, São Francisco River basin.RESUMO. O presente estudo teve como objetivo investigar os padrões local e regional de uso de habitat de Piabina argentea Reinhardt, 1867 em quatro diferentes rios da bacia do rio das Velhas. Os habitat amostrados foram caracterizados quanto à velocidade da água, profundidade e tipo de substrato. Para a análise ecomorfológica, foram calculados 17 atributos ecomorfológicos de 40 exemplares de cada rio. Embora estas populações tenham se sobreposto no espaço ecomorfológico, a Análise Discriminante Canônica mostrou haver diferença significativa entre elas, principalmente da população do rio das Velhas em relação às demais. A separação se deu em termos do índice de compressão, altura relativa do corpo e índice de achatamento ventral. Os padrões locais de seleção de habitat não foram congruentes em todos os rios, mas em geral, houve predomínio do padrão regional: habitat lênticos, profundidade entre 20 e 40 cm e 60 e 80 cm e substrato areia, silte+argila e banco de folhas. Considerando as características físicas de cada rio e o padrão regional da espécie, a maior parte dos seus requerimentos de habitat é contemplada nos quatro rios. Entretanto, um corpo d'água assoreado como o trecho do rio das Velhas, tende a ter maiores velocidades da água, menores profundidades e substrato finos, o que atende em parte à seleção de habitat da espécie estudada. PALAVRAS-CHAVE. Ecomorfologia, sobreposição morfológica, variação intraespecífica, bacia do rio São FranciscoO formato corporal é um importante componente do fenótipo de um organismo, influenciando sua eficiência d...

The barriers created by dams can cause negative impacts to aquatic communities, and migratory fish species are directly affected. Fishways have been developed to allow the upstream passage of fishes through dams. In Brazil, after the implementation of environmental laws, these structures have been built based on European and American fishway designs. Studies have shown selectivity for different neotropical fishes in some Brazilian fishways, and the main challenge has been to promote upstream passage of a large number of diverse fish species. The patterns of flow circulation within the fish ladder may explain fish selectivity although few studies detail the fish response to hydraulic characteristics of fish ladder flow. This paper presents a laboratory study, where a vertical slot fishway was built in a hydraulic flume and the behavior of two neotropical fish species (Leporinus reinhardti and Pimelodus maculatus) were analyzed. The structure of flow was expressed in terms of mean velocity, Reynolds shear-stress and velocity fluctuation fields. The individuals of Leporinus reinhardti had higher passage success than Pimelodus maculatus in the laboratory flume. Both species preferred areas of low to zero Reynolds shear-stress values. In addition, different preferences were observed for these species concerning the horizontal components of velocity fluctuation.Interrupções em rios, como as causadas por barragens, provocam impactos negativos sobre as comunidades aquáticas e as espécies migratórias de peixes são diretamente afetadas. A fim de permitir a passagem de peixes, mecanismos de transposição são construídos junto a barramentos. No Brasil, após a implantação de leis ambientais, estas estruturas passaram a ser amplamente construídas e foram baseadas em projetos desenvolvidos na Europa e na América do Norte. Análises de mecanismos já construídos têm mostrado grande seletividade para espécies neotropicais e as demandas da diversa fauna de peixes neotropical são apresentadas como principal desafio ao projeto de passagens para peixes. Os padrões de escoamento dentro de escadas para peixes podem explicar a seletividade destes mecanismos, mas poucos estudos detalham a resposta dos peixes às características hidráulicas encontradas dentro das escadas. Este estudo apresenta uma análise realizada em um laboratório onde foi construída uma escada do tipo ranhura vertical e analisados os comportamentos de duas espécies neotropicais (Leporinus reinhardti e Pimelodus maculatus). O escoamento foi estudado considerando os campos de velocidade média, tensão cisalhante de Reynolds e flutuações de velocidades. Os indivíduos da espécie Leporinus reinhardti apresentaram maior sucesso de passagem do que os da espécie Pimelodus maculatus. Ambas as espécies preferiram áreas de tensão de Reynolds igual a zero. Além disso, diferentes preferências foram observadas para cada espécie em relação às componentes horizontais da flutuação da velocidade.

No abstract