Reproductive traits and population structure of Astyanax aeneus (Characiformes: Characidae) from a subtropical river in Mexico
Patricia Trujillo-Jiménez, Jacinto Elias Sedeño-Díaz, Julio A. Camargo & Eugenia López-López
ABSTRACT
Champotón River is an unknown area within the Mesoamerican hotspot in Southestern México. Reproductive traits and population structure of Astyanax aeneus were analyzed along an environmental gradient of the upper, middle and lower sections of the river, where diverse environmental factors were recorded. For this, nets were cast for 1h at each site and A. aeneus were collected from all sections with sweep nets (5 and 10m long by 5m deep, 0.03m mesh size) and a casting net (0.05m mesh size). At each study site and campaign, a total of 80 specimens (in average) were collected and were fixed in 10% formaldehyde for further analysis. Population structure by size was analyzed for each study site, based on the relative frequencies by standard length classes. The length-weight relationship was determined, and the identification of gonadal developmental stages, reproductive period, size at first sexual maturity, relative fecundity, sex ratio and somatic indexes (gonadosomatic, hepatosomatic and Fulton’s condition factor) were also assessed. Seven size classes were found in the upper and middle sections, and nine downstream, with seasonal and spatial pattern in size-class frequency distribution. Size at first maturity was 45.7mm for females and 40.8mm for males. The maximum relative fecundity was recorded at the downstream site and was positively correlated with body weight and standard length. Sex ratio (1.8:1 males: females) differed significantly from expected values (1:1). Gonadosomatic index scores indicated that the reproductive period of this species in the Champotón River was from April to July, during the warm and wet season. Hepatosomatic index was negatively correlated with the Gonadosomatic index, evidencing transfer of energy from the liver towards gamete production. This strategy enabled A. aeneus to maintain robustness during the study period with tiny changes in condition factor. A. aeneus in the Champotón River, as opposed to South American river congeneric species of similar size, shows early sexual maturity, a short reproductive period with high gonadosomatic index values, and high fecundity, a trade-off for the short reproductive period. Spatio-temporal segregation was evident: breeders congregate downstream, while juveniles prefer the upper reaches. This pattern allows A. aenus to be successful in a river with high frequency of hurricanes.
RESUMEN
El Río Champotón es un área de desconocimiento científico dentro del hotspot de Mesoamérica en el sureste de México. Las características reproductivas y la estructura de la población de Astyanax aeneus fueron analizadas a lo largo de un gradiente ambiental en la porción dulceacuícola del río. Se estudiaron tres sitios: en la parte alta del río San Juan Carpizo, en la porción media San Antonio del Río y río abajo en Ulumal, en cinco períodos entre 2007 y 2008. Se registraron diversos factores ambientales en cada sitio de estudio. Los ejemplares de A. aeneus se recolectaron con redes de arrastre de 5 y 10m de largo por 5m de profundidad (0.03m malla) y atarraya (con luz de malla de 0.05m). Las redes fueron lanzadas durante 1 hora en cada sitio. En cada visita se recolectaron un promedio de 80 especímenes en cada sitio de estudio que se preservaron en formaldehído al 10% para su posterior análisis. Para cada sitio de estudio se analizó la estructura de la población por talla, con base en las frecuencias relativas de las clases de longitud estándar. Se determinó la relación peso-talla, se identificaron las etapas del desarrollo gonadal, la época reproductiva, el tamaño de primera madurez sexual, la fecundidad absoluta y relativa, la proporción de sexos y los índices somáticos (gonadosomático, hepatosomático y el factor de condición de Fulton). Se obtuvieron siete clases de talla en la parte alta y media del río y nueve río abajo, con un patrón de distribución estacional y espacial en las frecuencias de clase de tallas. La talla de primera madurez fue de 45.7mm en hembras y 40.8mm en machos. La máxima fecundidad absoluta se registró río abajo y se correlacionó positivamente con el peso corporal y la longitud estándar. La proporción de sexos (1.8:1 machos: hembras) difiere significativamente de los valores esperados (1:1). Los resultados del índice gonadosomático (IGS) indican que el período reproductivo en el Río Champotón es en julio, durante la temporada húmeda y cálida. El índice hepatosomático se correlacionó negativamente con el IGS, evidenciando la transferencia de energía desde el hígado hacia la producción de gametos. Esta estrategia permitió que A. aeneus mantuviera una condición robusta durante el periodo de estudio con pequeños cambios en el factor de condición. Nuestros resultados indican que A. aeneus en el río Champotón, a diferencia de otras especies del mismo género y de la misma talla en ríos de Sudamérica, presenta una maduración sexual precoz, una temporada reproductiva corta con elevados valores del IGS, y una elevada fecundidad, lo que compensa la temporada de reproducción corta. También se percibe una tendencia a la segregación espacial y temporal: los reproductores se congregan aguas abajo y los juveniles prefieren las partes más altas. Este patrón permite a A. aeneus tener éxito en un río con una alta frecuencia de huracanes.