Popular as aquarium fish, armored catfishes from South America (Pterygoplichthys spp.) have been introduced and become invasive in tropical and subtropical regions worldwide. These ecosystem engineers can deplete basal resources (e.g., periphyton and detritus), with potential negative effects for native fauna. We studied the trophic ecology of fishes in the Usumacinta River Basin, Guatemala, where Pterygoplichthys is now widespread and locally abundant. We analyzed stable isotopes (δ13 C, δ15 N) in fish tissues and basal resources to assess the potential impact of Pterygoplichthys on the trophic ecology of six co-occurring native fishes that feed at a similar trophic level (Astyanax aeneus, Dorosoma petenense, Thorichthys pasionis, Oscura heterospila, Poecilia mexicana, and Gambusia sexradiata). The study was conducted during the dry season in the La Pasion (LPR; high invasion) and San Pedro (SPR; low invasion) rivers. We compared isotopic spaces occupied by native fish and Pterygoplichthys, estimated isotopic overlap, and evaluated the trophic displacement of native species. We also evaluated the relationships of environmental factors, including the relative biomass of the invasive catfish, with δ13 C and δ15 N signatures. Except for P. mexicana, native species had lower isotopic overlap with the catfish in LPR. Native fish isotopic spaces were compressed and shifted toward higher trophic positions in LPR relative to SPR. Benthic food resources were important for Pterygoplichthys in both rivers, and water-column resources had greater relative importance (RI) for native species in LPR. Native fish δ13 C was significantly associated with Pterygoplichthys biomass, conductivity, and water flow velocity; and water depth and sedimentation had a significant association with native fish δ15 N. Findings provide evidence that invasive Pterygoplichthys, along with environmental factors, impact the trophic ecology of native fish in the Usumacinta Basin. Additional field research conducted over longer time periods and mesocosm experiments that account for fish assemblage and environmental variation could elucidate Pterygoplichthys impacts via food resource depletion or habitat alteration.
Populares como peces de acuario, los plecóstomos de América del Sur (Pterygoplichthys spp.) han sido introducidos y se han vuelto invasivos en regiones tropicales y subtropicales de todo el mundo. Estos ingenieros ecosistémicos pueden agotar los recursos basales (p. ej., perifiton y detritos), con posibles efectos negativos para la fauna nativa. En esta investigación estudiamos la ecología trófica de los peces en la cuenca del río Usumacinta, Guatemala, donde Pterygoplichthys se ha dispersado y es localmente abundante. Analizamos isótopos estables (δ13 C, δ15 N) en tejidos de peces y recursos basales para evaluar el impacto potencial de Pterygoplichthys en la ecología trófica de seis peces nativos que se alimentan a un nivel trófico similar (Astyanax aeneus, Dorosoma petenense, Thorichthys pasionis, Oscura heterospila, Poecilia mexicana y Gambusia sexradiata). El estudio se realizó en la temporada seca en los ríos La Pasión (LPR; alta invasión) y San Pedro (SPR; baja invasión). Comparamos el espacio isotópico ocupado por peces nativos y Pterygoplichthys, estimamos la superposición isotópica y evaluamos el desplazamiento trófico de las especies nativas. También evaluamos las relaciones de los factores ambientales, incluida la biomasa relativa del plecóstomo, con las señales isotópicas δ13 C y δ15 N. Con excepción de P. mexicana, las especies nativas tuvieron una menor superposición isotópica con el plecóstomo en LPR. En peces nativos se observó compresión y desplazamiento de espacios isotópicos hacia posiciones tróficas más altas en LPR en relación con SPR. Los recursos alimenticios bentónicos fueron importantes para Pterygoplichthys en ambos ríos, y los recursos de la columna de agua tuvieron mayor importancia relativa para las especies nativas en LPR. Los valores de δ13 C en peces nativos están significativamente asociados con la biomasa de Pterygoplichthys, la conductividad y la velocidad del flujo de agua; la profundidad del río y la sedimentación tuvieron una asociación significativa con los valores de δ15 N de peces nativos. Los hallazgos proporcionan evidencia de que Pterygoplichthys, junto con factores ambientales, impactan la ecología trófica de los peces nativos en la cuenca del Usumacinta. Investigación de campo adicional durante períodos de tiempo prolongados y experimentos de mesocosmos que integren dinámicas de ensamblaje de peces y variación ambiental podrían dilucidar los impactos de Pterygoplichthys a través del agotamiento de los recursos alimentarios o la alteración del hábitat.
Keywords: Usumacinta Basin; benthic ecology; biological invasion; food web; resource competition; river; species displacement.
© 2023 The Authors. Ecology published by Wiley Periodicals LLC on behalf of The Ecological Society of America.