Floodplain forests drive fruit-eating fish diversity at the Amazon Basin-scale
Abstract
Unlike most rivers globally, nearly all lowland Amazonian rivers have unregulated flow, supporting seasonally flooded floodplain forests. Floodplain forests harbor a unique tree species assemblage adapted to flooding and specialized fauna, including fruit-eating fish that migrate seasonally into floodplains, favoring expansive floodplain areas. Frugivorous fish are forest-dependent fauna critical to forest regeneration via seed dispersal and support commercial and artisanal fisheries. We implemented linear mixed effects models to investigate drivers of species richness among specialized frugivorous fishes across the ~6,000,000 km 2 Amazon Basin, analyzing 29 species from 9 families (10,058 occurrences). Floodplain predictors per subbasin included floodplain forest extent, tree species richness (309,540 occurrences for 2,506 species), water biogeochemistry, flood duration, and elevation, with river order controlling for longitudinal positioning along the river network. We observed heterogeneous patterns of frugivorous fish species richness, which were positively correlated with floodplain forest extent, tree species richness, and flood duration. The natural hydrological regime facilitates fish access to flooded forests and controls fruit production. Thus, the ability of Amazonian floodplain ecosystems to support frugivorous fish assemblages hinges on extensive and diverse seasonally flooded forests. Given the low functional redundancy in fish seed dispersal networks, diverse frugivorous fish assemblages disperse and maintain diverse forests; vice versa, diverse forests maintain more fish species, underscoring the critically important taxonomic interdependencies that embody Amazonian ecosystems. Effective management strategies must acknowledge that access to diverse and hydrologically functional floodplain forests is essential to ensure the long-term survival of frugivorous fish and, in turn, the long-term sustainability of floodplain forests.
Article Details
Journal Info
Proceedings of the National Academy of Sciences
National Academy of Sciences
Authors (148)
Sandra Bibiana Correa
Department of Wildlife, Fisheries and Aquaculture, Mississippi State University
Karold V. Coronado-Franco
Department of Wildlife, Fisheries and Aquaculture, Mississippi State University
Celine Jézéquel
Centre de Recherche sur la Biodiversité et l'Environnement, Université de Toulouse, Institut de Recherche pour le Développement, Institut National Polytechnique de Toulouse, Université Toulouse 3 – Paul Sabatier
Amanda Cantarute Rodrigues
Centre de Recherche sur la Biodiversité et l'Environnement, Université de Toulouse, Institut de Recherche pour le Développement, Institut National Polytechnique de Toulouse, Université Toulouse 3 – Paul Sabatier
Kristine O. Evans
Department of Wildlife, Fisheries and Aquaculture, Mississippi State University
Joshua J. Granger
Department of Forestry, Mississippi State University
Hans ter Steege
Iêda Leão do Amaral
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Luiz de Souza Coelho
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Florian Wittmann
Wetland Department, Institute of Geography and Geoecology, Karlsruhe Institute of Technology
Francisca Dionízia de Almeida Matos
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Diógenes de Andrade Lima Filho
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Rafael P. Salomão
Programa Professor Visitante Nacional Sênior na Amazônia-Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, Universidade Federal Rural da Amazônia
Carolina V. Castilho
Centro de Pesquisa Agroflorestal de Roraima, Embrapa Roraima
Juan Ernesto Guevara
Grupo de Investigación en Ecología y Evolución en los Trópicos, Universidad de las Américas
Marcelo de Jesus Veiga Carim
Departamento de Botânica, Instituto de Pesquisas Científicas e Tecnológicas do Amapá
Oliver L. Phillips
Maria Teresa Fernandez Piedade
Ecology, Monitoring and Sustainable Use of Wetlands, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Layon O. Demarchi
Ecology, Monitoring and Sustainable Use of Wetlands, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Jochen Schöngart
Ecology, Monitoring and Sustainable Use of Wetlands, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Juan David Cardenas Revilla
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Maria Pires Martins
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Mariana Victória Irume
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
José Renan da Silva Guimarães
Amcel Amapá Florestal e Celulose South America
José Ferreira Ramos
Ecology, Monitoring and Sustainable Use of Wetlands, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Adriano Costa Quaresma
Wetland Department, Institute of Geography and Geoecology, Karlsruhe Institute of Technology
Nigel C. A. Pitman
Collections, Conservation and Research, The Field Museum
Bruno Garcia Luize
Departamento de Biologia Vegetal, Instituto de Biologia, Universidade Estadual de Campinas
Evlyn Márcia Moraes de Leão Novo
Divisao de Sensoriamento Remoto, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
Eduardo Martins Venticinque
Centro de Biociências, Departamento de Ecologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Thiago Sanna Freire Silva
Biological and Environmental Sciences, University of Stirling
Percy Núñez Vargas
Herbario Vargas, Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco
Angelo Gilberto Manzatto
Neidiane Farias Costa Reis
Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia-Bionorte, Universidade Federal de Rondônia
John Terborgh
Department of Biology and Florida Museum of Natural History, University of Florida
Katia Regina Casula
Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Biotecnologia-Bionorte, Universidade Federal de Rondônia
Euridice N. Honorio Coronado
Department for Accelerated Taxonomy, Royal Botanic Gardens, Kew
Juan Carlos Montero
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Abel Monteagudo Mendoza
Herbario Vargas, Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco
Ted R. Feldpausch
School of Geography, University of Leeds
Flávia Machado Durgante
Wetland Department, Institute of Geography and Geoecology, Karlsruhe Institute of Technology
Nicolás Castaño Arboleda
Herbario Amazónico Colombiano, Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas
Beatriz S. Marimon
Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação, Universidade do Estado de Mato Grosso
Ben Hur Marimon-Junior
Timothy J. Killeen
Agteca-Amazonica
Rodolfo Vasquez
Jardín Botánico de Missouri
Bonifacio Mostacedo
Facultad de Ciencias Agrícolas, Universidad Autónoma Gabriel René Moreno
Rafael L. Assis
Biodiversity and Ecosystem Services, Instituto Tecnológico Vale
Dário Dantas do Amaral
Coordenação de Botânica, Museu Paraense Emílio Goeldi
John Ethan Householder
Wetland Department, Institute of Geography and Geoecology, Karlsruhe Institute of Technology
Marcelo Fragomeni Simon
Marcelo Brilhante de Medeiros
Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, Parque Estação Biológica, Prédio da Botânica e Ecologia
Helder Lima de Queiroz
Diretoria Técnico-Científica, Instituto de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá
Maria Aparecida Lopes
Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Pará
José Leonardo Lima Magalhães
Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Universidade Federal do Pará
Pablo R. Stevenson
Laboratorio de Ecología de Bosques Tropicales y Primatología, Universidad de los Andes, Carrera 1 # 18a- 10, Bogotá, DC 111711, Colombia
Bruno Barçante Ladvocat Cintra
School of Geography, Earth and Environmental Sciences, University of Birmingham, Edgbaston
Alejandro Araujo-Murakami
Museo de Historia Natural Noel Kempff Mercado, Universidad Autónoma Gabriel Rene Moreno
Tim R. Baker
School of Geography, University of Leeds
Yuri Oliveira Feitosa
Programa de Pós-Graduação em Biologia (Botânica), Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Hugo F. Mogollón
Endangered Species Coalition
Joost F. Duivenvoorden
Institute of Biodiversity and Ecosystem Dynamics, University of Amsterdam
Leandro Valle Ferreira
Coordenação de Botânica, Museu Paraense Emílio Goeldi
José Julio de Toledo
Ciências Ambientais, Universidade Federal do Amapá
James A. Comiskey
Inventory and Monitoring Program, National Park Service
Aline Lopes
Ecology, Monitoring and Sustainable Use of Wetlands, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Gabriel Damasco
Gothenburg Global Biodiversity Centre, University of Gothenburg
Alberto Vicentini
Coordenação de Pesquisas em Ecologia, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Fernando Cornejo Valverde
Andes to Amazon Biodiversity Program
Vitor H. F. Gomes
Department of Biology, University of Turku
Alfonso Alonso
Francisco Dallmeier
Center for Conservation and Sustainability, Smithsonian’s National Zoo & Conservation Biology Institute, National Zoological Park
Daniel P. P. de Aguiar
Procuradoria-Geral de Justiça, Ministério Público do Estado do Amazonas
Rogerio Gribel
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Juan Carlos Licona
Instituto Boliviano de Investigacion Forestal
Boris Eduardo Villa Zegarra
Direccíon de Evaluación Forestal y de Fauna Silvestre
Marcelino Carneiro Guedes
Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Embrapa Amapá
Carlos Cerón
Escuela de Biología Herbario Alfredo Paredes, Universidad Central
Raquel Thomas
Iwokrama International Centre for Rain Forest Conservation and Development
William Milliken
Wegliane Campelo
Ciências Ambientais, Universidade Federal do Amapá
Bianca Weiss Albuquerque
Ecology, Monitoring and Sustainable Use of Wetlands, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Bente Klitgaard
J. Sebastián Tello
Latin America Department, Missouri Botanical Garden
Alfredo Fuentes Claros
Missouri Botanical Garden
Gonzalo Rivas-Torres
Juan Fernando Phillips
Fundación Puerto Rastrojo
Patricio von Hildebrand
Department Estación de Biología, Cra 10 No. 24-76 Oficina 1201, Bogotá, DC, Colombia
Therany Gonzales
The Amazon Center for Environmental Education and Research Foundation
César I. A. Vela
Escuela Profesional de Ingeniería Forestal, Universidad Nacional de San Antonio Abad del Cusco
Bruce Hoffman
Amazon Conservation Team
Bernardo Monteiro Flores
Graduate Program in Ecology, Federal University of Santa Catarina, Campus Universitário–Córrego Grande
Maihyra Marina Pombo
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Maira Rocha
Ecology, Monitoring and Sustainable Use of Wetlands, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Milena Holmgren
Resource Ecology Group, Wageningen University & Research
Angela Cano
Laboratorio de Ecología de Bosques Tropicales y Primatología, Universidad de los Andes, Carrera 1 # 18a- 10, Bogotá, DC 111711, Colombia
Maria Natalia Umaña
Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Michigan
Luisa Fernanda Casas
Laboratorio de Ecología de Bosques Tropicales y Primatología, Universidad de los Andes
Henrik Balslev
Department of Biology, Aarhus University
Ligia Estela Urrego Giraldo
Departamento de Ciencias Forestales, Universidad Nacional de Colombia
Rémy Bigorne
Centre de Recherche sur la Biodiversité et l'Environnement, Université de Toulouse, Institut de Recherche pour le Développement, Institut National Polytechnique de Toulouse, Université Toulouse 3 – Paul Sabatier
Thierry Oberdorff
Centre de Recherche sur la Biodiversité et l'Environnement, Université de Toulouse, Institut de Recherche pour le Développement, Institut National Polytechnique de Toulouse, Université Toulouse 3 – Paul Sabatier
Javier A. Maldonado-Ocampo
Hernan Ortega
Departamento de Ictiología, Museo de Historia Natural, Universidad Nacional Mayor San Marcos
Max Hidalgo
Departamento de Ictiología, Museo de Historia Natural, Universidad Nacional Mayor San Marcos
Koen Martens
Operational Directorate Natural Environment, Royal Belgian Institute of Natural Sciences, Freshwater Biology
Gislene Torrente-Vilara
Departamento de Ciências do Mar, Universidade Federal de São Paulo, Campus Baixada Santista
Jansen Zuanon
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Astrid Acosta
Colección Ictiológica de la Amazonia Colombiana, Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas Sinchi
Edwin Agudelo
Colección Ictiológica de la Amazonia Colombiana, Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas Sinchi
Soraya Barrera Maure
Museo Nacional de Historia Natural - Ministerio de Medio Ambiente y Agua, Colección Boliviana de Fauna
Douglas A. Bastos
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Juan Bogotá Gregory
Colección Ictiológica de la Amazonia Colombiana, Instituto Amazónico de Investigaciones Científicas Sinchi
Fernando G. Cabeceira
Instituto de Biociências, Universidade Federal de Mato Grosso, Campus Universitário de Cuiabá
André L. C. Canto
Instituto de Ciências e Tecnologia das Águas, Universidade Federal do Oeste do Pará
Fernando M. Carvajal-Vallejos
Unidad de Limnología y Recursos Acuáticos, Universidad Mayor de San Simón
Lucélia N. Carvalho
Instituto de Ciências Naturais, Humanas e Sociais, Universidade Federal de Mato Grosso, Campus Universitário de Sino
Ariana Cella-Ribeiro
Departamento de Ciências Biológicas, Centro Universitário Aparício Carvalho
Raphaël Covain
Département d’herpétologie et d’ichtyologie, Muséum d’histoire naturelle
Murilo S. Dias
Departamento de Ecologia, Universidade de Brasília
Carlos Donascimiento
Instituto de Investigación de Recursos Biológicos, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia
Carolina R. C. Dória
Departamento de Biologia, Universidade Federal de Rondônia, Campus José Ribeiro Filho
Cleber Duarte
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Efrem J. G. Ferreira
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
André V. Galuch
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Tommaso Giarrizzo
Núcleo de Ecologia Aquática e Pesca da Amazônia, Universidade Federal do Pará
Rafael P. Leitão
Departamento de Genética, Ecologia e Evolução, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais
John G. Lundberg
Ichthyology Department, Academy of Natural Sciences of Philadelphia and Drexel University
Mabel Maldonado
Unidad de Limnología y Recursos Acuáticos, Universidad Mayor de San Simón
José I. Mojica
Luciano F. A. Montag
Programa de pós-graduação em Ecologia, Ecology and Conservation Lab, Universidade Federal do Pará
William Ohara
Laboratório de Ciências Ambientais, Universidade Federal de Rondônia, Campus Presidente Médici
Tiago H. S. Pires
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Marc Pouilly
Laboratoire de Biologie des Organismes et Ecosystèmes Aquatiques, Muséum National d’Histoire Naturelle, Institut de Recherche pour le Développement, Sorbonne Université, Université Caen Normandie, Université des Antilles
Saúl Prada-Pedreros
Unidad de Ecología y Sistemática, Laboratorio de Ictiología, Departamento de Biología, Facultad de Ciencias, Pontificia Universidad Javeriana
Luiz J. de Queiroz
Understanding Evolution Group, Naturalis Biodiversity Center
Lucia Rapp Py-Daniel
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Frank R. V. Ribeiro
Instituto de Ciências e Tecnologia das Águas, Universidade Federal do Oeste do Pará
Raúl Ríos Herrera
Instituto para la Investigación y la Preservación del Patrimonio Cultural y Natural del Valle del Cauca
Marcelo Rodrigues dos Anjos
Laboratório de Ictiologia e Ordenamento Pesqueiro do Vale do Rio Madeira, Universidade Federal do Amazonas
Igor Hister Lourenco
Laboratório de Ictiologia e Ordenamento Pesqueiro do Vale do Rio Madeira, Universidade Federal do Amazonas
Jaime Sarmiento
Museo Nacional de Historia Natural - Ministerio de Medio Ambiente y Agua, Colección Boliviana de Fauna
Leandro M. Sousa
Laboratório de Ictiologia de Altamira, Universidade Federal do Pará
Lis F. Stegmann
Coordenação de Biodiversidade, Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Jonathan Valdiviezo-Rivera
Instituto Nacional De Biodiversidad
Francisco Villa
Facultad de Ciencias, Grupo de Investigación en Zoología, Universidad del Tolima, Barrio Santa Helena Parte Alta
Takayuki Yunoki
Centro de Investigación de Recursos Acuáticos, Universidad Autónoma del Beni, Campus Universitario Dr. Hernan Melgar Justiniano
Pablo A. Tedesco
Centre de Recherche sur la Biodiversité et l'Environnement, Université de Toulouse, Institut de Recherche pour le Développement, Institut National Polytechnique de Toulouse, Université Toulouse 3 – Paul Sabatier