Padrões espaciais e temporais das comunidades recifais nas ilhas de São Tomé e Príncipe, Golfo de Guiné, África

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2018.Localizadas no Golfo da Guiné (África Ocidental), as ilhas oceânicas de São Tomé e Príncipe apresentam alto índice de endemismo e sofrem diversas ameaças antrópicas (e.g. poluição, sobrepesca). Estes fatores associados fazem com que essas ilhas sejam consideradas hotspot de biodiversidade marinha. Apesar dessa importância, a fauna marinha tropical dessa região é uma das menos conhecidas no mundo sendo pouco estudada, principalmente quanto à sua ecologia. Considerando esta falta de estudos ecológicos, esta tese teve como objetivo geral estudar as comunidades recifais das ilhas de São Tomé e Príncipe através de duas abordagens. A primeira delas testou fatores abióticos como a profundidade, a complexidade estrutural, hidrodinamismo como potenciais variáveis explanatórias para os padrões quantitativos (i.e. riqueza, abundância e biomassa) encontrados nas assembleias de peixes recifais e de comunidade bentônicas dessas ilhas. Além disso, testou-se o efeito da comunidade bentônica sobre estrutura de peixes recifais. A segunda abordagem retratou como pontos de referência associados a padrões de assembleias de peixes recifais vem mudando ao longo do tempo entre pescadores tradicionais nas ilhas de São Tomé e Príncipe. A tese está dividida em três capítulos: o primeiro capítulo descreve, pela primeira vez, as assembleias de peixes de recife e a composição bentônica da maior ilha oceânica do Golfo da Guiné (São Tomé). Nesse capítulo foi explorada a influência dos fatores locais, tais como, complexidade estrutural do ambiente, profundidade, exposição hidrodinâmica sobre a estrutura das assembleias de peixes recifais e organismos bentônicos. Constatou-se que existe uma variação espacial nas assembleias de peixes e organismos bentônicos ao longo dos recifes da ilha de São Tomé e que essa variação foi explicada principalmente pela exposição s ondas. Além disso, observou-se correlação positiva entre a densidade de espécies, abundância e biomassa com o gradiente de hidrodinamismo e profundidade. Também se observou que composição de abundância e biomassa de peixes recifais mudam em função da mudança na cobertura bentônica em São Tomé. O segundo capítulo compara as comunidades de peixes recifais e organismos bentônicos das ilhas de São Tomé e do Príncipe. Além disso, fez-se uma comparação temporal (com dados coletados com 10 anos de diferença) das assembleias de peixes recifais em São Tomé. Nesse capítulo, conclui-se que São Tomé e Príncipe apresentou alta similaridade na composição de assembleias de peixes recifais, tanto em termos, abundância quanto na biomassa. Por outro lado, a riqueza foi maior em São Tomé. A matriz de algas epilíticas dominou em ambas ilhas. A pressão de pesca explicou uma parte da variação observada nas assembleias de peixes. Não houve diferença significativa nas assembleias de peixes em São Tomé entre 2006 e 2016. Finalmente, no terceiro capítulo, foi avaliado o conhecimento ecológico local dos pescadores para descrever a composição das pescarias locais e as tendências das capturas ao longo do tempo nas ilhas de São Tomé e Príncipe. Além disso, avaliou-se também a contribuição relativa dos possíveis fatores que causam mudanças nas assembleias de peixes de recife de acordo com as percepções dos pescadores. Como resultado, detectou-se um decréscimo significativo no tamanho corporal das espécies recifais alvos da pesca ao longo do tempo (~ 50 anos). As gerações de pescadores mais velhos e mais jovens diferiram em suas percepções de declínios ao longo do tempo, o que sugere a ocorrência do shifting baseline syndrome (síndrome da mudança das linhas de base) nas ilhas de São Tomé e Príncipe, ou seja, o fenômeno que descreve a mudança dos padrões que resulta de cada geração nova que não possui conhecimento da condição histórica, e presumivelmente mais natural, do meio ambiente. Portanto, cada geração define o que é natural ou normal de acordo com as condições atuais e suas experiências pessoais. Sendo assim, conclui-se que os ecossistemas marinhos das ilhas de São Tomé e Príncipe passaram por fases diferentes de acordo com o estatus do seu ambiente, desde da colonização até os dias atuais.Abstract : Located in the Gulf of Guinea (West Africa), the oceanic islands of São Tomé and Príncipe have high rates of endemism and suffer from various anthropogenic threats. These factors led to these islands being considered marine biodiversity hotspots. Despite its importance, the tropical marine fauna of this region is one of the least known in the world, and only a few studies were dedicated to its ecology. Given the lack of ecological studies, this thesis aims to study the reef communities of São Tomé and Príncipe islands following two approaches. The first tries to explain reef and benthic community assemblage quantitative patterns (i.e., richness, abundance and biomass) using environmental drivers, such as depth, structural complexity, hydrodynamics and benthic communities. The second approach portrays how benchmarks associated with patterns of reef fish assemblages have been changing among traditional fishermen in the São Tomé and Príncipe islands. The thesis is divided in three chapters: the first one describes, for the first time, the reef fish assemblages and the benthic composition in São Tomé, the largest oceanic island of the Gulf of Guinea. In this chapter, we explored how the structure of reef fish assemblages and benthic organisms is influenced by local factors, such as structural environmental complexity, depth and wave exposure. We detected a spatial variation in fish assemblages and benthic organisms along the reefs of São Tomé island, which is mostly explained by wave exposure. In addition, species density, abundance and biomass were positively correlated to the gradient of hydrodynamics and depth. The abundance and biomass of the São Tomé reef fish assemblages was influenced by benthic communities. The second chapter compares the reef fish communities and benthic organisms of São Tomé and Príncipe islands. In addition, we made a time comparison with data collected 10 years apart on São Tomé reef fish assemblages. We found that fish richness varied between islands and between the two times sampled, but that abundance and biomass were similar. Regarding benthic cover, the matrix of epilithic algae was dominant on both islands. Fishing pressure explained part of the variation detected in fish assemblages. There was no significant difference between the 2006 and the 2016 fish assemblages of São Tomé. Finally, the third chapter assesses the ecological knowledge of local fishermen to describe the composition of local fisheries and catch trends in São Tomé and Príncipe. Furthermore, we evaluated fishermen perception on the relative contribution of the factors that are likely to be changing reef fish assemblages. We detected a significant decrease in the body size of target reef fish species over the last five decades. The perceptions on fish declines over time differed between older and younger fishermen, suggesting the occurrence of shifting baseline syndrome in São Tomé and Príncipe, a phenomenon that describes pattern changes in new generations due to an absence of historical knowledge, and presumably more natural environmental conditions. Therefore, each generation defines what is natural or normal according to current conditions and their personal experiences. We can thus infer that the marine ecosystems of São Tomé e Príncipe islands have passed through different environmental phases, since colonization until nowadays