Expansion of an invasive crayfish and decline of two native amphibians in the Grândola mountain range

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pinto, Bruno Miguel Calhau Correia
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10451/57116
Resumo: Tese de mestrado, Biologia da Conservação, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências
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spelling Expansion of an invasive crayfish and decline of two native amphibians in the Grândola mountain rangeProcambarus clarkiiAlytes cisternasiiSalamandra salamandraEspécie invasoraAlteração de distribuiçãoTeses de mestrado - 2022Departamento de Biologia AnimalTese de mestrado, Biologia da Conservação, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de CiênciasA biodiversidade está mais ameaçada que nunca, com um elevado número de espécies ameaçadas de extinção. A primeira fase no processo de extinção é a ocorrência de declínios populacionais que, caso não sejam revertidos, levam à extinção local das populações e, consequentemente, à alteração da sua distribuição. Uma das principais ameaças à biodiversidade é causada pelas espécies invasoras. Estas são definidas como espécies não-nativas que estabelecem populações capazes de produzir indivíduos dispersores, e com grande impacto nos ecossistemas invadidos. Uma das espécies invasoras de água doce com mais impactos descritos é o lagostim vermelho do Louisiana (Procambarus clarkii Girard, 1852), um crustáceo omnívoro e generalista, nativo do sudeste dos Estados Unidos da América e com alta capacidade de adaptação a diversas condições ecológicas. Apesar de preferir corpos de água permanentes, mais profundos e com condições mais estáveis, consegue invadir locais mais temporários e desfavoráveis. Este lagostim causa impactos fortes nas populações de anfíbios nativas, maioritariamente através da predação dos seus ovos e estádios larvares. Na Serra de Grândola, P. clarkii está presente desde o final do século XX. Nessa época, as duas espécies de anfíbios mais abundantes eram o sapo-parteiro-ibérico (Alytes cisternasii Boscá, 1879) e a salamandra-de-pintas-amarelas (Salamandra salamandra Linnaeus, 1758). Com o aumento dos avistamentos de P. clarkii e a recolha de cada vez menos provas de reprodução de A. cisternasii, este trabalho tem o objetivo de confirmar a expansão da espécie invasora e o declínio das espécies nativas, assim como analisar que variáveis ambientais influenciam a expansão do lagostim invasor entre 2000 e 2021. Há também uma tentativa de inferir que condições ambientais influenciam a permanência de cada espécie nativa neste período. Para isso, indivíduos de lagostim e estádios larvares de ambas as espécies de anfíbio foram amostradas em 85 pegos distribuídos por duas ribeiras principais permanentes e quatro ribeiras secundárias temporárias ao longo de três sessões, entre Fevereiro e Abril de 2021, com recurso a passagens de camaroeiro na primeira sessão e a pesca elétrica nas seguintes. Diversas caraterísticas ambientais de cada pego foram recolhidas e a distância ao curso de água principal foi estimada. Os resultados, expressos como presencia/ausência foram comparados com dados de 2000. Foram utilizados testes de Mcnemar para inferir se a distribuição presente (2021) de cada espécie é significativamente diferente da sua distribuição passada (2000). Usando o software R, construímos modelos lineares generalizados com o objetivo de perceber que fatores influenciam a distribuição atual de P. clarkii. Foi utilizada a função dredge do package MuMin para modelar todas as combinações possíveis dos fatores ambientais considerados significantes. Aos melhores modelos resultantes (ΔAIC < 2) foi aplicada a função model average do mesmo package para obter o modelo final que explica a variável dependente. O mesmo processo foi aplicado para a expansão do lagostim, utilizando a expansão para novos locais ou a manutenção da presença no local em 2021 como variável dependente; e para a manutenção ou desaparecimento de cada espécie de anfíbio entre 2000 e 2021. As distribuições das três espécies estudadas mudaram significativamente entre 2000 e 2021, verificandose a expansão do lagostim invasor para ribeiras secundárias e zonas mais altas das ribeiras principais, aumentando o número de pegos ocupados de 40 em 2000 para 51 em 2021. Verificou-se também o declínio coincidente de ambas as espécies de anfíbios nativos, com a queda do número de pegos onde A. cisternasii e S. salamandra estão presentes de 57 e 45 em 2000 para 13 e 31, respetivamente, em 2021. A expansão de P. clarkii é justificada pela sua grande capacidade de adaptação e tolerância, permitindo que invada locais com condições menos favoráveis. No entanto este invertebrado não foi encontrado em algumas ribeiras secundárias, provavelmente devido ao seu hidroperíodo mais curto. A. cisternasii sofreu um declínio generalizado, resistindo apenas em treze pegos, maioritariamente nas ribeiras principais, muito provavelmente devido ao aumento da pressão predatória do lagostim invasor, levando ao desaparecimento nos seus habitats de reprodução. As exceções corresponderão a pegos com condições ideais para a sua sobrevivência ou para a expressão adequada de estratégias antipredatórias. Os girinos desta espécie têm uma elevada capacidade de fuga e são capazes de adaptar o seu comportamento para responder ao lagostim invasor, evitando-o. S. salamandra sofreu um declínio pequeno e localizado, desaparecendo essencialmente das ribeiras principais e mantendo a sua distribuição nas ribeiras secundárias, mesmo na maioria das secções invadidas pelo lagostim, indicando uma maior capacidade de coexistência com o invasor. Esta espécie tem também caraterísticas morfológicas e comportamentais que promovem a coexistência com a espécie invasora, como um período larvar curto e ovoviviparidade. A expansão do lagostim nos últimos 21 anos foi direcionada para pegos mais rasos e de menores dimensões com menos manta morta no fundo, condições desfavoráveis à sua sobrevivência. Para além destes pegos manterem menos indivíduos, a manta morta funciona como refúgio e fonte de alimento. A expansão foi também influenciada negativamente pela cobertura arbustiva nas margens, em pegos com maior cobertura arbórea coincidentes com regiões intermédias das ribeiras secundárias. Diversas interações destas variáveis são também dadas como importantes para a expansão. No entanto, a falta de significância de variáveis no modelo final e o elevado número de interações incluídas revelam que o ajuste é fraco. Isto pode resultar da não preferência de P. clarkii por condições ambientais específicas, tentando invadir todos os locais disponíveis na área de estudo. Em 2021, os girinos de A. cisternasii resistem em pegos largos com elevada cobertura de vegetação emergente e margens dominadas por herbáceas e pouca cobertura arbustiva. A maior largura e cobertura do pego por vegetação emergente definem locais mais amplos e com disponibilidade de refúgios, facilitando a evitação espacial de predadores. As margens abertas e dominadas por herbáceas são o habitat preferencial dos indivíduos adultos, que poderão beneficiar da proximidade ao pego para a deposição dos seus ovos. As interações significativas salientam a importância destes habitats terrestres circundantes para a manutenção de A. cisternasii na área de estudo. A manutenção da distribuição de S. salamandra em 2021 foi influenciada negativamente pelo comprimento do pego e percentagem do fundo coberta por pedra e cascalho. Tanto quanto sabemos, nenhuma destas características é evitada por esta espécie, sendo substratos mais grosseiros até usados como refúgio. Estas condições são, no entanto, consideradas favoráveis para P. clarkii. Tendo em conta que substratos grosseiros podem ser benéficos para ambas as espécies por providenciarem refúgio, o urodelo pode deixar de usar estes microhabitats devido à ocupação pelo predador invasor. É possível que outros fatores não avaliados neste estudo, tais como a variação intra e interanual das populações, as alterações climáticas e as doenças, tenham contribuído para a alteração da distribuição das espécies consideradas. São necessários estudos que avaliem a influência destes fenómenos na distribuição das espécies-foco deste trabalho. Este trabalho confirma a expansão do lagostim vermelho do Louisiana na Serra de Grândola para as ribeiras secundárias a montante, com condições mais desfavoráveis à sua sobrevivência. Adicionalmente, confirma também o declínio de ambas as espécies de anfíbios, com a restrição de girinos de A. cisternasii a pegos específicos com condições favoráveis nas ribeiras principais, e a manutenção de larvas de S. salamandra em pegos das ribeiras mais temporárias. A invasão de locais com condições mais desfavoráveis realça a capacidade de invasão e adaptação de P. clarkii, sugerindo uma trajetória de invasão generalista e influenciada principalmente pela distância aos cursos de água principais. O sapo-parteiro-ibérico mostra preferência por pegos permanentes localizados nas ribeiras principais para o desenvolvimento larvar, contrastando com a salamandra-de-pintas-amarelas que parece preferir pegos temporários nas ribeiras secundárias. Com a expansão de P. clarkii para os pegos a montante, a sua pressão predatória irá aumentar, prevendo uma restrição do urodelo às secções mais elevadas e não invadidas. Os nossos resultados realçam o impacto das espécies invasoras nos ecossistemas nativos e a importância do seu controlo de modo que sejam minimizados os seus impactos e prevenidos futuros declínios. Realçamos também a urgência de conservar o habitat favorável à reprodução de A. cisternasii, incluindo as zonas abertas circundantes, assim como as ribeiras temporárias com importância para a reprodução de S. salamandra.Biodiversity is more threatened than ever with Invasive Alien Species (IAS) being one of the most important drivers of population declines and extinctions. One of the most widespread and harmful freshwater IAS is the red swamp crayfish (Procambarus clarkii), a generalist and highly adaptive species that can establish in a wide range of water bodies with different conditions. This invasive crayfish has severe impacts on native communities, particularly on amphibians, by predating their eggs and larvae. In the Grândola mountain range, the expansion of crayfish in the last 30 years has been accompanied by decreases in the sightings of the two previously most abundant species of amphibians - Iberian midwife toad Alytes cisternasii and fire salamander Salamandra salamandra. From February to May 2021, we sampled 85 stream pools spread across two main permanent streams and four secondary temporary streams. On three sessions, and using dipnet sweeps and electrofishing, we sampled crayfish and amphibian larvae, in order to compare their presence along the river network with data registered in the year 2000. We also registered stream pool characteristics to estimate the abiotic factors influencing crayfish present distribution and expansion, as well as those influencing the maintenance of each amphibian species. Our results show a clear upstream expansion of P. clarkii to secondary streams, accompanied by a catastrophic decline in A. cisternasii, and a localized and smaller, though significant, decline in S. salamandra. These changes suggest that red swamp crayfish is the main cause of these declines. Coexistence probabilities between these species changed: the invader distribution in 2021 was favoured by wider and heavily shaded pools with high stone cover. According to our model, this species expanded to smaller and shallower pools with less shrub cover on the banks and less leaf litter, characteristics consistent with intermediate pools in secondary streams. A. cisternasii tadpoles only remain in wider stream pools highly covered by emergent vegetation near favourable adult habitats, on the main streams. These conditions may promote predator avoidance, allowing for coexistence. Smaller pools with finer substrates, characteristic of secondary streams, maintained S. salamandra larvae. Although other reasons for the declines still need to be excluded, P. clarkii seems to heavily impact these native amphibians, highlighting the need for conservation measures to be taken in order to mitigate the current impacts and prevent further expansion into critical habitats for amphibian reproduction.Rebelo, Rui Miguel Borges Sampaio e, 1969-Repositório da Universidade de LisboaPinto, Bruno Miguel Calhau Correia2023-04-13T14:41:54Z202220222022-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/57116enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-11-08T17:05:10Zoai:repositorio.ul.pt:10451/57116Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T22:07:33.343265Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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