The role of the invasive African clawed frog as vector of Ranavirus for native fishes and amphibians
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| Data de Publicação: | 2019 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Idioma: | eng |
| Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
| Texto Completo: | http://hdl.handle.net/10451/41439 |
Resumo: | Tese de mestrado, Biologia da Conservação, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019 |
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The role of the invasive African clawed frog as vector of Ranavirus for native fishes and amphibiansXenopus laevisEspécies invasorasErradicaçãoAgentes patogénicosPrevalênciaTeses de mestrado - 2019Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Ciências BiológicasTese de mestrado, Biologia da Conservação, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019A rã-de-unhas-africana, Xenopus laevis (Daudin, 1802), é um anfíbio aquático nativo do sudeste africano e que possui várias populações introduzidas nas Américas e Europa, incluindo em Portugal. Em 2010, as populações de X. laevis introduzidas nas ribeiras de Oeiras (Laje e Barcarena), em Lisboa, foram submetidas pela primeira vez a um bem-sucedido programa de erradicação, ainda ativo, com o objetivo de controlar e possivelmente eliminar a invasão. A natureza invasora da espécie torna-a uma ameaça local, não só devido à predação de fauna bentónica, mas também por predar espécies nativas de peixes e anfíbios. Nestas ribeiras X. laevis coexiste com duas espécies de peixe ameaçadas, que fazem parte da sua dieta e que podem ser prejudicadas por agentes patogénicos invasores, a criticamente ameaçada boga-portuguesa, Iberochondrostoma lusitanicum (Collares-Pereira, 1980) e a vulnerável verdemã-comum, Cobitis paludica (de Buen, 1930). À semelhança de outros anfíbios invasores, X. laevis é conhecido pela sua elevada resiliência e facilidade de invasão de habitats não-nativos, com potencial para atuar como fonte de novos parasitas e agentes patogénicos, ajudando a mantê-los no sistema. Os Ranavirus são um grupo de agentes patogénicos emergentes e particularmente preocupantes devido à sua vasta gama de hospedeiros e de estirpes e à capacidade de infetar tanto anfíbios e répteis, como peixes. Estes vírus, que causam a doença ranavirose, estão cada vez mais associados a surtos epidémicos em populações de anfíbios e consequente mortalidade por todo o mundo, como na Serra da Estrela, em Portugal. O vírus pode estar presente nos indivíduos sem estes apresentarem sinais de infeção, o que possibilita a transmissão entre indivíduos e espécies e aumenta a probabilidade de dispersão por humanos. Tal como outros anfíbios invasores, X. laevis pode desempenhar um papel fundamental na introdução e dinâmica deste vírus em alguns sistemas aquáticos. Em 2012, foi detetado Ranavirus em indivíduos de X. laevis, nas ribeiras de Oeiras. Este grupo de agentes patogénicos é um género que possui diversas estirpes que variam em termos de especificidade do hospedeiro, virulência e distribuição geográfica. Para estudar estes vírus são utilizados diferentes métodos de amostragem que diferem no tipo de tecido consoante a espécie e o objetivo do trabalho. As técnicas mais invasivas, mas consideradas mais eficazes na deteção do vírus implicam a dissecação dos animais para recolha de órgãos internos. Outras técnicas utilizam tecidos externos como falanges, caudas ou barbatanas. Existem ainda técnicas menos invasivas na qual se opta por esfregaços. Este projeto teve como objetivos perceber se a campanha de erradicação teve impacto na prevalência de Ranavirus nas ribeiras de Oeiras ao longo de sete anos, e se X. laevis serve como vetor do mesmo agente patogénico para anfíbios nativos e espécies de peixes de água doce ameaçadas de extinção. Além disso, considerando a inclusão de espécies ameaçadas no projeto, pretendi testar métodos de amostragem com diferentes taxas de perturbação (tecido de barbatana e esfregaços orais) em indivíduos de I. lusitanicum. Para testar as hipóteses procedemos à coleção de amostras utilizando diferentes métodos. Para amostrar a espécie invasora, X. laevis, utilizámos animais capturados em sete anos da campanha de erradicação (2012-2018), provenientes de 26 locais diferentes ao longo de duas ribeiras (Laje e Barcarena). Após dissecação dos indivíduos selecionados, foram recolhidas amostras de fígado. Para os indivíduos que se encontravam vivos retirou-se uma falange. Para recolher amostras de espécies nativas realizaram-se saídas de campo, no verão de 2018, a três locais: Fábrica da Pólvora e Missionários da Consolata (Ribeira de Barcarena, em zonas invadidas por X. laevis) e Gandarela (Ribeira do Jamor, uma ribeira onde X. laevis nunca foi encontrado). Recolhemos amostras de falanges de Pelophylax perezi (rã-verde), e esfregaços orais e tecido da barbatana caudal dos indivíduos de I. lusitanicum e C. paludica. Todos os animais foram medidos e o sexo dos indivíduos de X. laevis foi identificado. Os tecidos e esfregaços foram submetidos à extração do ADN e testados para a presença de ADN de Ranavirus através de qPCR. Foi ainda construída uma árvore filogenética com sequências de Ranavirus das espécies amostradas em Oeiras e com outras sequências de Ranavirus publicadas. Ao contrário do esperado, X. laevis parece não ser a origem de Ranavirus em Oeiras, pois o vírus foi encontrado num local nunca invadido pela espécie (Gandarela, ribeira do Jamor). No entanto, a rã invasora pode ainda ser importante na dinâmica do vírus, atuando como reservatório e vetor. De 2012 a 2017, houve uma aparente diminuição da prevalência de Ranavirus em X. laevis com uma média de 14% (22/163). No entanto, a rã P. perezi e os peixes nativos, I. lusitanicum e C. palúdica, têm prevalências mais elevadas, 29% (12/41), 49% (40/82) e 100% (13/13), respetivamente. Apesar destas três espécies poderem servir de reservatório para Ranavirus, C. paludica pode estar a desenvolver a doença, pois foram observadas lesões externas. A maior prevalência das espécies de peixes pode dever-se a questões ambientais, como a temperatura, ou então a condições de stress provocadas pelo homem. De todas as variáveis testadas (Ano, Local, Sexo e tamanho dos indivíduos) houve apenas uma relação significativa para o tamanho corporal para as rãs-verdes, com uma menor deteção de Ranavirus em animais maiores, o que indica um desenvolvimento de mecanismos de resistência ao vírus. Em relação à filogenia, foram identificadas duas possíveis estirpes de Ranavirus diferentes, pertencentes ao grupo FV3. De um total de 18 sequências, 17 são idênticas e uma das sequências possuía uma única mutação. Desta forma, no caso de uma única origem do vírus, pode ter ocorrido evolução deste no próprio ecossistema aquático de Oeiras, ou podem ter existido duas fontes diferentes do vírus. Tendo em conta a proximidade das sequências de Oeiras com outras isoladas em répteis e anfíbios, a fonte de Ranavirus poderá ser uma espécie de herpetofauna, como a Tartaruga da Florida (Trachemys scripta) presente em Oeiras. No entanto a alta prevalência encontrada nos peixes e o facto de Ranavirus ser transmitido entre classes pode indicar também que os peixes invasores existentes nestas ribeiras, tal como a Perca-Sol (Lepomis gibbosus), possam estar na sua origem. Em geral, o sucesso na erradicação de X. laevis significa que há menos animais a servirem de reservatório e vetor de Ranavirus para outros animais. No entanto, esta erradicação pode ter conduzido ao aumento de prevalência nas espécies nativas de diversas formas: a ausência de X. laevis como diluidor de Ranavirus e a possibilidade de ter ocorrido “spillback”. Desta forma não se espera que a prevalência nas espécies nativas diminua até que a fonte real do vírus seja encontrada. Uma avaliação a estas outras espécies invasoras presentes nas ribeiras pode revelar a trajetória deste agente patogénico em Oeiras. Finalmente, a comparação entre os dois métodos aplicados a I. lusitanicum mostrou que uma abordagem menos invasiva (esfregaços orais), pode revelar positivos para Ranavirus e pode ser uma ferramenta fundamental na amostragem de espécies ameaçadas. Porém tecidos de órgãos internos são mais confiáveis e deverão ser utilizados sempre que possível. Os resultados obtidos neste projeto são de extrema relevância para o melhor conhecimento do funcionamento de Ranavirus nos ecossistemas. A dinâmica do Ranavirus, e de doenças emergentes no geral, após o desaparecimento de uma espécie invasora é um tópico pouco abordado, pelo que este estudo se torna muito relevante. No futuro, é importante a monitorização das espécies nativas, nomeadamente de C. paludica não só por ser uma espécie Vulnerável, mas também por muitos dos indivíduos apresentarem lesões que podem estar relacionadas com ranavirose.The African clawed frog is an aquatic amphibian native of Southeastern Africa, with several populations introduced in the Americas and Europe, including Portugal. In 2010, the introduced populations of X. laevis in Oeiras’ streams (Laje and Barcarena), in Lisbon, were submitted for the first time to an eradication program aiming to control and possibly eliminate the invasion. Similarly to other successful invasive amphibians, X. laevis is known for its high resilience and ease of invasion of alien habitats, with the potential to act as a source of new parasites and pathogens, likely helping maintaining them in the system. Ranavirus is of particular concern due to its broad host range and the ability to infect both fish and amphibians. The virus has become increasingly associated with amphibian disease outbreaks worldwide, and X. laevis might play a key element to this issue in some aquatic systems. In 2012, this pathogen was detected in individuals of X. laevis, in Oeiras’ streams. With this project we aimed to understand if the eradication program had an impact on the prevalence of Ranavirus in the streams and if X. laevis was serving has a vector of Ranavirus to native amphibians and endangered freshwater fish species. Additionally, considering the inclusion of endangered species in the project, we intended to test sampling methods with different rates of invasiveness. Samples were collected from X. laevis (liver) captured in different years (2012-2018) from 26 different sites along the streams. In the summer of 2018, we sampled individuals of Pelophylax perezi (Iberian green frog) for toe-clips, and Iberochondrostoma lusitanicum (Portuguese nase) and Cobitis paludica (Iberian spined-loach) for mouth swabs and fin tissue, in three different sites. After DNA extraction, all samples were screened for the presence of Ranavirus DNA through qPCR. A phylogenetic tree was built with Ranavirus sequences of the species sampled in Oeiras. Contrary to expected, X. laevis appears to not have been the origin of Ranavirus in Oeiras. Yet, the invader may still be important for virus dynamics, acting as a reservoir and vector. Since 2012, there was an apparent decrease in Ranavirus prevalence in Xenopus laevis, however the native fish species have higher virus prevalence and even though I. lusitanicum can also be a reservoir for the pathogen, C. paludica can be developing the disease, as external lesions were observed. Two possible different strains of Ranavirus, within a FV3-like cluster, were identified which means there were either two sources of the virus or a single source followed by mutation. Overall, X. laevis eradication means there is one less reservoir and Ranavirus vector in these streams. However, the prevalence in native species is not expected to decrease because X. laevis could have been serving as diluter or because spillback could have occurred. The comparison of methods showed that a less invasive approach, oral swabs, can reveal positives for Ranavirus, however internal organ tissues are more reliable. Further studies should continue to monitor the vulnerable C. paludica and to test other invasive species present in Oeiras, in the pursuit for Ranavirus origin.Rosa, Gonçalo Miranda,1983-Rebelo, Rui Miguel Borges Sampaio e,1969-Repositório da Universidade de LisboaCoutinho, Catarina Dias2023-04-05T00:32:23Z201920192019-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10451/41439TID:202374866enginfo: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:RCAAP2023-11-08T16:40:53Zoai:repositorio.ul.pt:10451/41439Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T21:54:42.675275Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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