Impacto da pressão de propágulos e poluentes em invasões biológicas

Orientadora: Profª. Drª. Sabrina Borges Lino AraujoCoorientador: Prof. Dr. Ciro Alberto de Oliveira RibeiroDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 28/03/2019Inclui referênciasResumo: Invasões biológicas estão entre as principais causas de perda de biodiversidade, sendo responsáveis pelo deslocamento de espécies, homogeneização de ambientes, fragmentação de habitats de espécies nativas e até mesmo facilitando bioinvasão secundária. Desta forma, entender as introduções de organismos não nativos e o papel das invasões biológicas sobre as populações nativas e ecossistemas é crucial para a biologia da conservação. Além das características ambientais e da influência das interações bióticas, a pressão de propágulos, i.e. número de eventos de introdução e quantidade de indivíduos liberados em cada um desses eventos, é um consistente fator para o estabelecimento bem-sucedido de uma espécie não nativa introduzida. Apesar do sucesso de invasões ter relação positiva com o aumento da pressão de propágulos, distúrbios no ambiente podem facilitar o estabelecimento de populações iniciadas a partir de poucos indivíduos. Entender melhor estas situações nos motivou a desenvolver este trabalho que está dividido em dois capítulos, como será descrito a seguir. O primeiro se trata da proposta de um autômato celular (um modelo espacialmente explícito) como ferramenta para avaliar o efeito da pressão de propágulos sobre o sucesso de invasões e seu impacto sobre o tamanho populacional de espécies nativas. No segundo capítulo relatamos um experimento feito em laboratório com Tilápias do Nilo expostas a água do Rio Iguaçu, que se encontra em condições inferiores às desejáveis, por um período subcrônico. Neste mesmo capítulo, o modelo desenvolvido anteriormente foi aplicado aos dados experimentais avaliando o efeito do poluente sobre o tamanho populacional de uma espécie nativa equivalente a Tilápia na sua ausência e também após a introdução de apenas 50 indivíduos da espécie invasora, apresentando resultados a curto e longo prazos. Neste caso, exploramos diferentes intensidades de impacto sobre a sobrevivência da espécie nativa, variando entre situações em que ela sofre menos impacto que a espécie invasora, até situações em que ela é muito mais vulnerável que a segunda espécie. Os resultados do primeiro capítulo mostraram que mesmo uma grande população da espécie nativa pode ter seu tamanho populacional reduzido após poucos eventos de introdução de uma espécie ecologicamente equivalente e este impacto é mais intenso em populações menores ou quando o número de propágulos aumenta, podendo levar a espécie nativa ao desaparecimento. Além disso, as previsões para curto e longo prazos temporais são bastante distintas: enquanto a primeira permite coexistência para a maioria dos parâmetros abordados, na segunda ocorre, predominantemente, extinção da população nativa. No segundo capítulo, ao incluirmos o efeito de poluentes, os resultados a curto prazo não indicaram influência significativa entre a introdução de tilápias e o declínio populacional da espécie nativa. No entanto, a longo prazo, a presença da invasora causa alta redução da população nativa podendo levar esta à extinção mesmo quando ela não é muito sensível ao poluente. Palavras-chave: bioinvasão, espécie invasora, modelos ecológicos, perda de biodiversidade, poluição.Abstract: Biological invasions are among the main causes of biodiversity loss, being responsible for the displacement of species, homogenization of environments, fragmentation of habitats of native species and even facilitating secondary bioinvasion. Therefore, to understand the introductions of non-native organisms and the role of biological invasions on native populations and ecosystems is crucial for conservation biology. In addition to the environmental characteristics and influence of biotic interactions, propagule pressure, i.e. number of introduction events and number of individuals released at each of these events, is a consistent factor for the successful establishment of a introduced non-native species. Although the success of invasions is positively related to increased propagule pressure, disturbances in the environment may facilitate establishment of populations initiated from a few individuals. A better understanding of these situations motivated us to develop this work which is divided into two chapters, as will be described next. The first is the proposal of a cellular automaton (a spatially explicit model) as a tool to evaluate the effect of propagule pressure on the success of invasions and their impact on the population size of native species. In the second chapter we report an experiment made in the laboratory with Nile Tilapia exposed to water of the Iguaçu River, which is under subdesirable conditions, for a subchronic period. In this same chapter, the model previously developed was applied to the experimental data evaluating the effect of the pollutant on the population size of a native species equivalent to Tilapia in its absence and also after the introduction of only 50 individuals of the invasive species, presenting results in the short and long terms. In this case, we explore different intensities of impact on the survival of the native species, ranging from situations in which it suffers less impact than the invasive species, to situations in which it is much more vulnerable than the second species. The results of the first chapter showed that even a large population of the native species may have population size reduced after few introduction events of an ecologically equivalent species and this impact is more intense in smaller populations or when the number of propagules increases, it may lead to the desappearance of native species. Moreover, the forecasts for short and long time periods are quite different: while the first allows coexistence for most of the covered parameters, in the second occurs, predominantly, extinction of the native population. In the second chapter, when we included the effect of pollutants, the shortterm results did not indicate a significant influence between the introduction of tilapias and the population decline of the native species. However, in the long term, the presence of the invader causes a high reduction of the native population, which can lead to extinction even when it is not very sensitive to the pollutant. Keywords: biodiversity loss, bioinvasion, ecological models, invasive specie, pollution