Modelos multi-isotópicos para rastreamento geográfico de animais traficados

Tese (Doutorado em Ciências Ambientais)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB - Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, Planaltina, 2019.O comércio ilegal de produtos da vida selvagem é um problema mundial e afeta diretamente a conservação da biodiversidade. O desconhecimento das rotas de tráfico e a necessidade de destinação de animais apreendidos, demandam avanços metodológicos para auxiliar de forma mais eficaz a detecção da sua origem. Tecnologias recentes analisam marcadores presentes em amostras de tecidos de animais capturados em uma única ocasião, ou apreendidos, e que são utilizados como indicativos da região de origem. Neste contexto, os isótopos estáveis de carbono, nitrogênio e oxigênio, mostram padrões de distribuição espacial de processos biogeoquímicos e ecológicos, que vêm sendo utilizados como rastreadores ambientais. Os padrões espaciais podem ser apresentados em mapas, chamados de isoscapes. Este trabalho teve como objetivo desenvolver novas abordagens metodológicas usando isótopos estáveis como ferramenta para a aplicação no rastreamento geográfico, no contexto do tráfico de animais. Foi feita uma revisão dos princípios biogeoquímicos relacionados ao uso de isótopos de oxigênio, carbono e nitrogênio como indicadores geográficos e as principais metodologias existentes para empregá-los em atribuição (testes de procedência). O canário-da-terra (Sicalis flaveola) foi utilizado como modelo de ave residente, para verificar a amplitude da variação temporal nas razões isotópicas de oxigênio (δ 18O) usando tecidos com diferentes tempos de renovação, como sangue e pena. Os períodos de muda do canário-da-terra foram estimados. Utilizando amostras de pelos de mamíferos, foi desenvolvido um modelo regional de isoscape de δ 18O para o Cerrado e Pantanal. Por fim, foi desenvolvido um método de atribuição multi-isotópica para avaliação da acurácia e da precisão de diferentes modelos de calibração de dados de amostras de origem conhecidas e da utilização de um, dois ou três isótopos para atribuição. A variação temporal de 18O do sangue do canário-da-terra mostrou-se ampla e relação com variáveis climáticas, sendo um bom indicador para rastreamento da marcada sazonalidade ambiental do Cerrado. A análise das penas mostrou que um curto período de muda, está relacionado a uma menor variação no δ 18O. O δ 18O das penas foi cerca de 2,5‰ inferior à do sangue total, que é referente à taxa de conversão tecido-tecido. A isoscape de δ 18O de pelos de mamíferos no Cerrado e Pantanal apresentou amplitude de 6‰ e apresentou padrão longitudinal bem marcado. O fato de mamíferos atropelados, bem como espécimes de museus, serem facilmente amostrados, possuir ampla distribuição na região e serem residentes, o uso de pelos de mamíferos mostrou-se uma boa alternativa como referência para a variação geográfica de δ 18O na região estudada. O conhecimento das variações temporais e variabilidade espacial de δ 18O, em conjunto com o método de atribuição multi-isotópica, proporcionaram um aprimoramento regional na utilização de isótopos estáveis como ferramenta de atribuição geográfica no contexto do tráfico de animais no Brasil, podendo auxiliar na destinação de animais apreendidos e clarear aspectos da atividade ilegal, como locais preferenciais de captura de animais e rotas do tráfico.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).The illegal wildlife trade (IWT) is a global issue and directly affects biodiversity. The lack of knowledge about traffic routes and the need to give a destination to confiscated animals require methodological advances to more effectively support the detection of IWT animals origin. New technologies use tissue markers as indicative of the seized items region of origin, which allow obtaining spatial and ecological distribution data of samples collected from individuals captured on a single occasion. In this context, the stable isotopes of carbon, nitrogen, and oxygen show patterns of the spatial distribution of biogeochemical and ecological processes and have been used as environmental trackers that can be presented on maps, called isoscapes. This work aimed to develop new methodological approaches using stable isotopes as a tool for geographic tracking, in the context of animal trafficking. A review of the biogeochemical principles related to the use of oxygen, carbon, and nitrogen isotopes as geographic indicators and the methodologies to use them in the assignment (provenance tests) was done. The Saffron Finch (Sicalis flaveola) was used as a resident bird model to verify the amplitude of temporal variation in oxygen isotope ratios (δ 18O) using tissues with different turnover, as blood and feathers. Molt periods was also estimated for the Saffron Finch. A regional δ 18O isoscape model was developed for the Cerrado and Pantanal using mammal hair samples. Finally, a multi-isotopic method was developed to evaluate the accuracy and precision of known origin samples assignment, using different calibration models and one, two, or three isotopes. The temporal variation of δ 18O of the Saffron Finch blood was wide and showed association with climatic variables, being a good tracer of the marked environmental seasonality of the Cerrado. The feathers analysis showed that a short period of molting is related to smaller variations in δ 18O. The δ 18O of the feathers was about 2.5 ‰ lower than that of the whole blood, which is referred to as the tissue-to- tissue conversion rate. The mammal hair δ 18O isoscape for the Cerrado and Pantanal showed a 6‰ amplitude and presented a well-marked longitudinal pattern. Road-killed mammals and museum specimens are easily sampled, have wide distribution, and are residents, which make the use of mammalian hair a good alternative for δ 18O geographic variation reference in the studied region. The association of the temporal and spatial variations of δ 18O associated with the multi-isotopic assignment method provided a regional improvement in the use of stable isotopes as a geographic assignment tool in the context of IWT in Brazil, which may help in the animal’s destination and clarify IWT aspects, such as poaching preferred locations and trading routes