O Impacto das Espécies Exóticas na Evolução dos Peixes-estrela
Analisando como espécies não nativas mudam as populações de sticklebacks nativos na Colúmbia Britânica.
Steven M Vamosi, H. M. Kienzle
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Índice
Espécies exóticas são animais ou plantas que vêm de outros lugares e podem prejudicar a fauna local. Elas costumam representar riscos sérios para os ecossistemas e espécies nativas. Enquanto o foco geralmente tá na extinção de espécies, essas espécies introduzidas também podem mudar a forma como as espécies nativas evoluem ao longo do tempo. Isso é importante porque as mudanças podem dificultar a sobrevivência das espécies nativas. Em alguns casos, os efeitos das espécies exóticas não são fáceis de ver, especialmente porque não temos estudos de longo prazo suficientes pra acompanhar essas mudanças.
Por exemplo, na Austrália, algumas cobras nativas que comem um sapo invasor e tóxico mudaram gradualmente, ficando maiores e com bocas menores ao longo de 80 anos. Essa mudança ajuda elas a lidarem melhor com as toxinas dos sapos. Mudanças semelhantes foram observadas em outros casos onde Predadores exóticos ameaçam as presas nativas.
Quando espécies exóticas invadem, elas podem fazer as populações nativas diminuírem. Essa diminuição pode levar a menos oportunidades de reprodução e menos diversidade genética entre os que ficam. Com o tempo, isso pode afetar como as espécies nativas evoluem em resposta às pressões dos predadores exóticos, o que pode ajudá-las a sobreviver a longo prazo.
O Peixe-Preguiça de Três Espinhos
Uma espécie que ilustra esses problemas é o peixe-preguiça de três espinhos. Esse peixinho mostra muitas diferenças na forma do corpo dependendo de onde vive. Essas diferenças provavelmente resultam de vários ambientes e dos animais com os quais eles convivem. Os peixes-preguiças podem ser encontrados em água doce e salgada no hemisfério norte, e eles se adaptaram a esses ambientes depois que as geleiras da última era do gelo derreteram.
Em certas áreas, como a costa da América do Norte, os peixes-preguiças de água doce apresentam uma ampla variedade de formas corporais em diferentes lagos. Essa variação é atribuída a fatores ambientais, como o tamanho do lago e os tipos de predadores presentes. Os lagos também podem afetar outras características, incluindo como os peixes-preguiças se alimentam e como se esquivam dos predadores. Quando populações de peixes-preguiças se isolam em lagos diferentes, elas podem começar a mudar em apenas algumas gerações.
Algumas populações de peixes-preguiças também mostram diferenças significativas entre machos e fêmeas. Os machos geralmente têm cabeças e bocas maiores em comparação com as fêmeas. Em alguns lagos, dois tipos diferentes de peixes-preguiças existem juntos em vez de apenas um. Esses tipos são conhecidos como peixes-preguiças bentônicos e limnéticos.
Impacto dos Predadores Nativos
Tem muita pesquisa sobre como os predadores nativos afetam a forma do corpo dos peixes-preguiças. Eles podem compartilhar seus lares com vários predadores nativos, como peixes, pássaros e peixes maiores. Em áreas específicas, uma espécie nativa de peixe, a truta de garganta cortada, é o único predador presente. Pesquisas já mostraram relações entre o número de peixes predadores em um lago e as características defensivas dos peixes-preguiças que vivem lá. Por exemplo, os peixes-preguiças em lagos com muitos predadores tendem a ter espinhos maiores e mais armadura para proteção.
Além disso, quando não há predadores presentes, os peixes-preguiças podem ter menos armadura. Essa mudança varia de acordo com outros fatores, como a presença de cálcio na água.
A introdução de espécies exóticas pode levar a consequências severas para as espécies nativas. Em um lago, um par de espécies de peixes se extinguiu após a introdução de uma nova espécie de bagre. Outro lago viu a hibridação dos peixes-preguiças devido à introdução de um tipo de lagostim, que mudou como os peixes-preguiças se comportavam e se reproduziam. Essas mudanças levantam preocupações sobre como novas espécies podem desestabilizar ecossistemas existentes.
No sudoeste da Colúmbia Britânica, as populações de peixes-preguiças agora estão em risco devido a duas espécies exóticas principais: o black bass e o lagostim sinalizador. O black bass foi introduzido na Ilha de Vancouver na década de 1950 e já foi conhecido por reduzir significativamente as populações de outros peixes. Há evidências de outras regiões que o black bass pode levar espécies nativas de peixes à extinção.
Por outro lado, o lagostim sinalizador é nativo do continente da Colúmbia Britânica, mas foi introduzido na Ilha de Vancouver no início dos anos 1900. Esses lagostins podem se espalhar rapidamente e afetaram negativamente os peixes nativos ao competir por alimento e habitat e ao predar peixes menores e seus ovos.
Objetivos do Estudo
Atualmente, não sabemos muito sobre como o black bass e o lagostim sinalizador afetam as populações de peixes-preguiças. Não houve nenhuma investigação direta sobre os impactos combinados deles. Alguns estudos mostram que a presença de black bass e lagostim enferrujado pode mudar o comportamento de outros peixes, tornando-os mais ativos e vulneráveis.
Neste estudo, queremos entender o impacto do black bass e do lagostim sinalizador nos peixes-preguiças de três espinhos na Colúmbia Britânica. Queremos descobrir:
- Se os peixes-preguiças de lagos com diferentes combinações dessas duas espécies exóticas diferem em forma corporal em comparação com aqueles em lagos sem elas.
- Se ocorreram mudanças na forma do corpo ao longo do tempo devido à presença dessas espécies exóticas.
Acreditamos que os peixes-preguiças em lagos com black bass terão mais armadura para se proteger da predação e se parecerão mais com tipos de água aberta. Em lagos com lagostins sinalizadores, esperamos que os peixes-preguiças apresentem características semelhantes às encontradas em populações hibridadas. Se ambas as espécies estiverem presentes, achamos que os peixes-preguiças pareceriam mais com aqueles de lagos sem espécies exóticas, já que o black bass poderia predar os lagostins.
Área de Estudo
Selecionamos dez lagos no sul da Ilha de Vancouver, Ilhas do Golfo e ao longo da Costa do Sol para estudar os peixes-preguiças de três espinhos. Esses lagos foram escolhidos porque têm características ambientais semelhantes, como tamanho e presença de predadores nativos, mas variam nas suas combinações de espécies não nativas.
Os lagos são relativamente pequenos, rasos e contêm principalmente apenas trutas de garganta cortada e arco-íris como predadores nativos. Um lago, o Lago Dougan, tinha muitos sol-luas na armadilha, e outro lago, o Lago Beaver, tinha escorpenas espinhosas, que podem impactar as características dos peixes-preguiças.
Em 2016, pesquisadores confirmaram a presença de lagostins sinalizadores em cinco desses lagos, e usamos relatórios dos lagos para coletar informações adicionais sobre as populações de peixes.
Coleta de Amostras
Para coletar os peixes-preguiças, armadilhas foram colocadas em águas rasas dos lagos. Entre maio e junho de 2016, um total de 317 peixes-preguiças adultos foram capturados, e apenas aqueles medindo mais de 30 mm foram mantidos para análise. Os peixes capturados foram sacrificados e preservados para estudos futuros. Suas nadadeiras foram removidas e armazenadas separadamente para ajudar a identificar machos e fêmeas por meio de testes genéticos.
Amostras históricas de peixes-preguiças dos mesmos lagos foram obtidas de um museu, permitindo que comparássemos características passadas e atuais. Os peixes foram tratados de maneiras semelhantes para reduzir qualquer viés potencial nas medições.
Medindo Características
Examinamos uma variedade de medições do corpo e contamos características como comprimento de espinhos e número de placas. As medições foram feitas usando softwares e ferramentas especializadas. Também determinamos o sexo de cada peixe por meio de testes genéticos para uma melhor análise das diferenças entre machos e fêmeas.
Entendendo a Forma do Corpo
A forma do corpo é importante para entender como os peixes-preguiças se adaptam aos seus ambientes. Usando técnicas geométricas, descrevemos a forma do corpo dos peixes-preguiças identificando pontos específicos em seus corpos. Isso nos ajudou a analisar e quantificar o impacto do ambiente na sua forma.
Análises de Características
Para comparar as características corporais entre populações, analisamos os dados usando ferramentas estatísticas. Procuramos diferenças significativas com base nos grupos de lagos e nas combinações específicas de espécies não nativas presentes. A análise mostrou que certos lagos produziam peixes-preguiças com características distintas, e conseguimos identificar quais características eram mais importantes para prever a origem dos peixes.
O estudo revelou que os peixes-preguiças de lagos com black bass e lagostins sinalizadores tinham características de defesa mais significativas em comparação com os de lagos sem espécies exóticas.
Mudanças ao Longo do Tempo
Também examinamos amostras históricas e contemporâneas para ver como as características mudaram ao longo dos anos. Isso incluiu observar seis características do passado e compará-las com 16 características no presente. Os resultados indicaram que o tamanho aumentou em certos lagos, enquanto outros mostraram tendências diferentes, como características de armadura reduzidas.
No geral, os dados destacaram as mudanças significativas na morfologia dos peixes-preguiças ao longo do tempo, mostrando a influência das espécies exóticas nas populações nativas.
Análise Geométrica
Examinar a forma do corpo usando técnicas geométricas nos permitiu ver como características individuais mudaram entre lagos e ao longo do tempo. A análise confirmou que a forma do corpo variou significativamente com base na presença de espécies não nativas.
Por exemplo, os peixes-preguiças em lagos com black bass e lagostins sinalizadores apresentaram formas únicas em comparação com aqueles que tinham apenas um tipo de espécie exótica.
As comparações entre dados contemporâneos e históricos revelaram certas tendências. Lagados com black bass tendiam a produzir peixes-preguiças com uma estrutura diferente em comparação com aqueles que não tinham. Essa estrutura tinha implicações para a sobrevivência deles e interação com predadores.
Conclusão
O estudo destaca as interações complexas entre espécies nativas e invasivas. Nossos achados sugerem que espécies não nativas podem afetar significativamente a morfologia e o comportamento das populações de peixes nativos. Com as crescentes preocupações sobre a perda de biodiversidade, é crucial entender essas relações e suas implicações para a conservação.
Monitoramento e pesquisa contínuos são necessários para avaliar os resultados a longo prazo dessas interações e proteger as populações nativas de peixes-preguiças na Colúmbia Britânica e além. Prestar atenção a essas mudanças ajudará a manter a biodiversidade e a saúde dos ecossistemas aquáticos.
Título: Characterizing the impacts of exotic species on the morphology of solitary threespine stickleback (Gasterosteus aculeatus) populations in southwestern British Columbia
Resumo: Exotic species are one of the greatest threats to native species, communities, and ecosystems. Introductions of multiple exotic species into an environment may have different effects on native populations compared to when exotic species are introduced individually. Threespine stickleback species pairs (Gasterosteus aculeatus) and neighbouring solitary populations in southwestern British Columbia, a textbook example of an adaptive radiation, are now under threat from multiple exotic species. We assessed whether variation in morphological characters and body shape among solitary threespine stickleback populations was associated with different combinations of introduced smallmouth bass (Micropterus dolomieu) and signal crayfish (Pacifastacus leniusculus). We also examined morphological changes over time spans of 18-43 years to determine whether contemporary characteristics have responded to the presence of exotic species. We found clear differences in stickleback traits and body shape among exotic species combinations. Stickleback coexisting with bass and crayfish were highly armoured, whereas bass-only lakes contained stickleback with reduced armour. Two stickleback populations that coexist with signal crayfish showed significant increases in size over time. These patterns suggest that smallmouth bass and signal crayfish may have significant and different impacts on stickleback morphology.
Autores: Steven M Vamosi, H. M. Kienzle
Última atualização: 2024-10-29 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620354
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620354.full.pdf
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