Ecologia do zooplâncton não nativo Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) : uma revisão da literatura, modelagem de nicho e efeitos sobre metacomunidades

Orientador: Prof. Dr. Jean Ricardo Simões Vitule

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 19/10/2023

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Resumo: A introdução de espécies não nativas é uma das principais causas de mudanças globais. Os ambientes aquáticos são particularmente afetados pela presença de espécies não nativas, e registros de novas ocorrências são cada vez mais comuns em todo o mundo. Neste contexto, organismos zooplanctônicos não nativos ganham destaque, uma vez que são facilmente transportados de seus habitats. Diante disso, esta tese foi estruturada em três capítulos. O Capítulo 1 foi baseado em uma revisão sistemática da literatura por estudos que registraram efeitos ecológicos associados a espécies não nativas de zooplâncton. Os efeitos foram classificados de acordo com o nível ecológico que ocorriam: individual (n = 17 estudos), populacional (n = 130), comunidade (n = 76) e ecossistema (n = 8). Observou-se desequilíbrio nos esforços de pesquisa nos diferentes níveis ecológicos, com maior ênfase no nível populacional. Foram encontrados vieses tanto para o tipo de efeito observado quanto para os grupos mais estudados, sendo assim é importante direcionar maior atenção para grupos menos estudados a fim de compreender o panorama geral dos efeitos causados pela introdução de zooplâncton não nativo. No Capítulo 2, foram construídos modelos climáticos para investigar a adequabilidade ambiental da espécie não nativa Kellicottia bostoniensis e outros seis rotíferos cosmopolitas. A construção desses modelos foi baseada nas distribuições dessas espécies e na relação com variáveis bioclimáticas para o cenário futuro de mudanças climáticas (ano 2080). Os modelos da espécie não nativa e das espécies nativas foram comparados quanto ao aumento e deslocamento. Também foram calculadas a sobreposição e as áreas de vantagem bioclimática para Kellicottia. Os resultados revelaram um aumento nas áreas de adequabilidade ambiental para a espécie não nativa no futuro. Tanto as espécies nativas quanto a não nativa apresentaram deslocamento de nicho entre as condições atuais e futuras, em direção aos polos. Foram identificadas diversas áreas onde a adequabilidade ambiental de K. bostoniensis será mais favorável em comparação com a comunidade nativa. Os resultados fornecem um indicativo importante de áreas que exigem atenção prioritária, uma vez que a diferença de adequação em favor da espécie não nativa pode apontar locais suscetíveis a futuros impactos ecológicos. O Capítulo 3 foi conduzido em um rio neotropical localizado no litoral sul do Brasil, onde foram investigadas as metacomunidades de zooplâncton em dois períodos distintos (2019 e 2022), ao longo de um gradiente ambiental e de antropização. O rio apresentava ocorrência da presença de K. bostoniensis e da macrófita não nativa Urochloa arrecta. Foram utilizadas diferentes metodologias com o propósito de investigar os componentes internos responsáveis pela estruturação das metacomunidades. A análise interna indicou que ambas as metacomunidades em nível específico são mais influenciadas pelo componente biótico e que as comunidades com presença de espécies não nativas são mais fortemente influenciadas por esse componente, assim como as comunidades mais afetadas pela antropização. As metacomunidade de fato são guiadas em parte pela influência positivas de espécies não nativas. A estrutura preponderante é aninhada, possivelmente efeito da urbanização e invasão de espécies concentradas em um trecho do rio.

Abstract: The introduction of non-native species is one of the main causes of global changes. Aquatic environments are particularly affected by the presence of non-native species, and records of new occurrences are increasingly common worldwide. In this context, non-native zooplankton organisms take center stage as they are easily transported from their habitats. Consequently, this thesis was structured into three chapters. Chapter 1 was based on a systematic literature review of studies documenting ecological effects associated with non-native zooplankton species. The effects were classified according to ecological level: individual (n = 17 studies), population (n = 130), community (n = 76), and ecosystem (n = 8). Imbalances were observed in research efforts at different ecological levels, with a greater emphasis on population-level changes. Biases were found in both the type of observed effects and the most studied groups. Therefore, it is important to focus more attention on less-studied groups to comprehend the overall panorama of effects caused by the introduction of non-native zooplankton. Chapter 2 involved constructing climate models to investigate the environmental suitability of the nonnative species Kellicottia bostoniensis and six other cosmopolitan rotifers. These models were based on the distributions of these species and their relationship with bioclimatic variables for the future scenario of climate change (year 2080). The models of the non-native species and native species were compared with respect to increase and displacement. Overlap and bioclimatic advantage areas for Kellicottia were also calculated. The results revealed an expansion in the environmental suitability areas for the non-native species in the future. Both native and non-native species showed a niche displacement between current and future conditions, moving towards the poles. Several areas were identified where the environmental suitability for K. bostoniensis will be more favorable compared to the native community. These results provide an important indication of areas requiring priority attention, as the difference in suitability in favor of the non-native species may highlight locations susceptible to future ecological impacts. Chapter 3 was conducted in a neotropical river located in the southern coast of Brazil, where zooplankton metacommunities were investigated in two distinct periods (2019 and 2022) along an environmental and anthropization gradient, with the presence of K. bostoniensis and the invasive macrophyte Urochloa arrecta. Different methodologies were employed to investigate the internal components responsible for structuring the metacommunities. Internal analysis indicated that both specific-level metacommunities are more influenced by the biotic component, especially those with the presence of non-native species and those communities most affected by anthropogenic factors. Metacommunities are indeed partially guided by the positive influence of non-native species. The preponderant structure is nested, possibly the effect of urbanization and invasion of species concentrated in a stretch of the river.