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II WSF, São Paulo - Denise Navia - Biologia do Processo de Invasão
O documento discute espécies exóticas invasoras e o processo de invasão biológica. Apresenta definições de termos como espécie exótica e invasora. Discorre sobre características das espécies que tornam-se invasoras e fatores que influenciam o estabelecimento e sucesso das invasões, como pressão de propágulos e susceptibilidade do ambiente receptor. Aborda também impactos ecológicos causados por invasoras.
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- 1. Biologia do Processode Invasão Denise Navia denise.navia@embrapa.br
- 2. Espécies Exóticas Invasoras Convenção de Diversidade Biológica (1992) – Art. 8 Espécie Exótica “espécie, subespécie ou táxon inferior, introduzido fora de sua área de distribuição natural, no passado ou presente ” Espécie Exótica Invasora (EEI) “uma espécie exótica cuja introdução e ou dispersão ameaça a diversidade biológica ” espécies exóticas que: • causam impacto econômico • se tornaram abundantes e expandiram sua distribuição na área receptora (invadida)
- 3.
- 4. Invasões Biológicas “deslocamentode organismos vivos, de uma região para outra, inadvertida ou intencionalmente, levando a prejuízos nos âmbitos ambiental, econômico, social e cultural”
- 5. ESPÉCIES EXÓTICAS INVASORAS& AGROECOSSISTEMAS FAO – Convenção Internacional de Proteção dos Vegetais (CIPV) Pragas “qualquer espécie, raça ou biótipo de vegetais, animais ou agentes patogênicos, nocivos aos vegetais ou produtos vegetais” (IPPC 1997) Pragas Quarentenárias “apresentam expressão econômica potencial para a área posta em perigo e onde ainda não estão presentes ou, se estão, não se encontram amplamente distribuídas e são oficialmente controladas” (IPPC 1997)
- 6. Invasões Biológicas –uma preocupação mundial consequências ecológicas e econômicas perdas sobre diversidade biológica recursos hídricos agricultura e pecuária (maioria das pragas são exóticas) alimentação/nutrição saúde humana preocupação mundial - FAO, CBD, WTO
- 7. INVASÕES BIOLÓGICAS “Atualmente as bioinvasões representam um desafio global para nossos sistemas econômicos e para nossa habilidade de conservação de ambientes” (Bright, 1998) “representam um importante c omponente das mudanças globais ocasionadas pela atividade humana” “a menos reversível de todas as mudanças globais ” (Vitousek et al., 2006) “segunda principal causa da perda da biodiversidade” (Bright, 1995)
- 8. tema central deuma área da ciê Biologia das Invasões 1958 – Charles Elton “invasões biológicas passaram a ser tão freqüentes, nos diversos continentes, ilhas e oceanos, que é necessário compreender seus padrões e processos; prever suas ocorrências e consequências; e definir estratégias para minimizar seus impactos”
- 9. Biologia das Invasões • estudo das espécies exóticas, sua habilidade de disseminação, suas interações com outras espécies, nativas ou não, com as comunidades e de seu impacto em ambientes naturais e sistemas produtivos • impacto negativo de espécies invasoras tem aumentado • o número de espécies invasoras têm aumentado drasticamente prever, prevenir, controlar o fluxo, e minimizar o impacto ecológico e econômico das invasões biológicas
- 10. Biologia das Invasões atividade humana – globalização atividade humana – globalização Ý comércio, transporte Ý comércio, transporte
- 11. 1850-1900 (150anos) – 67spp. peixes introduzidas 1901-1950 (50 anos) – 140 spp. peixes introduzidas 1951 – 1996 (45 anos) – 488 spp. peixes introduzidas Nico & Fuller, 1999 "Nonindigenous Fishes Introduced into Inland Waters of the United States" taxa de invasão aumentou de uma média de: uma espécie a cada 55 semanas, 1851-1960 uma espécie a cada 14 semanas, 1961-1995 Cohen & Carlton, 1998 “Accelerating invasion rate in a highly invaded estuary" Intensificação das Invasões Biológicas
- 12. Processo de InvasãoBiológica Lockwood et al. 2007. Invasion Ecology
- 13. Apenas 10% (5-20%)das espécies exóticas introduzidas tornam-se invasoras!!!! Como reconhecer as espécies exóticas que se tornarão invasoras? O que determina o sucesso de uma EEI? Quais as características dos ambientes susceptíveis às invasões? EUA 1500 artrópodos introduzidos, 5500 ssee eessttaabbeelleecceerraamm
- 14. Características das EEIs • estão associadas com atividades humanas • alta taxa de dispersão, estratégias eficientes • alta fecundidade • alta taxa de crescimento populacional • alta tolerância a condições físicas diversas/extremas • maturidade sexual precoce • reprodução assexual (partenogênese) • plasticidade fenotípica • suficiente variabilidade genética • omnívoros, polífagos • estão associadas com atividades humanas • alta taxa de dispersão, estratégias eficientes • alta fecundidade • alta taxa de crescimento populacional • alta tolerância a condições físicas diversas/extremas • maturidade sexual precoce • reprodução assexual (partenogênese) • plasticidade fenotípica • suficiente variabilidade genética • omnívoros, polífagos
- 15. Pressão de Propágulos Propágulos - conjunto de indivíduos exóticos liberados no ambiente Qual deve ser a pressão de propágulo para o estabelecimento de uma EE???? tamanho do propágulo – No. de indivíduos (densidade na área de origem) número de propágulos – No. de liberações e/ou No. de localidades em que os propágulos são liberados no ambiente condições fisiológicas do propágulo (condições e tempo de transporte) Circunstâncias relacionadas ao transporte e liberação dos propágulos no ambiente influenciam o estabelecimento das EEs!!!
- 16. Pressão de Propágulos Tempo No indivìduos Tempo de latência Expansão demográfica e geográfica Introduções múltiplas A hibridização intra-específica de populações dos propágulos pode favorecer a invasão biológica!!! (Ehler, 1998, Biol. Cont.; Facon et al, 2006, TREE; Fagan et al, 2002, Ecol. Lett.)
- 17. Susceptibilidade da ÁreaReceptora à Invasão Área receptora – ambiente ou sistema produtivo onde os propágulos são liberados Resistência Biótica ambientes mais equilibrados (comunidades bem estruturadas e com alta diversidade) apresentam maior resistência biótica às invasões ambientes mais alterados são mais susceptíveis às invasões maioria das EEI ocorrem em ambientes alterados
- 18. ILHAS – Susceptibilidadea EEI´s isolamento de influências externas elevado endemismo plantas e animais evoluíram com poucos mecanismos de defesa alta probabilidade de que organismos exóticos se reproduzam e se disseminem rapidamente consequências devastadoras
- 19. GALÁPAGOS - olaboratório em perigo atualmente mais de 750 spp. exóticas de plantas No. de plantas exóticas superior ao de nativas 40 spp. de plantas exóticas já invadiram a vegetação nativa 90 espécies nativas vulneráveis à extinção 60 spp. de plantas endêmicas próximas a extinção
- 20. Ambientes Urbanos – Susceptibilidade a EEI´s Mariposa Paysandisia archon
- 21. Susceptibilidade da ÁreaReceptora à Invasão Área receptora – ambiente ou sistema produtivo onde os propágulos são liberados Disponibilidade de Recursos no Novo Ambiente fator chave para as invasões biológicas flutuação na disponibilidade de recursos favorece ou desfavorece os invasores?
- 22. Agroecossistemas são extremamentesusceptíveis às invasões biológicas !!!!
- 23. Tempo de Latência Período de tempo após introdução necessário para ocorrer a “invasão” Difícil Predição!!!! “Lag Effect” populações das EEs podem permanecer baixas (inconspícuas) em seus novos habitats por anos/décadas até que ocorram explosões populacionais ou expansão geográfica fatores bióticos e abióticos – mudanças no ambiente tornando-o mais favorável adaptação genética “lag effect” aparente, relacionado à habilidade de detecção ou reconhecimento da EEI
- 24. INVASÕES BIOLÓGICAS ImpactoEcológico alteração e/ou destruição de ecossistemas em todos os níveis da organização ecológica transformação da estrutura e composição de espécies dos ecossistemas herbivoria competição, repressão ou exclusão de espécies nativas predação, parasitismos ou infecção dos organismos nativos modificações químicas ou físicas do ambiente
- 25. Adaptação das EEIs aos Ambientes Invadidos “invasores podem se adaptar rapidamente aos novos ambientes” introdução e disseminação de Drosophila suboscura no Novo Mundo há duas décadas permitiu a predição da taxa de evolução de um caráter fenotífico – comprimento da asa ß
- 26. Adaptação das EEIsaos Ambientes Invadidos O ácaro vermelho das palmeiras, Raoiella indica, nas Américas Hemisfério Oriental - quatro palmeiras (Arecaceae) hospedeiras Américas – mais de 90 monocotiledôneas hospedeiras reprodutivas Além de Arecaceae, Musaceae, Strelitziaceae, Zingiberaceae, Heliconiaceae, Pandanaceae, Carrillo et al. (2012a) Infestação de espécies nativas !!!
- 27. Exclusão Competitiva EEIspodem reduzir ou eliminar completamente espécies nativas ou naturalizadas através de exclusão competitiva competição por nichos vantagem das EEIs – ausência de inimigos naturais
- 28. Formiga de fogo,Solenopsis invicta , um novo genótipo invade os EUA GISP – uma das 100 piores EIE 1970´s um novo genótipo de S. invicta, com múltiplas rainhas, foi encontrado no Mississipi em poucos anos tornou-se o genótipo dominante no Texas e se disseminou rapidamente Texas, a invasão deste novo genótipo reduziu a diversidade de espécies nativas de formigas em 70% e o No. total de indivíduos em 90%.
- 30. Deslocamento de Nicho interação entre EEI e espécies nativas pode levar ao “deslocamento de nicho” mudanças genéticas, de modo que uma espécie se adapta a utilizar novos recursos – alimentação, distribuição espacial, etc... Sciurus vulgaris, esquilo vermelho, nativo da Grã-Bretanha Sciurus carolinensis, esquilo cinza, norte-americano
- 31. Hibridização EEI &Espécies Nativas pode levar a perda de fitness das espécies nativas e mesmo ameaça de extinção Infertilidade de híbridos perda de integridade genética das spp. nativas táxons diversos – plantas, pássaros, mamíferos, peixes
- 32. Hibridização EEI &Espécies Nativas pequenas populações de invasores podem ameaçar espécies nativas com populações numerosas BBaaííaa ddee SSaann FFrraanncciissccoo,, CCaalliiffoorrnniiaa,, EEUUAA IInnvvaassoorraa SSppaarrttiinnaa aalltteerrnniifflloorraa NNaattiivvaa SSppaarrttiinnaa ffoolliioossaa IInnvvaassoorraa aapprreesseennttaa mmaaiioorr pprroodduuççããoo ddee ppóólleenn ee ffiittnneessss qquuee nnaattiivvaa ee qquuee sseeuuss hhííbbrriiddooss,, ooccuuppaannddoo hhaabbiittaattss
- 33. INVASÕES BIOLÓGICAS ImpactosEconômicos custo anual associado a espécies invasoras nos EUA devido a perdas ou à adoção de medidas de contenção plantas infestantes – U$ 26 bilhões ratos - U$ 19 bilhões pragas agrícolas - U$ 14 bilhões fitopatógenos - U$ 21 bilhões total - U$ 136 bilhões Pimentel et al., 2007
- 34. Especie exótica Sobrevivênciaao transporte Colonização de novas áreas Estabelecimento Expansão Impacto ecológico Impacto económico
- 35. Ações Apropriadas emCada Estágio da Invasão http://www.dpi.vic.gov.au/__data/assets/image/0017/31715/barchart.jpg
- 36. Invasões Biológicas &Economia
- 37. Predição das InvasõesBiológicas compreensão do processo de invasão cada invasão é um processo único, mas devem-se observar os padrões gerais questões a serem respondidas que EEs poderão tornar-se invasoras? quando, onde e em quanto tempo se tornarão invasoras? qual será o impacto da invasão?
- 38. 23 insetos-pragas na iminência de introdução nos EUA
- 39. SEGUINDO OS PASSOSDDOOSS IINNVVAASSOORREESS conhecer fontes de introdução acompanhamento de rotas de colonização velocidade de disseminação orientar prospecção de inimigos naturais p/ CB EEssttuuddooss ddee bbiiooggeeooggrraaffiiaa –– FFiillooggeeooggrraaffiiaa EEssttiimmaarr fflluuxxoo ggêênniiccoo IInnffeerriirr ggeenneeaallooggiiaa ddaass ppooppuullaaççõõeess// oorriiggeemm ccoolloonniizzaaççããoo mmoorrffoommeettrriiaa –– mmeennssuurraaççããoo ddee ccaarraacctteerreess mmoorrffoollóóggiiccooss mmaarrccaaddoorreess mmoolleeccuullaarreess -- vvaarriiaabbiilliiddaaddee ggeennééttiiccaa
- 40. Potencial de Estabelcimentoe de Expansão Geográfica de Espécies Exóticas Exemplo de simulação de estabelecimento e risco da Broca Europeia do milho (Ostrinia nubilalis) no Brasil Benito et al. 2013
- 41. MUITO OBRIGADA ! MUITO OBRIGADA ! denise.navia@embrapa.br
Notas do Editor
- #3 Invasão biológica ou bioinvasão refere-se ao deslocamento de organismos vivos de uma região para outra, inadvertida ou intencionalmente, podendo resultar em prejuízos incalculáveis nos âmbitos ambiental, econômico, social e cultural (Oliveira et al. 2008). Os organismos vivos envolvidos em processos de invasão biológica são referidos como “Espécies Invasoras Exóticas” (EIEs). De acordo com a Convenção de Diversidade Biológica (CDB), espécie exótica é definida como espécie, subespécie ou táxon inferior, introduzido fora de sua distribuição natural no tempo passado ou presente (CBD 2002). Neste conceito está também incluída qualquer parte da espécie capaz de sobreviver e de reproduzir, como gametas, sementes, ovos ou propágulos. “Espécie Invasora Exótica” (EIE) significa uma espécie exótica cuja introdução ou dispersão ameaça a diversidade biológica de uma área ou região (CBD 2002). Vale ressaltar que o conceito de invasão biológica é amplo e inclui tanto processos intermediados pela atividade humana quanto expansões naturais de distribuição geográfica de espécies (Carlton 2001). Observa-se também que, pela Convenção de Diversidade Biológica, categorias subespecíficas (subespécie, biótipo, linhagem etc..) de espécies que já ocorrem em uma determinada área podem ter status de EIE. Além disso, o processo de invasão pode ter ocorrido há longos períodos de tempo, não necessariamente deve ser recente. EIEs ocorrem em todos os principais grupos taxonômicos, incluindo vírus, fungos, algas, liquens, samambaias, vegetais fanerógamos, invertebrados, peixes, anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos. Dentro de cada grupo, inúmeras espécies têm o potencial de invadir outros ecossistemas e afetar biotas nativas, tanto direta como indiretamente (Rejmánek & Richardson 2003). Essas EIEs podem transformar a estrutura e a composição de espécies dos ecossistemas ao reprimir ou excluir espécies nativas, competindo direta ou indiretamente por recursos, mudando o modo de circulação dos nutrientes dentro do sistema ameaçado. As EIEs podem afetar um sistema inteiro e causar mudanças globais (ACGI 1994, McKinney & Lockwood 1999).
- #4 Qualquer grupo de organismo! EIEs ocorrem em todos os principais grupos taxonômicos, incluindo vírus, fungos, algas, liquens, samambaias, vegetais fanerógamos, invertebrados, peixes, anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos. Dentro de cada grupo, inúmeras espécies têm o potencial de invadir outros ecossistemas e afetar biotas nativas, tanto direta como indiretamente (Rejmánek & Richardson 2003). Essas EIEs podem transformar a estrutura e a composição de espécies dos ecossistemas ao reprimir ou excluir espécies nativas, competindo direta ou indiretamente por recursos, mudando o modo de circulação dos nutrientes dentro do sistema ameaçado. As EIEs podem afetar um sistema inteiro e causar mudanças globais (ACGI 1994, McKinney & Lockwood 1999). O uso de plantas exóticas no paisagismo tem causado sérios problemas ambientais, muitas delas até causando riscos para os ecossistemas brasileiros, como é o caso do Pinus, árvore que vem se alastrando em locais próximo a plantios comerciais. Muitas espécies exóticas se proliferam de forma invasiva nos ecossistemas brasileiros, causando risco para outras plantas e animais nativos. É preciso um maior conhecimento dos paisagistas sobre as espécies exóticas que acabam se tornando invasoras e comprometem o desenvolvimento natural de alguns ecossistemas. Listamos a seguir uma série de plantas que devem ser evitadas, pois já vem causando impactos ambientais no Brasil, segundo banco de dados do Gengibre Vermelho: espécie asiática de grande valor ornamental que vem causando invasão na forma de densos grupamentos em brejos, margens de rios e margem de floresta. Dracena: vieram da ilha de Madagascar e já vem se tornando invasivas, principalmente em margens de rios, prejudicando o pleno desenvolvimento da mata ciliar. Caramujo gigante africana Achatina fulica O ratão-do-banhado é considerado uma espécie invasora Asian Carp Many injurious invasives come by water. Asian carp—including the common, black and bighead variety—were brought to the U.S. in the 1970s as live vacuum cleaners meant to remove algae and suspended matter from ponds. These fish can grow to 100 pounds and will eat just about anything, adapting shockingly well to new environments. They have taken over and now represent 90 percent of the biomass in the Illinois River. Researchers worry that these ravenous, opportunistic fish will reach the Great Lakes and cause real problems to the fragile ecosystem—virtually eliminating biodiversity. Read more: Invasive Species Animals - Top 5 Most Damaging Invasive Species in the U.S. - Popular Mechanics Follow us: @PopMech on Twitter | popularmechanics on Facebook Visit us at PopularMechanics.com Mongoose The small Indian mongoose, reaching no more than a foot or two in height, was originally brought to Puerto Rico and the Hawaiian islands to protect sugar cane fields from rat and snake damage. But instead of acting as an aid for crowd control, the mongoose quickly became a hindrance, harming far more wildlife than anticipated. Now fully settled in Hawaii, the agile creature preys on birds and small reptiles, which injures both the poultry industry and game hunters and costs the island nations $50 million dollars in damages a year. The mongoose has so far caused the extinction of 12 reptile and amphibian species from Puerto Rico, the West Indies and Jamaica Read more: Invasive Species Animals - Top 5 Most Damaging Invasive Species in the U.S. - Popular Mechanics Follow us: @PopMech on Twitter | popularmechanics on Facebook Visit us at PopularMechanics.com
- #5 barreiras naturais que isolam ecossistemas são “eliminadas” através da atividade humana, de modo que organismos são introduzidos em novos ecossistemas quando encontram condições favoráveis, na ausência de controladores naturais, em seu novo ambiente, ocorrem explosões populacionais
- #8 “bioinvasão”, “poluição biológica”, “bioglobalização de pragas”, “homogeneização de biotas”
- #9 Charles Elton was the modern founder of the science of biological invasions. He wrote that ‘biological invasions are so frequent nowadays in every continent and island, and even in the oceans, that we need to understand what is causing them and try to arrive at some general viewpoint about the whole business’ (Elton 1958). He tried to predict the outcome of global invasion processes and assumed that invasions would result in homogenization of regional floras and faunas. The prediction of homogenization was formulated earlier by Lyell (1832) who, in contrast to Elton (1958), did not consider the resulting human-caused extinctions to be a cause of concern because, in his opinion, this was a natural process (Wilkinson 2004). Interest in biological invasions has rapidly increased in recent decades and today biological invasions are a major concern in ecology and conservation. Particularly dramatic consequences of invasions have been reported from island ecosystems where endemic species suffered severely, but wetlands (marshes, lakes, rivers) and estuaries are also among the most affected systems (Moyle 1996;Williamson 1996; Ruiz et al. 1997). On the background of accelerating invasion rates, science has become increasingly interested in understanding the underlying mechanisms of biological invasions to predict invasion processes and impacts. Following a brief overview on the nature and impacts of invasions, we review different concepts regarding determinants of invasion success.We Biological Invasions publishes research and synthesis papers on patterns and processes of biological invasions in terrestrial, freshwater, and marine (including brackish) ecosystems. Also of interest are scholarly papers on management and policy issues as they relate to conservation programs and the global amelioration or control of invasions.
- #10 Biologia clássica – estudo dos organismos em sua área de distribuição natural Biologia das invasões – estudo das características de espécies não-nativas, introduzidas em uma área, sua habilidade de disseminação, suas interações com outras espécies, nativas ou também introduzidas, nos diversos ecossitemas
- #11 O reconhecimento público e acadêmico dos problemas associadoss com as invasões biológicas tem crescido exponencialmente nas últimas décadas
- #12 an by habitat loss in its potential to irreparably damage our planet. Bright explores the counterintuitive environmental threat that may now be surpassed only mechanisms of invasion, in which the addition of a non-native species to an area tend to reduce that area's biodiversity. He shows that bioinvasions are not only destroying ecosystems, but also endangering public health, disrupting the cultures of traditional forest and fishing peoples, and costing our economies billions of dollars a year. Human mobility has radically increased the rate at which large numbers of living things are moving from one ecosystem to another. As more and more of these mobile "exotic" species invade natural communities that cannot cope with them, more and more native species lose out. Exotics are undermining global biological diversity—and becoming a growing economic burden as well. Pam Fuller is the program leader for the USGS Nonindigenous Aquatic Species Program which maintains a nationwide database and a web site of aquatic invaders. She is author of the summary book "Nonindigenous Fishes Introduced into Inland Waters of the United States" which reviews the introductions of more than 500 species and looks at spatial and temporal patterns of these introductions. She has been involved in numerous national and international invasive species research activities and work groups, particularly in the field of invasive species information management. She has collaborated with the Smithsonian Environmental Research Center to develop NISbase - a distributed query system for aquatic invasive species databases and is involved in the development of a global equivalent - the Global Invasive Species Information Network. no âmbito europeu, o projeto DAISIE (Delivering Alien Invasive Species Inventories for Europe), financiado pela Comissão Europeia, havia identificado 11.595 espécies "estrangeiras" no fim de agosto.Cerca de mil espécies marinhas, 2.400 invertebrados, mais de 6.600 plantas terrestres figuram no inventário europeu. E a lista não para de crescer, graças à explosão do comércio e das viagens intercontinentais
- #13 As espécies exóticas devem passar por três estágios antes de serem capazes de causar impactos: Indivíduos devem ser transportados para novas áreas (sobrevivência ao transporte, liberação em ambiente adequado ao desenvolvimento e reprodução) Reprodução e estabelecimento de uma população no novo ambiente Aumento do número de indivíduos (abundância) e expansão de sua área de ocorrência (expansão geográfica)
- #14 Uma espécie pode se tornar invasora em uma localidade, mas não em outra. Condições climáticas, equilíbrio do ambiente.
- #15 predizer prever invasoes alguns atributos das EEI nenhuma das características é discriminante entre invasoras e nao invasoras espécies que apresentam um maior número destas características apresentam maior probabilidade de tornarem-se invasoras
- #21 Introduzida acidentalmente na Europa em 2002 Importação de palmeiras ornamentais da Argentina Lagartas alimentam-se do “coração” das palmeiras – morte Danos folhagens Ameaça a espécies nativas e cultivadas no Mediterrâneo Tratamentos químicos não eficientes Cobertura total da copa das árvores – oneroso e impacto estético INRA testando resina natural, não tóxica – barreira física p/ postura e armadilha para fêmeas
- #24 outros mecanismos que podem manter populações de uma espécie introduzida baixa por décadas antes que se tornem invasoras – mudanças genéticas que possibilitam subsequente aumento e disseminação
- #26 Cline - a gradual change of a character or feature (phenotype) in a species over a geographical area
- #27 Cline - a gradual change of a character or feature (phenotype) in a species over a geographical area
- #28 In community ecology, the competitive exclusion principle,[1] sometimes referred to as Gause's Law of competitive exclusion or just Gause's Law,[2] is a proposition which states that two species competing for the same resources cannot stably coexist if other ecological factors are constant. One of the two competitors will always overcome the other, leading to either the extinction of this competitor or an evolutionary or behavioral shift towards a different ecological niche. The principle has been paraphrased into the maxim "complete competitors cannot coexist".[1]
- #29 In the 1970s, scientists discovered a new and more threatening form of S. invicta in Mississippi. Each of these colonies supported multiple queens. The multiple queen form — called polygyne ("poly" = many, "gyne" = female) — poses a greater hazard than the single queen form — called monogyne ("mono" = one). The tightly-packed, multiple-queen colonies drive out native ant species and other animals. Today, multiple-queen colonies dominate Texas, and may be ready to spread throughout the country. Fire Ants or Red Imported Fire Ants (RIFA), Solenopsis invicta, has been listed among the “100 World’s Worst” invaders (ISSG Global Invasive Species Database1). They are native to South America and have been reported in twelve (12) countries so far, Antigua and Barbuda, Australia, Bahamas, Hong Kong, Malaysia, Puerto Rico, Taiwan, Trinidad and Tobago, Turks and Caicos Islands, United States of America, British Virgin Islands and the U.S. Virgin Islands. Recently, Dr. Charles Barr of Texas A & M University observed and sampled ants at a resort in Jamaica. The ants were unofficially confirmed as RIFAs. RIFA impact in a country is mainly environmental, agricultural and in urban centres. They are omnivorous, feeding on any plant or animal, alive or dead. They attack and destroy seeds, fruits, shoots and seedlings of plant species; their presence may interfere with natural pollinators and beneficial predatory insects; they encourage the presence of pests such as scale insects, mealy bugs and aphids and may transport said insects to new feeding sites, allowing for the spread of disease organisms. The presence of RIFA has been found to reduce the numbers of ground-nesting vertebrates such as snakes, turtles and birds. The RIFA attacks reptile and bird eggs, nestling birds, bee hives, the nests of other social insects and adult reptiles, birds and amphibians (Figure 6). Their presence may also lead to the local elimination of an entire species.
- #30 impacto ecológica da chegada de T. evansi na regiao mediterranea levantamento da acarofauna antes e 10anos após invasao, em culturas agrícolas e náo agrícolas a invasao nao afetou o No. de espécies, entretanto afetou a abundância relativa das espéices com reduçao das populaçes das spp. nativas T. rticae e T. turkestani eram os mais abundantes
- #31 Resource Partitioning via niche displacement Niche displacement results from genetic changes in the way a species is adapted to use resources Gray squirrels (Sciurus carolinensis) from North America have displaced the native red squirrel (Sciurus vulgaris) throughout most of the deciduous and mixed woodlands of Britain. This displacement apparently has resulted from food competition between these species, with gray squirrels favored by high quantities of oaks in the canopy. Recent decline of hazelnuts over oaks has evidently contributed to the demise of the red squirrel
- #32 Hibridização – cruzamento entre formas geneticamente distintas, independentemente de seus táxons Introgressão – movimento de genes entre spp. através de hibridização e backcrossing Fitness – habilidade do indivíduo em propagar seus genes
- #33 Hibridização – cruzamento entre formas geneticamente distintas, independentemente de seus táxons Introgressão – movimento de genes entre spp. através de hibridização e backcrossing Fitness – habilidade do indivíduo em propagar seus genes It is nearly impossible to find any information about Spartina foliosa without accompanying mention of S. alterniflora. S. alterniflora, also called smooth cordgrass, is an Atlantic and Gulf Coast marsh grass that was introduced to the west coast approximately 25 years ago (Ayers et al. 1999). It is an invaluable species on the east coast for erosion control and animal habitat, but here it has a great capacity to alter the tidal marsh ecosystem. S. alterniflora populations grow in dense stands, blocking the in and outflow of seawater, and trapping sediments at a high rate. The level of accretion skyrockets as the alien cordgrass blankets a significant portion of what was once an open mudflat, effectively turning it into a homogenous meadow of smooth cordgrass. Lost mudflat areas represent a loss of rare and invaluable shorebird and invertebrate habitat. S. alterniflora also hybridizes with S. foliosa, leading to the dilution of the S. foliosa phylogeny. S. foliosa has no chance of surviving as a species where S. alterniflora has been introduced, as S. alterniflora possesses much greater fitness than S. foliosa (Anttila et al 1998). It is reasonable to predict that without intervention S. foliosa will go extinct in San Francisco Bay. The human threat to S. foliosa shouldn’t be overlooked. 75% of California coastal wetlands have been destroyed since the mid 1800’s (Marcus and Kondolf 1989). More than 75% of Southern California salt marshes have been destroyed by human development (Langis et al. 1991). It is important to keep the remaining natural salt marshes intact, as efforts to construct wetlands have failed to approximate levels of productivity and function that natural wetlands possess.
- #35 Invasion is a step-wise process, and different management actions can be directed at each step. Figure adapted from: Lodge et al 2006. Biological Invasions: Recommendations for U.S. Policy and Management. Ecological Applications 16: 2035-2054. Conhecer os estágios do processo de invasão e os fatores determinantes do sucesso de cada estágio é fundamental para facilitar ou inibir as etapas
- #36 The biological invasion curve showing that detection and prevention make the most sense from monetary, environmental and effectiveness perspectives. Government investment in management of invasive species occurs at all stages of invasion – from preventing entry to managing widespread species. Analyses of biosecurity programs generally show that preventive actions are the most cost-effective; the benefit–cost ratio decreases as an invasion progresses (see Figure 2). The former Cooperative Research Centre for Australian Weed Management commissioned an economic model to help determine the optimum level of investment in weed management in the grains industry.2 This model demonstrates that the greatest benefits accrue for highly invasive weeds that are targeted when their populations are at low levels. There is also benefit in slowing the spread of a weed when eradication is not feasible, because this increases the time that some producers will be able to operate without bearing the control cost or yield loss caused by the weed. An exception to the generally low return on investment in managing more widespread species is biological control, which, however, is only an appropriate or feasible response for a subset of invasive species. For example, an economic assessment for the Australian weed biological control effort since 1903 has indicated an overall return of approximately $23 for every dollar of investment.3 A fundamental consideration is that the potential for new species to invade and cause significant negative impacts must be clearly defined if the net benefits of prevention, eradication or containment are to be determined. Risk assessment systems are one method used to prioritise species for these activities. However, the accuracy of the risk assessment will influence the economic value of this method of prioritisation.4 Uncertainty is inevitably associated with risk assessment of species at an early stage of invasion because their actual invasiveness and impacts are not yet apparent. Another consideration is that some new species may have both significant detrimental impacts and large potential commercial value. The current Victorian Weed Risk Assessment, for example, calculates a score without using potential commercial value to offset likely negative impacts. In summary, prevention provides a higher return on investment than eradication, eradication is better than containment and containment is better than managing impacts of widespread invasive species (with the exception of biological control). This general trend will inform government on where to invest. It is valid whether the returns derive from protecting primary production, protecting the environment or some combination of the two. Quantifying the benefits from protection of the natural environment has proved to be challenging and there is no single widely accepted approach. This issue is not unique to management of invasive species and is the subject of much research and debate. Although quantifying the benefits in financial terms will not always be possible, there may still be sufficient qualitative evidence to justify investment. Outros, crustáceos, vermes e simples fungos, passam despercebidos até que seja muito tarde. The Process Every biological invasion begins with a species entering into a Pathway. Entrance into a pathway may be deliberate, for example, a fish caught from its native river and shipped as part of the aquarium trade. Pathways can also be unintentional, such as some plant having its seeds bundled with a shipment of wheat. Or an insect burrowed into a tree, stowed away in a shipment of lumber. Once they have entered a pathway, potentially invasive species must then survive Transport from their native range into new ecosystems. Not all species survive, and, in fact, each step in the biological invasion process can be viewed as a series of filters or hurdles a potential invader must pass before achieving invasive status (conveyed in the figure by decreasing arrow widths between each step). Transport once posed a serious barrier to species invasions, but as globalization brings the world closer, more species are surviving shorter trips to be Released in new locations. Should species survive transport and release, a self-sustaining population may Establish. Again, not all released species establish populations. Indeed most do not, succumbing to climate, predators, competitors, disease, and even intraspecific loneliness. Populations that do establish can then Spread beyond the site of their initial introduction. Once species establish and spread, it becomes increasingly likely that we notice ecological and economic Impacts of invasion. Management Just as biological invasion can be depicted as a stepwise process from Pathway to Impact, so too are the management options for the control of biological invasions. Different management options target different steps in the process, so it is essential that we consider the stage of the invasion before acting. The first and best management option is Prevention. Economic models have shown that, it is far cheaper to prevent an invasion from beginning than to respond to invasive species once they are established. Public education is essential to preventing the movement of invasive species. Knowledge of potentially invasive species and their impacts may dissuade people from introducing foreign organisms and provide the political will to meet the challenge of invasive specie. If prevention fails, then management priorities shift to Early Detection and Rapid Response. A small number of introduced organisms are a lot easier to clean up than an entrenched population. Vigilant monitoring efforts are key and public awareness is essential, as a knowledgeable public will sound the alarm when potentially invasive species are encountered. Once populations of invasive species become established, management options become limited, and costly. For this stage in the invasion process, eradication programs are sometimes an option, and programs to Control the Spread of the species are urgent. Such programs include quarantining of invaded habitats as well as public education to prevent people from intentionally or inadvertently moving species beyond the site of their initial introduction. If all else fails- if, despite our best efforts, species enter a pathway, become introduced and establish in a new habitat, and efforts to control further spread fail- then the remaining management option is Adaptation. Adaptation involves adjusting human behavior to accept the impacts associated with invasive species. For most known invasions, this is the only option that remains. Why Invasivory? Awareness is the ultimate goal So how does invasivory fit into the invasion process and management framework described above? At invasivore.org, we propose that eating invasive species contributes at every step of the process. We hope we can tap into two types of hunger- for food and for knowledge- to provide a two-pronged approach to controlling biological invasions. The first and most important component of the invasivore response is Awareness. By providing recipes alongside other important information about invasive species, we support Lifestyle Choices and the Political Will to take action against invasive species. In this way, we move from merely responding to invasions under way, towards preventing them. An informed invasivore will always be on the lookout for new invasions. Invasivores are Citizen Monitors of areas of high invasion risk, often where other invaders are already established, ready to sound the alarm -or dinner bell. Invasivores provide early detection, enabling and providing rapid response. Eating invasive species may also contribute to controlling the spread and limit the impacts of invasive species through Direct Population Reduction. Overhunting has lead to the extinction or near extinction of many species such as the passenger pigeon or the American bison, so why not invasive species? Unfortunately, the biological traits of invasive species tend to be quite different from those of species previously susceptible to extirpation. Invasive species typically have high growth rates, mature early, have escaped their native enemies and diseases, and have wide dietary breadth and environmental tolerances while the traits of eradicable species are the polar opposite. While direct harvest is the poster child of the invasivore movement, as with all interventions near the end of the invasion process, it is one of the least effective. Lastly, when we are forced to accept an invasive species, eating them can Reduce the Economic Burden of this adaptation. Harvest and use or sale of an invasive species may at least partially recoup some of the monetary losses suffered from the loss of native biodiversity. Of course, adaptation is the least satisfying option, but perhaps better than nothing. To these ends, what’s really important to us at invasivore.org is to inform and discuss biological invasions in the most palatable manner possible. Our recipes aren’t just food; they’re also food for thought. Hidden within is a lot of other delicious information on the study of biological invasions. This information is useful in making informed choices to prevent species introductions. So let’s learn together and put invasive species in their place- in their native range or on our plates!
- #37 development together with climatic information for China from the 1970s to present. We demonstrate that the increase in biological invasion is coincident with the rapid economic development that has occurred in China over the past three decades. The results indicate that the geographic prevalence of invasive species varies substantially on the provincial scale, but can be surprisingly well predicted using the combination of economic development (R2 = 0.378) and climatic factors (R2 = 0.347). Economic factors are proven to be at least equal to if not more determinant of the occurrence of invasive species than climatic factors. International travel and trade are shown to have played a less significant role in accounting for the intensity of biological invasion in China. Our results demonstrate that more attention should be paid to economic factors to improve the understanding, prediction and management of biological invasions Biological invasion is a battle between the ability of the alien species to dominate its new environment and the resistance of the local community. Climatic conditions determine the potential geographic range where the alien species could establish its populations. Increase in economic development enhances international trade and travel that transport alien species to new areas. Economic development also brings about road and building constructions that in turn modifies natural habitats, enhances the spread of invasive species, intensifies the loss of resistance from the local communities to the invasions, thus accelerating biological invasions. Biology, meteorology and economy are the three legs of the tripod that constitutes the basis for understanding and predicting biological invasions.” Invasion by non-native species is a big and growing problem worldwide, especially in globally connected nations (think zebra mussel, or dutch elm disease). Now China, which is rapidly heading for status as the largest economy on earth, is reaping its share of this dubious distinction. Indeed the 11 most serious invasive species in China are costing its economy almost 7 billion US dollars a year. Part of this of course comes from the increased trade and international travel that has accompanied its breakneck development in the last three decades. But a new analysis by Lin et al in PLoS One of the rapidly developing Chinese colossus finds that the prevalence of invasive species is surprisingly well predicted by a combination of economic development and climatic factors, which together explain roughly 70% of geographic variation in invasions within the country. Interestingly, within-country economic factors proved to be equally or more important in determining the occurrence of invasive species than climate. International travel and trade, which are widely believed to be the big factors driving invasion, turned out be less significant predictors. hey also note that the great majority of previous academic research on biological invasions has focused on the biological traits of species and the recipient communities that might favor invasion. The message here is that these ecological factors operate under the influence of massive human impacts, which in China (and likely elsewhere as well), dominate the process of invasion. What are the practical implications? First, the authors note that the single strongest predictor of invasion in this study was residential construction. They suggest that more ecologically informed city planning needs to be implemented now, as well as policies to minimize future habitat dislocation from deforestation. Other recommendations include beefing up supervision, inspection, and quarantine procedures for both import/export and inter-province freight transportation.
- #38 • Range expansion of existing pests and invasion by new pests. • Accelerated pest development leading to more pest cycles per season. • Disruption of the temporal and geographical synchronization of pests and beneficial insects that increase risk of pest outbreaks. • Promotion of minor pests to primary pests brought about by reduction in host tolerance and changes in landscape characteristics and land-use practices. • Increase damage potential from invasive alien species . • Susceptibility to pests increases in drought stressed plants . Impacts of CC on Pests An increase in extreme climate events, changes in moisture conditions, temperature rise, elevated CO 2 concentrations, are expected to magnify pest pressure on agricultural systems through: (adapted from Padgham, 2009; Discussion paper - The World Bank)
- #39 nvasive arthropods cause significant damage in agricultural crops and natural environments across the globe. Potentially threatened regions need to be prepared to prevent new pests from becoming established. Therefore, information on pest identity, host range, geographical distribution, biology, tools for detection and identification are all essential to researchers and regulatory personnel. This book focuses on the most recent invasive pests of agricultural crops in temperate subtropical and tropical areas and on potential invaders, discussing their spread, biology and control. Preface 1. Biology and management of the red palm weevil, Rhynchophorus ferrugineus2. Avocado weevils of the genus Heilipus3. Exotic bark and ambrosia Beetles in the USA: potential and current invaders4. Diabrotica speciosa: an important soil pest in South America5. Potential Lepidopteran pests associated with avocado fruit in parts of the home range of Persea americana6. Biology, ecology and management of the South American tomato pinworm, Tuta absoluta7. Tecia solanivora Povolny (Lepidoptera: Gelechiidae), an invasive pest of potatoes Solanum tuberosum L. in the Northern Andes8. The fruit borer, Neoleucinodes elegantalis (Guenée) (Lepidoptera: Crambidae), an insect pest of Neotropical solanaceus fruits9. Copitarsia spp. : Biology and risk posed by potentially invasive Lepidoptera from South and Central America10. Host range of the nettle caterpillar Darna pallivitta (Moore) (Lepidoptera: Limacodidae) in Hawai?i11. Fruit flies, Anastrepha ludens (Loew), A. obliqua (Macquart) and A. grandis (Macquart) (Diptera: Tephritidae): three pestiferous tropical fruit flies that could potentially expand their range to temperate areas 12. Bactrocera species that pose a threat to Florida: Bactrocera carambolae and B. invadens13. Signature chemicals for detection of citrus infestation by fruit fly larvae (Diptera: Tephritidae) 14. Gall midges (Cecidomyiidae) attacking horticultural crops in the Caribbean Region and South America15. Recent mite invasions in South America 16. Planococcus minor (Hemiptera: Pseudococcidae): bioecology, survey, and mitigation strategies17. The citrus orthezia, Praelongorthezia praelonga (Douglas) (Hemiptera: Ortheziidae), a potential invasive species 18. Potential invasive species of scale insects for the USA and Caribbean Basin19. Recent adventive scale insects (Hemiptera: Coccoidea) and whiteflies (Hemiptera: Aleyrodidae) in Florida and the Caribbean Region 20. Biology, ecology and control of the ficus whitefly, Singhiella simplex (Hemiptera: Aleyrodidae) 21. Invasion of exotic arthropods in South America's biodiversity hotspots and agro-production systems22. Likelihood of dispersal of the armoured scale, Aonidiella orientalis (Hemiptera: Diaspididae), to avocado trees from infested fruit discarded on the ground and observations on spread by handlers 23. Insect life cycle modeling (ILCYM) software - a new tool for regional and global insect pest risk assessments under current and future climate change scenarios
- #40 Estudos filogeográficos podem ser realizados para verificar a estrutura geográfica de uma espécie ou para estimar fluxo gênico entre populações. A história ou genealogia dos haplótipos pode ser inferida a partir das variações das seqüências, sugerindo-se então a origem dos eventos de colonização ou a direção do fluxo gênico. A filogeografia também pode ser utilizada para testar a monofilia das populações, para determinar se a invasão ocorreu em um ou mais eventos de colonização. Outras importantes questões relacionadas aos processos de bioinvasão tratam da origem dos colonizadores e da velocidade de disseminação dos mesmos (Roderick, 1996).