Homogenization Dynamics and Introduction Routes of Invasive Freshwater Fish in the Iberian Peninsula

Nonnative invasive species are one of the main global threats to biodiversity. The understanding of the traits characterizing successful invaders and invasion-prone ecosystems is increasing, but our predictive ability is still limited. Quantitative information on biotic homogenization and particularly its temporal dynamics is even scarcer. We used freshwater fish distribution data in the Iberian Peninsula in four periods (before human intervention, 1991, 1995, and 2001) to assess the temporal dynamics of biotic homogenization among river basins. The percentage of introduced species among fish faunas has increased in recent times (from 41.8% in 1991 to 52.5% in 2001), leading to a clear increase in the similarity of community composition among basins. The mean Jaccard's index increase (a measure of biotic homogenization) from the pristine situation to the present (17.1%) was similar to that for Californian fish but higher than for other studies. However, biotic homogenization was found to be a temporally dynamic process, with finer temporal grain analyses detecting transient stages of biotic differentiation. Introduced species assemblages were spatially structured along a latitudinal gradient in the Iberian Peninsula, with species related to sport fishing being characteristic of northern basins. Although the comparison of fish distributions in the Iberian Peninsula and France showed significant and generalized biotic homogenization, nonnative assemblages of northeastern Iberian basins were more similar to those of France than to those of the rest of the Iberian Peninsula, indicating a main introduction route. Species introduced to the Iberian Peninsula tended to be mainly piscivores or widely introduced species that previously had been introduced to France. Our results indicate that the simultaneous analysis of the spatial distribution of introduced assemblages (excluding native species that reflect other biogeographical patterns) and their specific traits can be an effective tool to detect introduction and invasion routes and to predict future invaders from donor regions

Experimental assessment of the effects of a Neotropical nocturnal piscivore on juvenile native and invasive fishes

We experimentally examined the predator-prey relationships between juvenile spotted sorubim Pseudoplastystoma corruscans and young-of-the-year invasive and native fish species of the Paraná River basin, Brazil. Three invasive (peacock bass Cichla piquiti, Nile tilapia Oreochromis niloticus, and channel catfish Ictalurus punctatus) and two native (yellowtail tetra Astyanax altiparanae and streaked prochilod Prochilodus lineatus) fish species were offered as prey to P. corruscans in 300 L aquaria with three habitat complexity treatments (0%, 50% and 100% structure-covered). Prey survival was variable through time and among species (C. piquiti < O. niloticus < A. altiparanae < P. lineatus < I. punctatus), depending largely on species-specific prey behavior but also on prey size and morphological defenses. Habitat complexity did not directly affect P. corruscans piscivory but some prey species changed their microhabitat use and shoaling behavior among habitat treatments in predator’s presence. Pseudoplatystoma corruscans preyed preferentially on smaller individuals of those invasive species with weak morphological defensive features that persisted in a non-shoaling behavior. Overall, our results contrast with those in a companion experiment using a diurnal predator, suggesting that nocturnal piscivores preferentially prey on different (rather diurnal) fish species and are less affected by habitat complexity. Our findings suggest that recovering the native populations of P. corruscans might help controling some fish species introduced to the Paraná River basin, particularly C. piquiti and O. niloticus, whose parental care is expected to be weak or null at night

Temperature-Specific Competition between Invasive Mosquitofish and an Endangered Cyprinodontid Fish

Condition-specific competition is widespread in nature. Species inhabiting heterogeneous environments tend to differ in competitive abilities depending on environmental stressors. Interactions between these factors can allow coexistence of competing species, which may be particularly important between invasive and native species. Here, we examine the effects of temperature on competitiveinteractions between invasive mosquitofish, Gambusia holbrooki, and an endemic Iberian toothcarp, Aphanius iberus. We compare the tendency to approach heterospecifics and food capture rates between these two species, and examine differences between sexes and species in aggressive interactions, at three different temperatures (19, 24 and 29uC) in three laboratory experiments. Mosquitofish exhibit much more aggression than toothcarp. We show that mosquitofish have the capacity to competitively displace toothcarp through interference competition and this outcome is more likely at higher temperatures. We also show a reversal in the competitive hierarchy through reduced food capture rate by mosquitofish at lower temperatures and suggest that these two types of competition may act synergistically to deprive toothcarp of food at higher temperatures. Males of both species carry out more overtly aggressive acts than females, which is probably related to the marked sexual dimorphism and associated mating systems of these two species. Mosquitofish may thus impact heavily on toothcarp, and competition from mosquitofish, especially in warmer summer months, may lead to changes in abundance of the native species and displacement to non-preferred habitats. Globally increasing temperatures mean that highly invasive, warm-water mosquitofish may be able to colonize environments from which they are currently excluded through reduced physiological tolerance to low temperatures. Research into the effects of temperature on interactions between native and invasive species is thus of fundamental importance

An overview of invasive plants in Brazil

Alien plants are known to occur in Brazil since the 18th century when African grasses started to be recorded in pastures near Rio de Janeiro. In the beginning of the 19th century two royal decrees (July, 1809 and July, 1810) offered grants and tax exemption to everyone who would introduce plants of economic value. Nowadays, there are 117 plant species recognized as invasive or established and with invasive potential in Brazil and an unknown number of introduced plant species. Some of the most pervasive invasive species are Artocarpus heterophyllus Lam. and Hedychium coronarium König in tropical ombrophilous forest, Hovenia dulcis Thunb. in subtropical ombrophilous forest and subtropical semi-deciduous forest, Pinus taeda L. and Pinus elliottii Engelm. in subtropical ombrophilous forest and steppe, Prosopis juliflora (Sw.) DC. in stepic-savanna, Tecoma stans (L.) Juss. ex Kunth in tropical and subtropical semi-deciduous forest, Melinis minutiflora P. Beauv. in the Brazilian savannas, and Eragrostis plana Nees in the steppe. The purpose of this article is to fill a knowledge gap on alien species that are invasive in Brazil and where they are invading by summarizing data obtained by joint efforts of the Hórus Institute for Environmental Conservation and Development, The Nature Conservancy (TNC), the Inter-American Biodiversity Information Network (IABIN) invasive species thematic network (I3N), and the Brazilian Ministry of Environment (MMA) in the last six years.

Les routes d’invasion du criocère du lis (Lilioceris lilii) en Amérique du Nord

Le criocère du lis, Lilioceris lilii (Coleoptera : Chrysomelidae), un ravageur de lis et de fritillaires d’origine eurasienne, a été observé pour la première fois en Amérique du Nord en 1943 sur l’Ile de Montréal au Canada. Après y avoir été confiné pendant environ 25 années, ce coléoptère a par la suite progressé rapidement sur le territoire nord-américain. Actuellement, on l’observe dans huit provinces canadiennes et huit états américains. Cette étude a investigué les routes d’invasion utilisées par le criocère du lis au Canada et aux États- Unis avec l’aide de marqueurs génétiques AFLP. Pour ce faire, 516 individus parmi 34 sites en Amérique du Nord et en Europe ont été échantillonnés et analysés. Le premier objectif était de déterminer, en analysant la structure génétique des populations nord-américains, s’il y avait eu une ou plusieurs introductions en provenance d’Europe. Le deuxième objectif était d’identifier l’origine de la ou des populations introduites en Amérique du Nord. Finalement, le troisième objectif consistait à proposer un scénario d’invasion de L. lilii en Amérique du Nord basé sur les données de première mention et de structure génétique des populations échantillonnées. Les résultats démontrent une signature génétique distincte entre les criocères du lis du Canada et ceux des États-Unis, suggérant ainsi deux sources d’introductions indépendantes en Amérique du Nord, soit une première introduction à Montréal, Québec, dans les années 1940 et une seconde aux États-Unis au début des années 1990 à Cambridge, Massachusetts. De plus, les deux populations nord-américaines semblent provenir de différentes régions du nord de l’Europe, ce qui est conséquent avec le scénario suggérant deux sources d’introductions indépendantes. Chacune des populations aurait par la suite progressé respectivement dans leur pays d’introduction selon une dispersion de type stratifiée. En effet, la progression continue de L. lilii dans certaines régions suggère une dispersion naturelle de l’espèce sur le territoire nord-américain, alors que la progression rapide sur de longues distances semble être causée par le transport anthropique de lis contaminés.

Influence of plant species and richness on pollutant removal in treatment wetlands

Les marais filtrants artificiels sont des écosystèmes recréés par l’homme dans le but d’optimiser l’épuration des eaux usées. Lors de la sélection d’espèces végétales pour la mise en place de ces marais filtrants, l’utilisation d’une polyculture ainsi que d’espèces indigènes non invasives est de plus en plus recommandée. Néanmoins, la plupart des marais filtrants existants sont des monocultures utilisant des plantes envahissantes, probablement à cause du manque d’évidences scientifiques sur les avantages de la diversité végétale et de la performance des espèces locales. Ainsi, les questions de recherche autour desquelles s’oriente ma thèse sont: Les polycultures présentent-elles un potentiel épuratoire aussi ou plus grand que les monocultures, et une espèce indigène est-elle aussi efficace et performante qu’une espèce exotique envahissante dans des marais filtrants ? Trois expériences ont été conduites afin de répondre à ces questions. J’ai d’abord testé l’influence de la richesse végétale sur l’élimination des polluants en deux dispositifs expérimentaux: 1) comparant deux espèces de plantes émergentes en monoculture ou combinées séquentiellement, et 2) évaluant la performance de quatre espèces flottantes plantées en monoculture par rapport à des associations de deux (avec toutes les combinaisons possibles) et de quatre espèces. Une troisième expérience a été réalisée afin de comparer l’efficacité épuratoire de l’haplotype européen envahissant du roseau commun (Phragmites australis) et de la sous-espèce locale non-invasive (P. australis subsp. americanus). La composition en espèces végétales a produit un effet notable sur la performance des marais filtrants. La comparaison des performances en mono- et en polyculture n’a pas permis de démontrer clairement les avantages de la diversité végétale pour l’élimination des polluants dans les marais filtrants. Toutefois, les marais filtrants plantés avec une combinaison d’espèces étaient aussi efficaces que les monocultures des espèces les plus performantes. La comparaison entre les deux sous-espèces de P. australis indiquent que la sous-espèce indigène pourrait remplacer le roseau exotique envahissant, évitant ainsi les potentiels risques environnementaux sans toutefois compromettre l’efficacité du traitement. Les résultats prometteurs de la sous-espèce indigène de P. australis doivent encore être testés dans des expériences à grande échelle avant d’utiliser largement cette espèce dans les marais filtrants. Nos résultats suggèrent que, dans des conditions où la performance des macrophytes disponibles est inconnue ou ne peut être déterminée, l’utilisation d’une combinaison d’espèces présente les meilleures chances d’accomplir le plus haut niveau possible d’élimination de polluants. De plus, même si la diversité végétale ne présente pas un avantage mesurable en termes d’efficacité épuratoire, celle-ci améliore la résilience des marais filtrants et leur résistance aux stress et aux maladies.

Modélisation de répartition d’espèces aviaires et de feux en forêt boréale du Québec dans un contexte de changement climatique

Les changements climatiques prennent une importance grandissante dans l’étude des phénomènes spatiaux à grande échelle. Plusieurs experts affirment que les changements climatiques seront un des principaux moteurs de changement écologique dans les prochaines décennies et que leurs conséquences seront inévitables. Ces changements se manifesteront sur le milieu physique par la fonte des calottes glaciaires, le dégel du pergélisol, l’instabilité des versants montagneux en zone de pergélisol, l’augmentation de l’intensité, de la sévérité et de la fréquence des événements climatiques extrêmes tels les feux de forêt. Les changements climatiques se manifesteront aussi sur le milieu biologique, tel la modification de la durée de la saison végétative, l’augmentation des espèces exotiques invasives et les changements dans la distribution en espèces vivantes. Deux aspects sont couverts par cette étude : 1) les changements dans la répartition spatiale de 39 espèces d’oiseaux et 2) les modifications dans les patrons spatiaux des feux, en forêt boréale québécoise, tous deux dans l’horizon climatique de 2100. Une approche de modélisation statistique démontre que la répartition spatiale des oiseaux de la forêt boréale est fortement liée à des variables bioclimatiques (R2adj = 0.53). Ces résultats permettent d’effectuer des modélisations bioclimatiques pour le gros-bec errant et la mésange à tête noire quivoient une augmentation de la limite nordique de distribution de l’espèce suivant l’intensité du réchauffement climatique. Finalement, une modélisation spatialement explicite par automate cellulaire permet de démontrer comment les changements climatiques induiront une augmentation dans la fréquence de feux de forêt et dans la superficie brûlée en forêt boréale du Québec.

Ecological interactions between an invasive fish (Gambusia holbrooki) and native cyprinodonts: the role of salinity

Actualment una de les principals amenaces a la biodiversitat és la introducció d'espècies. Revisant 26 variables de les 69 espècies de peixos continental de la Península Ibèrica concloem que la filogènia, variabilitat i els usos de l'home són necessaris per entendre millor les diferències entres les espècies natives i invasores. Entre les especies més afectades per la introducció de peixos es troben els ciprinodontiformes endèmics del Mediterrani. Aportem les primers dades sobre l'ús d'hàbitats ocasionalment inundats i la selecció de preses del fartet (Aphanius iberus), observant un canvi ontogenètic, clarament relacionat amb el microhàbitat. També demostrem que la salinitat influeix en l'èxit invasor de la gamúsia, afectant la seva densitat i biologia reproductiva. Per altra banda, demostrem experimentalment que amb l'increment de salinitat la gambúsia disminueix la seva agressivitat i captura menys preses, reduint la seva eficàcia competitiva respecte dels ciprinodonts natius.

Ecology of an invasive fish (Silurus glanis) in Catalan reservoirs

L'objectiu d'aquesta tesi és aportar les primeres dades sobre l'ecologia del silur (Silurus glanis) introduït a la Península Ibèrica i estimar els seu impacte ecològic sobre la biota nativa. Es van mostrejar les comunitats de peixos de 14 embassaments catalans. El silur es troba actualment introduït a quatre conques Ibèriques: a la de l'Ebre fa uns 30 anys, a les del Ter i Tajo fa uns pocs anys i recentment al Llobregat. Hem demostrat la utilitat de comparar estadis d'invasió recents i avançats per mirar d'entendre els canvis ecològics causats per espècies invasores: les introduccions recents presenten silurs més joves, de menor mida i amb taxes de creixement superiors a les de les poblacions introduïdes anteriorment i també respecte les poblacions natives; a més, depreden majoritàriament sobre peixos, en contra de les poblacions més antigues que s'alimenten sobretot de cranc. Finalment, aportem les primeres dades publicades de telemetria del silur.

Statistical methods for examining genetic influences of resistance to anti-epileptic drugs

It is generally accepted that genetics may be an important factor in explaining the variation between patients’ responses to certain drugs. However, identification and confirmation of the responsible genetic variants is proving to be a challenge in many cases. A number of difficulties that maybe encountered in pursuit of these variants, such as non-replication of a true effect, population structure and selection bias, can be mitigated or at least reduced by appropriate statistical methodology. Another major statistical challenge facing pharmacogenetics studies is trying to detect possibly small polygenic effects using large volumes of genetic data, while controlling the number of false positive signals. Here we review statistical design and analysis options available for investigations of genetic resistance to anti-epileptic drugs.

The rodent species of the Ifugao Rice Terraces, Philippines - Target or non-target species for management?

We investigated the species diversity and habitat use of rodents in the Ifugao Rice Terraces (IRT), Luzon, Philippines, as a first step in their assessment either as pest species of rice or as potential non-target species of rodent control practice. Trapping was carried out in caneland and forest habitats adjacent to rice cropland using trap lines of 10 - 15 cage-traps. Four trapping rounds, each consisting of 5 nights trapping, were replicated at two sites during the months of May and June. A diverse rodent fauna was recorded, including the non-native pest species, Rattus tanezumi, and the native species, Rattus everetti and Chrotomys mindorensis. Results from trapping and spool-and-line tracking suggested that these native species do not contribute to rice damage and that several may actually be beneficial in the ricefield ecosystem as vermivores that feed on invertebrate pests. Control should therefore be directed at the pest species, R. tanezumi, minimising non-target effects on the non-pest rodent species.

Invasive plants: representativeness of research from tropical countries in the global context

Biological invasions threaten the native biota of several countries and this threat is even greater in the tropical regions that have the greatest biodiversity. In order to evaluate the representativeness of studies on invasive plants in tropical countries compared to the world, as well as the region of origin and habits of the most reported invasive plants in research, we analyzed the publications from eight of the most important international journals that address the theme, from January 1995 to December 2004. The articles on biological invasions were classified as theoretical or as case studies, and according to their approach, main question, where the study was conducted, region of origin and habit of the invasive plant. Case studies predominated, as did questions about the environment`s susceptibility to the invasion, the species` invasive power and the impacts it had. The most reported invasive species were herbaceous plants from Asia and Europe. Few articles address tropical environments and only one referred to Brazil. Most referred to North America and Europe. This small number of publications in the tropics indicates the need for a global projection on this subject and underscores the lack of consistent and organized data to understand the phenomenon and propose effective strategies to combat biological invasion.

The invasive hydromedusae Blackfordia virginica Mayer, 1910 (Cnidaria: Blackfordiidae) in southern Brazil, with comments on taxonomy and distribution of the genus Blackfordia

The invasive brackish-water hydrozoan Blackfordia virginica is reported from estuaries and harbours in southeastern and southern Brazil. Medusae of the species were collected for the first time in Cananeia, Guaratuba Bay, and Babitonga Bay. They were also found in Paranagua Bay where they were previously known to occur. Based on material examined here, a comparative redescription is given of B. virginica, and its distribution worldwide is reviewed. The three nominal species of Blackfordia are assessed.

Invasive Africanized honeybees change the structure of native pollination networks in Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Isolation and characterization of 11 microsatellite loci from cattle egret (Bubulcus ibis) and cross-amplification in other Ardeidae species

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)