Bayesian modelling of surveillance and proof of freedom : the mathematical, logical & psychological challenges

Keeping exotic plant pests out of our country relies on good border control or quarantine. However with increasing globalization and mobilization some things slip through. Then the back up systems become important. This can include an expensive form of surveillance that purposively targets particular pests. A much wider net is provided by general surveillance, which is assimilated into everyday activities, like farmers checking the health of their crops. In fact farmers and even home gardeners have provided a front line warning system for some pests (eg European wasp) that could otherwise have wreaked havoc. Mathematics is used to model how surveillance works in various situations. Within this virtual world we can play with various surveillance and management strategies to "see" how they would work, or how to make them work better. One of our greatest challenges is estimating some of the input parameters : because the pest hasn't been here before, it's hard to predict how well it might behave: establishing, spreading, and what types of symptoms it might express. So we rely on experts to help us with this. This talk will look at the mathematical, psychological and logical challenges of helping experts to quantify what they think. We show how the subjective Bayesian approach is useful for capturing expert uncertainty, ultimately providing a more complete picture of what they think... And what they don't!

Distribuição e abundância do coral invasor Tubastraea spp.

As espécies de corais invasores, Tubastraea tagusensis e T. coccinea foram acidentalmente introduzidos no Brasil através de plataformas de petróleo. O rápido crescimento e estágio reprodutivo, competição contra espécies nativas, defesas químicas contra predadores e competidores naturais e uso amplo em diferentes substratos utilizados contribuem para o sucesso e expansão de Tubastraea spp. na costa brasileira. O presente estudo teve dois objetivos principais: 1) investigar uma metodologia que resulte em uma maior eficiência e custo-benefício nos processsos de monitoramento dos corais invasores Tubastraea spp. no litoral brasileiro; 2) mapear a distribuição geográfica, caracterizar as populações e estudar o efeito da inserção dos corais na comunidade bêntica de costões rochosos do litoral norte do estado de São Paulo (LNSP). O primeiro avaliou quatro metodologias, comparando o método do censo visual, e outras três metodologias que utilizam fotografia e filmagem. O método do censo visual mostrou ser mais eficiente na obtenção dos resultados quando comparado com os outros métodos, principalmente para identificar pequenos organismos. Contudo, seu tempo em campo e seus custos foram maiores. O segundo utilizou o método visual para estudar o efeito da inserção dos corais invasores na comunidade local do LNSP. Ainda, foi realizado um monitoramento espacial semi-quantitativo em larga escala para caracterizar a distribuição espacial dos corais invasores; transectos com quadrados amostrais foram usados para estimar a densidade de Tubastraea ao longo da profundidade, e transectos e arcos graduados empregados para estimar a ocorrência de colônias em diferentes inclinações do substrato, no LNSP. Os corais invasores estão aumentado sua distribuição, causando diversos impactos nas comunidades e nos organismos nativos. T. tagusensis é comumente encontrado dominando diversos costões rochosos, com uma densidade maior em ambientes mais profundos e com maior ocorência em substratos de inclinções verticais e negativas no LNSP. A erradicação e/ou controle do coral invasor é recomendado no litoral brasileiro, principalmente onde as populações estão isoladas ou ainda são pequenas.

Vivendo com o inimigo: competição entre os corais invasores Tubastraea spp. e a esponja Desmapsamma anchorata na Baía de Ilha Grande, RJ

Espécies invasoras têm transformado muitos ecossistemas através de mudanças na estrutura das comunidades, cadeia trófica, ciclagem de nutrientes e sedimentação. A competição interespecífica ocorre frequentemente entre espécies nativas e introduzidas, e constitui um processo determinante na eficiência da invasão. Essa competição pode acarretar em alterações no papel das espécies dentro da comunidade e alterar os processos ecossistêmicos. Os corais Tubastraea coccinea e T. tagusensis invadiram o Brasil na década de 80, e são favorecidos pela carência de predadores na biota local, sendo a esponja Desmapsamma anchorata o único organismo identificado como inibidor do crescimento e desenvolvimento desses corais. O presente estudo tem como objetivo: 1) Quantificar e classificar em cinco categorias de interação: sobrecrescimento, contorno, contato periférico, encontro com até cinco cm de distância e encontro de cinco ate dez cm de distância entre as esponjas e Tubastraea spp. na Baía de Ilha Grande, temporalmente; 2) Descrever os mecanismos utilizados na competição entre a esponja D. anchorata e os corais Tubastraea (físicos ou químicos?); 3) Descrever a dinâmica do crescimento da esponja D. anchorata com relação a fatores abióticos. Foram encontradas 37 espécies de esponjas interagindo com Tubastraea spp, sendo que apenas 12 dessas espécies interagiram mais de 10 % no total de interações. O contato periférico e a interação de até 5 cm de distância foram os tipos de interação mais encontrados. D. anchorata foi a esponja que mais teve o contato de sobreposição. Não foi observado efeitos significativos dos extratos de Tubastraea spp. sobre D. anchorata e nem dos extratos de D. anchorata sobre o metabolismo dos corais. A sobreposição foi a principal ferramenta utilizada na defesa contra o competidor, enquanto que os corais Tubastraea spp. utilizaram defesa física e provavelmente química. D. anchorata não apresentou relação entre seu crescimento e os fatores abióticos medidos e mostrou crescimento em taxas diferentes durante os meses analisados, com um pico no mês de setembro diminuindo até a sua morte, no mês de dezembro. No caso da competição entre os invasores Tubastraea spp. e a esponja D. anchorata, a hipótese de controle biótico não pode ser levada em consideração, já que os corais Tubastraea spp. têm demonstrado capacidade de se expandir e colonizar novos locais muito rapidamente. Porém, como observado no presente estudo, e em outros trabalhos, pontualmente a esponja vence na competição com os corais invasores

O sagui-da-serra-escuro (Callithrix aurita) e os saguis invasores no Parque Nacional da Serra dos Órgãos, RJ, Brasil: distribuição espacial e estratégias de conservação

O sagui-da-serra-escuro (Callithrix aurita) (É.Geoffroy, 1812) é uma espécie endêmica da Mata Atlântica e ameaçada de extinção, considerada em perigo. Callithrix jacchus e C. penicillata são espécies invasoras no Estado do Rio de Janeiro, que competem com C. aurita pelos mesmos recursos, além de formarem híbridos. Nesse contexto, avaliamos a distribuição espacial das espécies de saguis (nativa e invasoras) no interior e entorno do Parque Nacional da Serra dos Órgãos (PARNASO), RJ, Brasil, através do método de playback, entrevistas, e a modelagem de ocupação e detecção. Além disso, comparamos os dados de distribuição atual com os registros de ocorrência anteriores a esse estudo. Os resultados mostraram que a população de saguis nativos e invasores presentes no interior no parque possuem probabilidade de ocupação (0,20 e 0,22), detecção (0,22 e 0,26) e abundância (12,65 e 13,68 grupos) semelhantes. A ocupação de C. aurita está relacionada às áreas do parque mais afastadas da estrada e com menor interferência humana, provavelmente pelo efeito da elevada altitude nessas regiões. Enquanto que a ocupação dos saguis invasores está relacionada à proximidade dos limites do parque e a maior interferência humana, tanto em maiores altitudes quanto em menores. Registramos o processo de hibridação entre saguis nativos e invasores, e a formação de grupos mistos entre eles, em diversos pontos da região de Petrópolis, inclusive no interior do parque, evidenciando as consequências do processo de invasão. Concluímos que a população de Callithrix aurita no PARNASO é pequena, restrita a uma única região do parque, e parte dela possui contato com grupos de saguis invasores, ou está bem próxima deles. As espécies de saguis invasores ocorrem em alguns locais no interior do parque e por todo o seu entorno. Portanto, há uma pressão dos saguis invasores em direção ao interior do PARNASO. Diante deste processo de extinção local de uma espécie endêmica, ameaçada de extinção, e com uma restrita distribuição geográfica, alertamos para a urgente necessidade de iniciar um eficiente programa de manejo das espécies de saguis invasores, juntamente com a reintrodução de grupos de Callithrix aurita.

紫茎泽兰种子库及幼苗动态特征

紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum）是臭名昭著的世界性恶草之一，目前已对全世界30多个国家和地区造成入侵危害，大约在20世纪30年代入侵我国，在我国西南地区造成了严重的危害。本文以四川省攀枝花市遭受紫茎泽兰入侵危害严重的生态系统为研究对象，分别对不同生境下的紫茎泽兰土壤种子库进行调查，以探究紫茎泽兰土壤种子库的结构，并分析人类干扰对土壤种子库结构的影响。并在种子库调查的基础上设计了两项盆栽实验，研究紫茎泽兰土壤种子库的结构的改变导致的紫茎泽兰种子环境因子的改变，从而影响紫茎泽兰种子的萌发、幼苗的命运，以期阐明人类干扰对紫茎泽兰入侵的影响。另外连续测定紫茎泽兰早期生长的生物量，研究紫茎泽兰生物量增长、分配规律，并与其它几种本地种相比较，说明紫茎泽兰能够入侵成功的原因。 在攀枝花紫茎泽兰入侵严重的地区，通过取样研究果园、放牧灌丛以及禁牧灌丛3种不同生境紫茎泽兰土壤种子库特征，发现这3种生境的土壤种子库大小分别为10422粒m-2，3522粒m-2和2889粒m-2 。果园、放牧灌丛和禁牧灌丛等3种干扰程度不同生境的深层种子量占总种子量的比例分别为56.44%，46.96%，24.86%（p=0.006）。从干扰程度上来说，由于果园>放牧灌丛>禁牧灌丛，这一结果表明土壤深层种子量大小与干扰成正比，干扰越大，深层次紫茎泽兰种子量占总种子量的比重越大。由此可以推测，人类的干扰使得紫茎泽兰土壤种子库结构发生了改变，一方面人类干扰导致生境植被覆盖不同，干扰越大，植被覆盖度越小，土壤种子库越大，另一方面人类活动对土壤的直接扰动，使土壤种子库结构发生变化，在放牧灌丛和果园2种生境中，由于人类活动的影响，促使了紫茎泽兰土壤种子库表层种子向下层转移，而且转移量与干扰程度成正相关。由于一定深度埋藏的紫茎泽兰种子萌发的幼苗具有较低的死亡率，进入土壤深层的紫茎泽兰种子越多，紫茎泽兰的长久性土壤种子库就越大，对紫茎泽兰幼苗的补充和定居越有利，入侵也就越难以治理。 初步研究了光照、水分和种子在土壤中的埋藏深度等对紫茎泽兰幼苗的影响，结果发现，1) 播种在0cm、2cm、5cm深度的种子萌发率分别为64.67%、22.67%、13.33%，即种子埋藏越深，萌发率越低，不同层次种子萌发率差异极显著(p=0.00)；幼苗死亡率分别为27.95%、0、0，表层种子萌发的幼苗有较高的死亡率，而由埋藏在深层种子萌发的幼苗没有死亡，土壤表层发芽的幼苗与不同埋藏深度种子萌发的幼苗之间死亡率差异极显著(p=0.00)；2) 在无遮蔽、半遮蔽、全遮蔽3种不同情况下，紫茎泽兰幼苗的死亡率分别为72.15%、30.38%、4.87%，定居率分别为6.66%、33.99%、46.67%，即遮蔽程度越高，死亡率越低，定居率越高，不同处理之间死亡率和定居率差异均极显著（p=0.00）；3) 在浇水、不浇水这2种水分条件下紫茎泽兰的萌发率分别为41.56%、32% (p=0.021)；死亡率分别为35.8%、35.23% (p=0.934)；定居率分别为29.11%、22.66% (p=0.083)，说明水分因子对萌发率的影响显著，对死亡率、定居率的影响不显著。上述结果表明，土壤埋藏深度、光照和水分都是影响紫茎泽兰幼苗萌发的重要因素：一定深度的土壤埋藏能够有效降低紫茎泽兰幼苗的死亡率；光照强度与紫茎泽兰幼苗死亡率成正相关；而水分对紫茎泽兰幼苗的存活影响不显著。 通过跟踪调查紫茎泽兰的早期生长的生物量，发现紫茎泽兰生物量和高度增加迅速,且生物量的增加主要来自地上部分量的增加，而本地灌木却生长缓慢。与本地种相比，紫茎泽兰的根冠比很小，在生殖分配上，紫茎泽兰与本地灌木相比又比较大。另一方面，在生长季到来的时候，紫茎泽兰能够迅速生长，并将大部分生物量分配到地上部分；而在旱季，当许多本地本植物由于枯死、休眠进入休眠状态时，紫茎泽兰却能继续生长，从而确保其在竞争中的空间优势。 综上所述，人类活动的干扰可能导致更多的紫茎泽兰种子进入土壤深层，从而改变了紫茎泽兰土壤种子库的结构；种子萌发后强光直射可能是导致紫茎泽兰幼苗死亡的重要原因；由于土壤深层种子比表层种子具有更强的抵抗强光照射等不良环境因子影响的能力，所萌发的幼苗成活率高，表明其具有更高的繁殖效率。因此可以说是人类活动的干扰不但加剧了紫茎泽兰的入侵，也使得紫茎泽兰入侵后难以根除。

The history of the introduction of the giant river prawn, Macrobrachium cf. rosenbergii (Decapoda, Palaemonidae), in Brazil: new insights from molecular data

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

Taxonomic and evolutionary analysis of Zaprionus indianus and its colonization of Palearctic and Neotropical regions

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Zaprionus indianus: uma visão da espécie invasora sob o aspecto genético e evolutivo

Pós-graduação em Genética - IBILCE

PHENOLOGY AND FRUIT TRAITS OF ARCHONTOPHOENIX CUNNINGHAMIANA, AN INVASIVE PALM TREE IN THE ATLANTIC FOREST OF BRAZIL

The Australian palm Archontophoenix cunninghamiana was introduced into Brazil as an ornamental species, and became a dangerous invader of remnant Atlantic forest patches, demanding urgent management actions that require careful planning. Its fruits are greatly appreciated by generalist birds and its sudden eradication could be as harmful as its permanence in the native community. Our hypothesis was that A. cunninghamiana phenology and fruit traits would have facilitated the invasion process. Hence the aim of the study was to characterize the reproductive phenology of the palm by registering flowering and fruiting events, estimating fruit production, and evaluating fruit nutritional levels. Phenological observations were carried out over 12 months and analyzed statistically. Fruit traits and production were estimated. Pulp nutritional levels were determined by analyzing proteins, lipids, and carbohydrates. Results showed constant flowering and fruiting throughout the year with a weak reproductive seasonality. On average, 3651 fruits were produced per bunch mainly in the summer. Fruit analysis revealed low nutrient contents, especially of proteins and lipids compared with other Brazilian native palm species. We concluded that the abundant fruit production all year round, and fruit attractivity mainly due to size and color, :may act positively on the reproductive performance and effective dispersion of A. cunninghamiana. As a management procedure which would add quality to frugivore food resources we suggest the replacement of A. cunninghamiana by the native palm Euterpe edulis, especially in gardens and parks near to Atlantic forest fragments.

Alienígenas na sala: o que fazer com espécies exóticas em trabalhos de taxonomia, florística e fitossociologia?

A presença cada vez mais disseminada de organismos exóticos (muitos dos quais se tornam invasores) nas diferentes regiões do planeta levou ao surgimento de uma linha de pesquisa na ecologia voltada às invasões biológicas. E para permitir a comunicação entre autores também foi desenvolvido um arcabouço terminológico. Mas, apesar disso, a terminologia relativa às bioinvasões tem sido ignorada por boa parte dos botânicos no Brasil. Há uma boa dose de confusão entre botânicos sobre o que seja uma espécie exótica, naturalizada, invasora, daninha e ruderal, levando ao uso inconsistente da terminologia. Além disso, diferentes autores têm adotado posturas praticamente opostas ao lidar com espécies exóticas em suas áreas de estudo, seja na preparação de tratamentos taxonômicos, seja na publicação de levantamentos florísticos e fitossociológicos. Enquanto alguns pesquisadores incluem em floras mesmo espécies cultivadas que não se reproduzem, outros excluem plantas invasoras comuns e conspícuas. Nós apresentamos aqui, em português, os principais conceitos relativos ao tema da bioinvasão e chamamos a atenção dos autores brasileiros para a necessidade de utilizar de modo consistente o arcabouço terminológico já existente na literatura. Também propomos a adoção de rótulos claros para informar quais espécies são exóticas na área estudada, diferenciando-as das nativas, e sugerimos critérios para ajudar botânicos a decidirem quando uma planta exótica deve ou não ser incluída em tratamentos taxonômicos ou levantamentos de florística.

Rapid assessment survey for exotic benthic species in the São Sebastião Channel, Brazil

The study of biological invasions can be roughly divided into three parts: detection, monitoring, mitigation. Here, our objectives were to describe the marine fauna of the area of the port of São Sebastião (on the northern coast of the state of São Paulo, in the São Sebastião Channel, SSC) to detect introduced species. Descriptions of the faunal community of the SSC with respect to native and allochthonous (invasive or potentially so) diversity are lacking for all invertebrate groups. Sampling was carried out by specialists within each taxonomic group, in December 2009, following the protocol of the Rapid Assessment Survey (RAS) in three areas with artificial structures as substrates. A total of 142 species were identified (61 native, 15 introduced, 62 cryptogenic, 4 not classified), of which 17 were Polychaeta (12, 1, 1, 3), 24 Ascidiacea (3, 6, 15, 0), 36 Bryozoa (17, 0, 18, 1), 27 Cmdana (2, 1, 24, 0), 20 Crustacea (11, 4, 5, 0), 2 Entoprocta (native), 16 Mollusca (13, 3, 0, 0). Twelve species are new occurrences for the SSC. Among the introduced taxa, two are new for coastal Brazil. Estimates of introduced taxa are conservative as the results of molecular studies suggest that some species previously considered cryptogenic are indeed introduced. We emphasize that the large number of cryptogenic species illustrates the need for a long-term monitoring program, especially in areas most susceptible to bioinvasion. We conclude that rapid assessment studies, even in relatively well-known regions, can be very useful for the detection of introduced species and we recommend that they be carried out on a larger scale in all ports with heavy ship traffic.

The history of the introduction of the giant river prawn, Macrobrachium cf. rosenbergii (Decapoda, Palaemonidae), in Brazil: new insights from molecular data

The giant river prawn, Macrobrachium cf. rosenbergii, is one of the most cultivated freshwater prawns in the world and has been introduced into more than 40 countries. In some countries, this prawn is considered an invasive species that requires close monitoring. Recent changes in the taxonomy of this species (separation of M. rosenbergii and M. dacqueti) require a re-evaluation of introduced taxa. In this work, molecular analyses were used to determine which of these two species was introduced into Brazil and to establish the geographic origin of the introduced populations that have invaded Amazonian coastal waters. The species introduced into Brazil was M. dacqueti through two introduction events involving prawns originating from Vietnam and either Bangladesh or Thailand. These origins differ from historical reports of the introductions and underline the need to confirm the origin of other exotic populations around the world. The invading populations in Amazonia require monitoring not only because the biodiversity of this region may be affected by the introduction, but also because admixture of different native haplotypes can increase the genetic variability and the likelihood of persistence of the invading species in new habitats.