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Assessing differences on the epifaunal assemblages of an invasive and native macroalgae in São Miguel Island Marine Protected Areas
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Authors
Abstract(s)
Marine macroalgae play an important role acting as ecosystem engineers in intertidal coastal waters. Their connection with epifaunal assemblages is crucial, since food resources are provided, as well as protection from physical stress, and shelter from predators. The structure and composition of epifaunal communities can be distinctively influenced by different macroalgae species.
Over the years, the introduction of non-native species has increased, and impacts resulting from biological invasions have been responsible for significant changes to ecosystem structure and functioning. Being a remote oceanic island, the Azores can be highly influenced by the introduction of new species, affecting the specific ecological existent niche. In this context, marine protected areas allow to preserve biodiversity and maintain ecosystems. Due to this reason, it is imperative to maintain a constant monitoring, whether assessing the evolution of the already identified invasive species or preventing and control the introduction of new ones, that can seriously damage the native populations and even affect socioeconomic factors and human health.
The present study aimed to test the following hypotheses: 1) The associated epifaunal assemblages inhabiting algae in rockpools inside and outside marine protected areas are different, and 2) There are differences in abundance, richness and diversity in those communities between indigenous and non-indigenous macroalgal species.
To test the hypotheses, Rugulopteryx okamurae (non-indigenous) and Halopteris scoparia (native) were collected in rockpools inside and outside MPAs, and macroinvertebrates inhabiting macroalgae were posteriori counted and separated in taxonomic groups.
The results showed that no significant differences were found for abundance, richness and diversity of macroinvertebrates assemblages regarding in and out MPAs, as well as between native and invasive algae. The present study results suggest that MPAs might not being effective and might have insufficient management conservation efforts and R. okamurae might have a similar functional role as H. scoparia not affecting the epifaunal structure inhabiting rock pools.
Espécies não-indígenas (ENI), também conhecidas como espécies exóticas ou não-nativas, são organismos introduzidos de forma intencional ou acidental em zonas fora da sua distribuição geográfica natural, com dispersão geralmente mediada por fatores antropogénicos. Certas características, tais como a tolerância ambiental, variabilidade genética, alta capacidade reprodutiva e preferências alimentares, permitem que estas espécies colonizem e se adaptem com sucessos em novas áreas, tornando-se invasoras. Por sua vez, estas propagam-se rapidamente, provocando mudanças consideráveis no novo ecossistema, incluindo alterações de habitat, substituição de espécies nativas através de predação e/ou competição, transmissão de doenças e consequentes efeitos na saúde humana e impactos ecológicos e sócio-económicos. Com o aumento drástico destas espécies em novas áreas, bem como a capacidade de estabelecerem populações auto-sustentáveis, surge a contínua preocupação e necessidade de investigação dos possíveis impactos nos ecossistemas marinhos. As invasões biológicas são, geralmente, caracterizadas por quatro fases: a introdução da espécie, o seu estabelecimento, a sua distribuição ou propagação e, por fim, o equilíbrio da espécie na comunidade, e consequentes impactes. Desta forma, a suscetibilidade das invasões depende da prevalência de ENI, bem como das características do habitat, sendo que ecossistemas mais desequilibrados ou que apresentam menor riqueza de espécies serão mais propensos ou vulneráveis a alterações. No entanto, a presença de ENI não significa necessariamente que ocorram efeitos negativos nas comunidades indígenas e impactes na estrutura e funcionalidade do ecossistema. Recentemente, um aumento drástico da presença de ENI tem sido verificado, especialmente em regiões tropicais e temperadas, tais como na Macaronésia, incluindo os arquipélagos da Madeira e Açores, ilhas Canárias e Cabo Verde. A introdução destas espécies nestas áreas deve-se essencialmente às águas de lastro e à incrustação no casco das embarcações marítimas, associadas principalmente à navegação comercial. Adicionalmente, alterações climáticas e o aumento da temperatura da superfície do oceano têm estado na origem da expansão e distribuição das espécies para novas zonas. O arquipélago dos Açores é composto por nove ilhas vucânicas, vários ilhéus e numerosos montes submarinos. Localiza-se entre as latitudes 36˚ 45’ N e 39˚ 43’ N; e as longitudes 24˚ 45’ W e 31˚ 17’ W, na dorsal mesoatlântica, o que lhe permite ser um ponto de encontro para uma enorme variedade de fauna e flora marinha de diferentes origens. Sendo uma área remota, é característico de um nicho ecológico distinto com diversidade genética limitada, comunidades marinhas isoladas e limitada disponibilidade de habitat, tornando-o altamente vulnerável a espécies invasoras. Adicionalmente, devido à sua localização central entre a América e a Europa e o Atlântico Oriental e Ocidental, facilita a introdução de espécies invasoras através das rotas comerciais internacionais. São Miguel, a maior ilha deste arquipélago, serve como principal ponto de entrada para o comércio, abastecendo as outras ilhas e contribuindo significativamente para a economia dos Açores. A crescente globalização da navegação comercial originou um aumento proporcional da propagação de espécies não indígenas. Assim, a criação das Áreas Marinhas Protegidas (AMP) visa a conservação da biodiversidade marinha e recuperação do ecossistema afetado tanto pelas atividades antropogénicas, bem como contribuir para a utilização sustentável dos recursos marinhos. Desta forma, o planeamento, gestão e monitorização eficazes são essenciais para definir os objetivos da AMP e fazer cumprir a legislação, abordando aspetos ecológicos e sócio-económicos. A utilização das macroalgas marinhas no presente estudo, surge da sua importância nos ecossistemas marinhos, servindo como habitat e oferecendo proteção a uma grande biodiversidade marinha. Recentemente, no arquipélago dos Açores, cerca de 444 espécies de macroalgas foram identificadas, sendo 31 não-índigenas, e 11 classificadas como invasoras. A composição e estrutura das comunidades de macroinvertebrados é influenciada por diferentes macroalgas. Sendo assim, é importante estudar os efeitos da introdução de espécies não indígenas de macroalgas nas comunidades epifaunais, tais como a recente Rugulopteryx okamurae, uma vez que ecossistemas intertidais costeiros poderão ser desestabilizados e alterados em termos das comunidades associadas. A macroalga R. okamurae tem vindo a aumentar rapidamente a sua área de distribuição, dominando macroalgas nativas na Ilha de São Miguel, situação que pode afetar negativamente a macrofauna endémica e vulnerável existente e, consequentemente todo o ecossistema onde estão inseridas. Assim, compreender e comparar os efeitos das macroalgas nativas e não nativas na abundância, riqueza e diversidade de comunidades bentónicas em áreas específicas, dentro e fora de AMP, pode ser uma forma de avaliar os diferentes impactos, e desta forma, avaliar as medidas de conservação e de gestão destas zonas. O presente estudo analisou as comunidades epifaunais associadas a duas espécies de algas castanhas, pertencentes à classe Phaeophyceae, a nativa Halopteris scoparia e a não nativa Rugulopteryx okamurae, em amostras recolhidas aleatoriamente em poças de marés localizadas em zonas intertidais de costa rochosa, tanto dentro como fora de AMP. Os objetivos centraram-se em responder às seguintes questões: 1) Existem diferenças na estrutura das comunidades epifaunais dentro e fora das AMP? e 2) Existem diferenças significativas na estrutura dos macroinvertebrados associados entre a macroalga nativa e a não-nativa? Os resultados obtidos tanto para a análise comparativa da estrutura das comunidades epifaunais dentro e fora das AMP (1), tal como a abundância (N), riqueza (S) e diversidade (H’) dos macroinvertebrados associados às algas em estudo (2), revelou que não existem diferenças significativas. Isto indica que as AMP poderão não ser eficazes, e revela a ausência de planos de gestão ou a implementação e monitorização ineficientes, pelo que é essencial o reforço de supervisão nestas áreas, especialmente tratando-se de áreas remotas, como os Açores. Em relação às comunidades epifaunais associadas às algas, R. okamurae apresentou semelhante composição e estrutura que a H. scoparia, o que poderá demonstrar a sua capacidade de desempenhar papéis ecológicos e funcionais idênticos. A arquitetura e complexidade da alga poderão influenciar significativamente a comunidade dos invertebrados, tal como fatores associados à variação sazonal. Estudos anteriores também compararam modificações nas comunidades epifaunais associadas a algas nativas e algas não-nativas, ou mesmo invasoras, no entanto, ainda é um desafio prever as consequências de invasões biológicas num dado local. Pesquisas futuras devem priorizar a investigação de variações sazonais em diversos locais e incluir uma gama mais ampla de espécies de algas nativas. Esta abordagem será essencial para alcançar uma compreensão abrangente das alterações existentes causadas por espécies invasoras.
Espécies não-indígenas (ENI), também conhecidas como espécies exóticas ou não-nativas, são organismos introduzidos de forma intencional ou acidental em zonas fora da sua distribuição geográfica natural, com dispersão geralmente mediada por fatores antropogénicos. Certas características, tais como a tolerância ambiental, variabilidade genética, alta capacidade reprodutiva e preferências alimentares, permitem que estas espécies colonizem e se adaptem com sucessos em novas áreas, tornando-se invasoras. Por sua vez, estas propagam-se rapidamente, provocando mudanças consideráveis no novo ecossistema, incluindo alterações de habitat, substituição de espécies nativas através de predação e/ou competição, transmissão de doenças e consequentes efeitos na saúde humana e impactos ecológicos e sócio-económicos. Com o aumento drástico destas espécies em novas áreas, bem como a capacidade de estabelecerem populações auto-sustentáveis, surge a contínua preocupação e necessidade de investigação dos possíveis impactos nos ecossistemas marinhos. As invasões biológicas são, geralmente, caracterizadas por quatro fases: a introdução da espécie, o seu estabelecimento, a sua distribuição ou propagação e, por fim, o equilíbrio da espécie na comunidade, e consequentes impactes. Desta forma, a suscetibilidade das invasões depende da prevalência de ENI, bem como das características do habitat, sendo que ecossistemas mais desequilibrados ou que apresentam menor riqueza de espécies serão mais propensos ou vulneráveis a alterações. No entanto, a presença de ENI não significa necessariamente que ocorram efeitos negativos nas comunidades indígenas e impactes na estrutura e funcionalidade do ecossistema. Recentemente, um aumento drástico da presença de ENI tem sido verificado, especialmente em regiões tropicais e temperadas, tais como na Macaronésia, incluindo os arquipélagos da Madeira e Açores, ilhas Canárias e Cabo Verde. A introdução destas espécies nestas áreas deve-se essencialmente às águas de lastro e à incrustação no casco das embarcações marítimas, associadas principalmente à navegação comercial. Adicionalmente, alterações climáticas e o aumento da temperatura da superfície do oceano têm estado na origem da expansão e distribuição das espécies para novas zonas. O arquipélago dos Açores é composto por nove ilhas vucânicas, vários ilhéus e numerosos montes submarinos. Localiza-se entre as latitudes 36˚ 45’ N e 39˚ 43’ N; e as longitudes 24˚ 45’ W e 31˚ 17’ W, na dorsal mesoatlântica, o que lhe permite ser um ponto de encontro para uma enorme variedade de fauna e flora marinha de diferentes origens. Sendo uma área remota, é característico de um nicho ecológico distinto com diversidade genética limitada, comunidades marinhas isoladas e limitada disponibilidade de habitat, tornando-o altamente vulnerável a espécies invasoras. Adicionalmente, devido à sua localização central entre a América e a Europa e o Atlântico Oriental e Ocidental, facilita a introdução de espécies invasoras através das rotas comerciais internacionais. São Miguel, a maior ilha deste arquipélago, serve como principal ponto de entrada para o comércio, abastecendo as outras ilhas e contribuindo significativamente para a economia dos Açores. A crescente globalização da navegação comercial originou um aumento proporcional da propagação de espécies não indígenas. Assim, a criação das Áreas Marinhas Protegidas (AMP) visa a conservação da biodiversidade marinha e recuperação do ecossistema afetado tanto pelas atividades antropogénicas, bem como contribuir para a utilização sustentável dos recursos marinhos. Desta forma, o planeamento, gestão e monitorização eficazes são essenciais para definir os objetivos da AMP e fazer cumprir a legislação, abordando aspetos ecológicos e sócio-económicos. A utilização das macroalgas marinhas no presente estudo, surge da sua importância nos ecossistemas marinhos, servindo como habitat e oferecendo proteção a uma grande biodiversidade marinha. Recentemente, no arquipélago dos Açores, cerca de 444 espécies de macroalgas foram identificadas, sendo 31 não-índigenas, e 11 classificadas como invasoras. A composição e estrutura das comunidades de macroinvertebrados é influenciada por diferentes macroalgas. Sendo assim, é importante estudar os efeitos da introdução de espécies não indígenas de macroalgas nas comunidades epifaunais, tais como a recente Rugulopteryx okamurae, uma vez que ecossistemas intertidais costeiros poderão ser desestabilizados e alterados em termos das comunidades associadas. A macroalga R. okamurae tem vindo a aumentar rapidamente a sua área de distribuição, dominando macroalgas nativas na Ilha de São Miguel, situação que pode afetar negativamente a macrofauna endémica e vulnerável existente e, consequentemente todo o ecossistema onde estão inseridas. Assim, compreender e comparar os efeitos das macroalgas nativas e não nativas na abundância, riqueza e diversidade de comunidades bentónicas em áreas específicas, dentro e fora de AMP, pode ser uma forma de avaliar os diferentes impactos, e desta forma, avaliar as medidas de conservação e de gestão destas zonas. O presente estudo analisou as comunidades epifaunais associadas a duas espécies de algas castanhas, pertencentes à classe Phaeophyceae, a nativa Halopteris scoparia e a não nativa Rugulopteryx okamurae, em amostras recolhidas aleatoriamente em poças de marés localizadas em zonas intertidais de costa rochosa, tanto dentro como fora de AMP. Os objetivos centraram-se em responder às seguintes questões: 1) Existem diferenças na estrutura das comunidades epifaunais dentro e fora das AMP? e 2) Existem diferenças significativas na estrutura dos macroinvertebrados associados entre a macroalga nativa e a não-nativa? Os resultados obtidos tanto para a análise comparativa da estrutura das comunidades epifaunais dentro e fora das AMP (1), tal como a abundância (N), riqueza (S) e diversidade (H’) dos macroinvertebrados associados às algas em estudo (2), revelou que não existem diferenças significativas. Isto indica que as AMP poderão não ser eficazes, e revela a ausência de planos de gestão ou a implementação e monitorização ineficientes, pelo que é essencial o reforço de supervisão nestas áreas, especialmente tratando-se de áreas remotas, como os Açores. Em relação às comunidades epifaunais associadas às algas, R. okamurae apresentou semelhante composição e estrutura que a H. scoparia, o que poderá demonstrar a sua capacidade de desempenhar papéis ecológicos e funcionais idênticos. A arquitetura e complexidade da alga poderão influenciar significativamente a comunidade dos invertebrados, tal como fatores associados à variação sazonal. Estudos anteriores também compararam modificações nas comunidades epifaunais associadas a algas nativas e algas não-nativas, ou mesmo invasoras, no entanto, ainda é um desafio prever as consequências de invasões biológicas num dado local. Pesquisas futuras devem priorizar a investigação de variações sazonais em diversos locais e incluir uma gama mais ampla de espécies de algas nativas. Esta abordagem será essencial para alcançar uma compreensão abrangente das alterações existentes causadas por espécies invasoras.
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Conservação marinha Impacto ecológico Comunidades de macroinvertebrados Halopteris scoparia Rugulopteryx okamurae Macroalga