O Brasil é um país megadiverso, entretanto a fauna e a flora encontram-se severamente ameaçadas por inúmeros fatores. Dentre eles, a introdução de espécies exóticas invasoras que, especialmente nos ambientes límnicos, é uma das grandes ameaças à conservação da biodiversidade, principalmente devido à predação, competição e introdução de novas doenças. Dentre os animais com grande potencial de invasão, casos envolvendo crustáceos são bastante documentados na literatura, como por exemplo, o lagostim Norte-Americano Procambarus clarkii, que é utilizado para fins de aquarismo e aquacultura em diversas partes do mundo. As informações sobre a ocorrência desta espécie no Brasil são escassas, havendo apenas cinco registros no estado de São Paulo. Inúmeros impactos já foram associados à presença desta espécie em várias partes do mundo, desde danos ao ecossistema até impactos sobre a biota nativa. Dessa forma, a dispersão de P. clarkii em território brasileiro pode gerar efeitos desastrosos aos ambientes límnicos. Sendo assim, o presente trabalho efetuou uma ampla revisão bibliográfica referente às características desta espécie e sua problemática de invasão no mundo, assim como investigou de forma integrada o presente, passado e futuro de seu processo de invasão no Brasil. Observou-se que o principal fator de introdução deste crustáceo no Brasil é o comércio ilegal para aquacultura e onze novas populações foram encontradas no estado de São Paulo. Adicionalmente, realizou-se uma análise de risco de invasão da espécie e constatou-se que a mesma apresenta alto poder de estabelecimento em território nacional e grande capacidade de geração de impacto. Os resultados deste trabalho alertam para a necessidade de investigações mais aprofundadas sobre o processo de invasão na América do Sul. Torna-se também imprescindível o investimento em fiscalização e em educação pública, a fim de evitar que os animais continuem sendo vendidos ilegalmente e introduzidos na natureza.

O Brasil é um país megadiverso, entretanto a fauna e a flora encontram-se severamente ameaçadas por inúmeros fatores. Dentre eles, a introdução de espécies exóticas invasoras que, especialmente nos ambientes límnicos, é uma das grandes ameaças à conservação da biodiversidade, principalmente devido à predação, competição e introdução de novas doenças. Dentre os animais com grande potencial de invasão, casos envolvendo crustáceos são bastante documentados na literatura, como por exemplo, o lagostim Norte-Americano Procambarus clarkii, que é utilizado para fins de aquarismo e aquacultura em diversas partes do mundo. As informações sobre a ocorrência desta espécie no Brasil são escassas, havendo apenas cinco registros no estado de São Paulo. Inúmeros impactos já foram associados à presença desta espécie em várias partes do mundo, desde danos ao ecossistema até impactos sobre a biota nativa. Dessa forma, a dispersão de P. clarkii em território brasileiro pode gerar efeitos desastrosos aos ambientes límnicos. Sendo assim, o presente trabalho efetuou uma ampla revisão bibliográfica referente às características desta espécie e sua problemática de invasão no mundo, assim como investigou de forma integrada o presente, passado e futuro de seu processo de invasão no Brasil. Observou-se que o principal fator de introdução deste crustáceo no Brasil é o comércio ilegal para aquacultura e onze novas populações foram encontradas no estado de São Paulo. Adicionalmente, realizou-se uma análise de risco de invasão da espécie e constatou-se que a mesma apresenta alto poder de estabelecimento em território nacional e grande capacidade de geração de impacto. Os resultados deste trabalho alertam para a necessidade de investigações mais aprofundadas sobre o processo de invasão na América do Sul. Torna-se também imprescindível o investimento em fiscalização e em educação pública, a fim de evitar que os animais continuem sendo vendidos ilegalmente e introduzidos na natureza.

O Brasil é um país megadiverso, entretanto a fauna e a flora encontram-se severamente ameaçadas por inúmeros fatores. Dentre eles, a introdução de espécies exóticas invasoras que, especialmente nos ambientes límnicos, é uma das grandes ameaças à conservação da biodiversidade, principalmente devido à predação, competição e introdução de novas doenças. Dentre os animais com grande potencial de invasão, casos envolvendo crustáceos são bastante documentados na literatura, como por exemplo, o lagostim Norte-Americano Procambarus clarkii, que é utilizado para fins de aquarismo e aquacultura em diversas partes do mundo. As informações sobre a ocorrência desta espécie no Brasil são escassas, havendo apenas cinco registros no estado de São Paulo. Inúmeros impactos já foram associados à presença desta espécie em várias partes do mundo, desde danos ao ecossistema até impactos sobre a biota nativa. Dessa forma, a dispersão de P. clarkii em território brasileiro pode gerar efeitos desastrosos aos ambientes límnicos. Sendo assim, o presente trabalho efetuou uma ampla revisão bibliográfica referente às características desta espécie e sua problemática de invasão no mundo, assim como investigou de forma integrada o presente, passado e futuro de seu processo de invasão no Brasil. Observou-se que o principal fator de introdução deste crustáceo no Brasil é o comércio ilegal para aquacultura e onze novas populações foram encontradas no estado de São Paulo. Adicionalmente, realizou-se uma análise de risco de invasão da espécie e constatou-se que a mesma apresenta alto poder de estabelecimento em território nacional e grande capacidade de geração de impacto. Os resultados deste trabalho alertam para a necessidade de investigações mais aprofundadas sobre o processo de invasão na América do Sul. Torna-se também imprescindível o investimento em fiscalização e em educação pública, a fim de evitar que os animais continuem sendo vendidos ilegalmente e introduzidos na natureza.

Thesis (M.S.)--Oregon State University, 2010. / Printout. Includes bibliographical references (leaves 109-116). Also available on the World Wide Web.

Thesis (M.S.)--Western Washington University, 2007. / Includes bibliographical references (leaves 73-84).

La question de la coexistence entre espèces est cruciale dans le contexte des changements globaux, où certaines espèces colonisent de nouveaux écosystèmes, tel le cas des espèces invasives. Dans les habitats discontinus, la coexistence entre espèces invasives et natives gagne à être considérée à la lumière de la théorie des métacommunautés, et en particulier en examinant séparément les processus de dispersion et les interactions locales afin de déterminer leurs effets relatifs. Les approches observationnelles en milieux naturels permettent par ailleurs la prise en compte de la complexité des relations possibles. C’est le travail abordé dans cette thèse à travers l’exemple de l’effet de l’invasion de l’écrevisse de Louisiane sur les amphibiens natifs dans des réseaux de mares. La densité des larves et la distribution des amphibiens ont montré la conccurrence avec l’écrevisse dans les mares. Grâce à la génétique du paysage, la dispersion de l’écrevisse s’est révélée fortement contrainte par le caractère discontinu des habitats, contrairement à celle des amphibiens, bien qu’elle ait été variable parmi les trois espèces étudiées. Les analyses d’isotopes stables ont montré que malgré sa position centrale dans les réseaux trophiques, l’écrevisse n’avait pas de fortes interactions trophiques avec les amphibiens, tout au plus un effet indirect par la modification de l’habitat. Sur la base des mécanismes considérés ici, la coexistence entre les amphibiens natifs et l’écrevisse invasive semble ainsi envisageable. Des suites de ce travail sont envisageables à l’échelle des communautés grâce à l’ADN environnemental. / The question of species coexistence is crucial in the context of global changes, where some species colonize new ecosystems, such as the case of invasive species. In patchy habitats, the coexistence between invasive and native species gains at being considered in the light of the metacommunity theory, and particularly by examining separately the processes of dispersal and local interactions to determine their relative effects. Besides, observational approaches in natural habitats allow to account for the complexity of the possible relationships. It is the work tackled in this thesis through the example of the effect of the red swamp crayfish on native amphibians in pond networks. The density of larvae and the distribution of native amphibians showed the co-occurrence with the crayfish in ponds. Owing to landscape genetics, the dispersal of crayfish was shown to be highly constrained by the patchy nature of habitats, contrary to that of amphibians, although it was variable among the three species considered. The stable isotope analyses showed that, despite its central position in the food webs, the crayfish did not have strong trophic interactions with amphibians, all the more an indirect effect through habitat modification. On the basis of the mechanisms considered here, the coexistence between native amphibians and the invasive crayfish seem possible. Perspectives from this work are envisaged at the community scale using environmental DNA.

Ulm, Univ., Diss., 2001.

L’étude des effets des radionucléides et des métaux sur les organismes vivants est nécessaire pour évaluer leur toxicité et leur risque écologique. Notre approche a visé dans un premier temps à étudier les impacts du cadmium (Cd) et de l’Uranium (U) sur différents niveaux biologiques de l’écrevisse Procambarus clarkii après exposition aigue et chronique. Nous avons évalué leurs impacts sur les mitochondries, les réponses face à un stress oxydant, les structures histologiques et la survie. Nous avons tenté de lier ces effets entre eux et à la bioaccumulation dans les branchies et l’hépatopancréas. Nous avons aussi essayé de différencier la chimio- et la radiotoxicité de l’U en exposant des écrevisses soit à l’U appauvri soit au 233U (présentant une activité spécifique plus élevée) au travers des mêmes critères d’effets. Nous avons démontré que le gène mt codant pour la métallothionéine était toujours surexprimé en présence du Cd. De ce fait, il semble être un bon biomarqueur de toxicité du Cd chez P. clarkii. Nous avons mis en évidence que les deux métaux affectent les mitochondries grâce au suivi des niveaux d’expressions des gènes mitochondriaux (12s, atp6 et cox1), et que leur mécanismes d’action ne semblent pas être toujours les mêmes. Nous avons aussi prouvé que l’U génère plus de stress oxydant que le Cd grâce à la comparaison des niveaux d’expressions de gènes qui codent pour des antioxidants (sod(Mn) et mt) et des réponses enzymatiques de la superoxyde dismutase, la catalase, la glutathion peroxydase et la glutathion S transférase. Toutefois, les symptômes des atteintes histo-pathologiques semblent être les mêmes pour les deux métaux. En comparant leurs effets sur la survie des écrevisses, nous avons conclu que le Cd était plus toxique que le radioélément. D’autre part, nous avons démontré que les effets toxiques de l’U aux concentrations rencontrées dans l’environnement, sont plus liés à la chimiotoxicité qu’à la radiotoxicité de cet élément. Nous avons démontré que, les réponses moléculaires varient en fonction de l’intensité et la durée du stress chimique imposé aux organismes. Nous avons proposé d’utiliser les expressions de l’ensemble des gènes étudiés en tant que biomarqueurs de toxicité de l’U plutôt que les activités enzymatiques à cause de leur sensibilité. Ce travail de thèse propose des mécanismes d’actions de l’U basé surtout sur les réponses moléculaires et confirme la nécessité d’approfondir l’étude du profil écotoxicologique de ce radioélément. / The study of the effects of radionuclides and metals on organisms is necessary for the evaluation of their toxicity and their ecological threats. We first aimed to study the impacts of cadmium (Cd) and Uranium (U) on different biological levels of the crayfish Procambarus clarkii after acute and chronic exposures. We evaluated their impacts on mitochondria, oxidative stress responses, on histological structures, and the survival rates. We tried to connect these effects between them and to the bioaccumulation in the gills and the hepatopancreas. We also tried to discriminate the chemo and the radiotoxicity of U by exposing crayfish to either depleted or enriched U (233U: presenting a higher specific activity) using the same criteria of effects. We demonstrated that the gene mt encoding for the metallothionein was always over-expressed in the presence of Cd. Therefore, it seems to be a good biomarker of Cd toxicity in P. clarkii. The follow up of mitochondrial genes expressions (12s, atp6 and cox1), showed that both metals affect mitochondria and that their mechanisms of action do not seem to be always the same. We also observed that U generates more oxidative stress than Cd when comparing the expression levels of genes encoding for antioxidants (sod (Mn) and mt) and the enzymatic activities of superoxide dismutase, the catalase, the glutathione peroxidase and the glutathione S transferase. However, the symptoms of histo-pathological damages after Cd and U contamination were similar in both conditions. After comparing the survival rates of the crayfish, we concluded that Cd was more toxic than the radioelement. Moreover, we demonstrated that the toxic effect of U on P. clarkii exposed to a low environmental concentration is mainly due to its chemotoxicity rather than to its radiotoxicity. We established that, the molecular answers vary according to the intensity and the duration of the chemical stress applied to the organisms. We suggested the use of the expressions of all the studied genes as biomarkers of toxicity of U rather than the enzymatic activities because of their sensitivity. This work proposes mechanisms of actions of U based especially on the molecular responses and confirms the necessity of studying the ecotoxicological profile of this radioelement.

A perda da biodiversidade ao longo das últimas décadas está relacionada com diversas alterações ambientais, entre elas a introdução de espécies exóticas que geralmente tem um efeito negativo sobre as comunidades e os ecossistemas nativos. Procambarus clarkii é uma espécie de lagostim nativo do centro-sul dos Estados Unidos e nordeste do México, considerada invasora em diversos países, onde é responsável por inúmeros problemas ambientais. Organismos aquáticos estão sujeitos a constantes flutuações abióticas e bióticas que influenciam seus processos fisiológicos. O conhecimento e a caracterização das variações metabólicas e fisiológicas dos organismos ao longo das estações do ano são importantes para compreender períodos de suscetibilidade destes organismos. Com isso a presente dissertação tem por objetivo estabelecer e avaliar biomarcadores ligados ao metabolismo intermediário, ao balanço oxidativo, a trato digestório (repleção gástrica e índice hepatossomático) e trato reprodutivo (índice gonadossomático e grau de maturação ovariana) de P. clarkii no sudeste brasileiro. Foram realizadas quatro coletas, uma a cada estação do ano, no Parque Alfredo Volpi em São Paulo-SP, durante o ano de 2016. Os animais foram separados por categoria reprodutiva (Machos reprodutivos= M1, Machos não reprodutivos=M2 e Fêmeas), pesados, medidos, tiveram a hemolinfa coletada, foram crioeutanasiados e seus tecidos removidos (músculo abdominal, hepatopâncreas e gônadas das fêmeas) O grau de repleção gástrico foi categorizado por prospecção visual e os índices hepato e gonadossomático calculados levando em consideração a massa do órgão em relação à massa total do animal. Foram quantificados na hemolinfa os níveis circulantes de glicose, proteínas totais, ácido úrico, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol total e colesterol VLDL. Nos tecidos foram quantificados os níveis de glicogênio, proteínas totais, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol. Além de quantificados parâmetros do balanço oxidativo como a lipoperoxidação e a atividade das enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa S-tranferase. Os resultados deste estudo evidenciam que esta espécie se reproduz ao longo de todo ano com maior intensidade no verão. Os marcadores fisiológicos evidenciam um grande investimento reprodutivo principalmente nas fêmeas, observou-se o uso de substratos energéticos para a reprodução, conduzindo possivelmente a um incremento do dano oxidativo (lipoperoxidação) na estação reprodutiva. Os M1 e M2 apresentam distinções relacionadas às funções de reprodução e crescimento, com alocação de substratos energéticos em M1 para reprodução e em M2 para ser usado possivelmente, no processo de muda e anabolismo para se tornar um M1. Nota-se a diminuição da atividade alimentar em M2 após o período reprodutivo, possivelmente relacionado a uma baixa capacidade de competição deste com M1. Esses resultados podem auxiliar na tomada de decisão em trabalhos que visem o controle da expansão de P.clarkii. / The loss of biodiversity over the last few decades is related to a number of environmental changes, including the introduction of exotic species that generally have a negative effect on communities and native ecosystems. Procambarus clarkii is a species of crayfish native to the south-central United States and northeastern Mexico, and is considered invasive in several countries, where it is responsible for numerous environmental problems. Aquatic organisms are subject to constant abiotic and biotic fluctuations that influence their physiological processes. The knowledge and characterization of the metabolic and physiological variations of the organisms throughout the seasons are important to an understanding periods of susceptibility of these organisms. The aim of this dissertation was to establish and evaluate biomarkers linked to the intermediate metabolism, oxidative balance, digestive tract (gastric repletion and hepatosomatic index) and reproductive tract (gonadosomatic index and degree of ovarian maturation) of P. clarkii in southeastern Brazil. Four collections, one at each season of the year, were carried out in the Alfredo Volpi Park in São Paulo, SP, during the year 2016. The animals were separated by reproductive category ( Reproductive Males = M1, Non-reproductive Males = M2 and Females), weighted, measured, had hemolymph collected, were submitted to cryothanasia and their tissues were removed (abdominal muscle, hepatopancreas and female gonads) The degree of gastric repletion was categorized by visual survey and the hepato and gonadossomatic indices were calculated by taking into account the mass of the organ in relation to the total mass of the animal. Circulating levels of glucose, total proteins, uric acid, total lipids, triglycerides, total cholesterol and VLDL cholesterol were quantified in the hemolymph. In the tissues the levels of glycogen, total proteins, total lipids, triglycerides and cholesterol were quantified. In addition, the oxidative balance was quantified through parameters such as lipoperoxidation and the activity of the enzymes superoxide dismutase, catalase and glutathione S-transferase. The results of this study show that this species reproduces throughout the year with greater intensity in the summer. The physiological markers evidenced a higher reproductive investment mainly in females, where we observed the use of energetic substrates for reproduction, possibly leading to an increase of oxidative damage (lipoperoxidation) in the reproductive season. M1 and M2 present distinctions related to reproduction and growth functions, with allocation of energetic substrates in M1 for reproduction and in M2 possibly for the process of moulting and anabolism to become an M1. The decrease in M2 activity after the reproductive period is possibly related to a low capacity of competition with M1. These results may help in the decision making of future research aimed at controlling the expansion of P.clarkii.

A perda da biodiversidade ao longo das últimas décadas está relacionada com diversas alterações ambientais, entre elas a introdução de espécies exóticas que geralmente tem um efeito negativo sobre as comunidades e os ecossistemas nativos. Procambarus clarkii é uma espécie de lagostim nativo do centro-sul dos Estados Unidos e nordeste do México, considerada invasora em diversos países, onde é responsável por inúmeros problemas ambientais. Organismos aquáticos estão sujeitos a constantes flutuações abióticas e bióticas que influenciam seus processos fisiológicos. O conhecimento e a caracterização das variações metabólicas e fisiológicas dos organismos ao longo das estações do ano são importantes para compreender períodos de suscetibilidade destes organismos. Com isso a presente dissertação tem por objetivo estabelecer e avaliar biomarcadores ligados ao metabolismo intermediário, ao balanço oxidativo, a trato digestório (repleção gástrica e índice hepatossomático) e trato reprodutivo (índice gonadossomático e grau de maturação ovariana) de P. clarkii no sudeste brasileiro. Foram realizadas quatro coletas, uma a cada estação do ano, no Parque Alfredo Volpi em São Paulo-SP, durante o ano de 2016. Os animais foram separados por categoria reprodutiva (Machos reprodutivos= M1, Machos não reprodutivos=M2 e Fêmeas), pesados, medidos, tiveram a hemolinfa coletada, foram crioeutanasiados e seus tecidos removidos (músculo abdominal, hepatopâncreas e gônadas das fêmeas) O grau de repleção gástrico foi categorizado por prospecção visual e os índices hepato e gonadossomático calculados levando em consideração a massa do órgão em relação à massa total do animal. Foram quantificados na hemolinfa os níveis circulantes de glicose, proteínas totais, ácido úrico, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol total e colesterol VLDL. Nos tecidos foram quantificados os níveis de glicogênio, proteínas totais, lipídeos totais, triglicerídeos, colesterol. Além de quantificados parâmetros do balanço oxidativo como a lipoperoxidação e a atividade das enzimas superóxido dismutase, catalase e glutationa S-tranferase. Os resultados deste estudo evidenciam que esta espécie se reproduz ao longo de todo ano com maior intensidade no verão. Os marcadores fisiológicos evidenciam um grande investimento reprodutivo principalmente nas fêmeas, observou-se o uso de substratos energéticos para a reprodução, conduzindo possivelmente a um incremento do dano oxidativo (lipoperoxidação) na estação reprodutiva. Os M1 e M2 apresentam distinções relacionadas às funções de reprodução e crescimento, com alocação de substratos energéticos em M1 para reprodução e em M2 para ser usado possivelmente, no processo de muda e anabolismo para se tornar um M1. Nota-se a diminuição da atividade alimentar em M2 após o período reprodutivo, possivelmente relacionado a uma baixa capacidade de competição deste com M1. Esses resultados podem auxiliar na tomada de decisão em trabalhos que visem o controle da expansão de P.clarkii. / The loss of biodiversity over the last few decades is related to a number of environmental changes, including the introduction of exotic species that generally have a negative effect on communities and native ecosystems. Procambarus clarkii is a species of crayfish native to the south-central United States and northeastern Mexico, and is considered invasive in several countries, where it is responsible for numerous environmental problems. Aquatic organisms are subject to constant abiotic and biotic fluctuations that influence their physiological processes. The knowledge and characterization of the metabolic and physiological variations of the organisms throughout the seasons are important to an understanding periods of susceptibility of these organisms. The aim of this dissertation was to establish and evaluate biomarkers linked to the intermediate metabolism, oxidative balance, digestive tract (gastric repletion and hepatosomatic index) and reproductive tract (gonadosomatic index and degree of ovarian maturation) of P. clarkii in southeastern Brazil. Four collections, one at each season of the year, were carried out in the Alfredo Volpi Park in São Paulo, SP, during the year 2016. The animals were separated by reproductive category ( Reproductive Males = M1, Non-reproductive Males = M2 and Females), weighted, measured, had hemolymph collected, were submitted to cryothanasia and their tissues were removed (abdominal muscle, hepatopancreas and female gonads) The degree of gastric repletion was categorized by visual survey and the hepato and gonadossomatic indices were calculated by taking into account the mass of the organ in relation to the total mass of the animal. Circulating levels of glucose, total proteins, uric acid, total lipids, triglycerides, total cholesterol and VLDL cholesterol were quantified in the hemolymph. In the tissues the levels of glycogen, total proteins, total lipids, triglycerides and cholesterol were quantified. In addition, the oxidative balance was quantified through parameters such as lipoperoxidation and the activity of the enzymes superoxide dismutase, catalase and glutathione S-transferase. The results of this study show that this species reproduces throughout the year with greater intensity in the summer. The physiological markers evidenced a higher reproductive investment mainly in females, where we observed the use of energetic substrates for reproduction, possibly leading to an increase of oxidative damage (lipoperoxidation) in the reproductive season. M1 and M2 present distinctions related to reproduction and growth functions, with allocation of energetic substrates in M1 for reproduction and in M2 possibly for the process of moulting and anabolism to become an M1. The decrease in M2 activity after the reproductive period is possibly related to a low capacity of competition with M1. These results may help in the decision making of future research aimed at controlling the expansion of P.clarkii.