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Previous issue date: 2012 / Biological invasions exponentially increased in the past century in the whole world, they became conspicuous in practically every ecosystem. By one side, invasive species may have few or none effects upon native communities. In the extreme opposite, they may cause deep structural changes, resulting in local or global species extinction. Thus, it is crucial to known patterns and process related with invasions, in order to take management decisions, when necessary, and/or to prevention new invasions. The understanding of invasion effects upon amphibian populations and communities its an urgent need. This group has been suffering with high rates of population declines and extinctions, and invasions are among the causation factors of this scene. Amphibians could be affected by a variety of non-native species, including amphibians itself. Lithobates catesbeianus, the American bullfrog, is an example of successful invasive species. The bullfrog is present in more than 40 countries throughout the world, including Brazil. The species introduction is often associated with aquaculture activities. Lithobates catesbeianus is a generalist predator; it may be a superior competitor in relation with many species at larval and adult phases; individuals could be vectors of diseases, which are lethal to many other amphibian species. In Brazil, the introduction occurred at 1935, when were imported the first specimens to initiate the first bullfrog farm. The bullfrog farming expanded in following decades, and individuals were translocated to diverse new Brazilian states. Many escapes and releases occurred, resulting in the invasive populations presence in a high number of municipalities. The goals of this thesis are: i) to characterize the current bullfrog distribution in Brazil; ii) to identify the main factors prediction the invasion spatial patterns, regarding abundance and presence of stablished populations; iii) to test for potential negative effects of bullfrog invasion upon amphibian richness; iv) to test if it bullfrog calls may promote competition in the acoustic niche. To attain these goals, besides data compilation from published studies and natural history collections (goal i), samplings were carried out in 90 waterbodies, in three Southern Atlantic Forest areas (goals i, ii and iii), and it was conduced an in situ experiment to test the effects of bullfrog advertisement calls upon a native treefrog advertisement call (goal iv). Based on data collected in field and data compiled from other studies, it was possible to diagnose that the species is present in a many higher number of localities than previous reported. The current spatial distribution patterns of L. catesbeianus abundance, in Atlantic Forest Areas, are mostly predicted by local waterbody descriptors, i. e. fine spatial scale. Spatial models and landscape descriptor also predict bullfrog abundance distribution, but are secondary factors. The same waterbody characteristics were predictors of established population presence. The waterbodies where bullfrogs were found in higher abundances did not showed lower native amphibian richness. The relationship between bullfrog postmetamorphic abundances and native amphibian richness was weak and positive. When spatial, environmental and community composition gradients were taken into account, the bullfrog-richness relationship reveled to be indirect. The bullfrog predicted gradient composition change, which in its turn predicted richness. Its possible to interpret that bullfrog is showing higher abundances in certain communities, and such communities with more bullfrog individuals are species rich. Lithobates catesbeianus showed association with common species, with wide geographical distribution, but was observed co-occurring with a variety of species, even at small abundances. During the experiment simulating an acoustic invasion, it was observed that bullfrog advertisement call may induce change in native frogs advertisement calls. Calling males of Hypsiboas albomarginatus, exposed to a sequence of bullfrog advertisement calls with five min. duration, showed alterations in note duration and frequencies of their calls. Once the advertisement call is the primary reproductive selection basis for many anurans, such change may imply in adaptative loss. The set of the results presented in this thesis, allowed a better diagnostic of Lithobates catesbeianus invasion in Brazil, indicating that its at late invasional stages. It was possible to observe that species distribution is responding to local filter, mostly waterbody features. None negative relationship with native amphibian richness was observed. Nonetheless, there is no data about communities status before invasion to make possible to assert that species loss did not occurred in the past. The results of acoustic invasion experiment are an example that invasion effects upon native species may be subtle. / Invasões biológicas cresceram exponencialmente no século passado em todo o planeta, tornando-se conspícuas em quase todos os ecossistemas. Espécies invasoras podem ter pouca ou nenhuma consequência sobre as comunidades nativas em um extremo e, em outro, podem acarretar em profunda mudança estrutural, culminando com a extinção local e/ou global de muitas espécies. Entender os efeitos das invasões sobre populações e comunidades de anfíbios é uma necessidade urgente. Esse grupo tem sofrido declínios populacionais e extinções a altas taxas, e invasões contribuem para esse quadro. Anfíbios são afetados por diversos grupos de invasores, incluindo anfíbios invasores. Lithobates catesbeianus, a rã-touro americana, é um exemplo de espécie de anfíbio invasora. A rã-touro está presente em mais de 40 países em todo o mundo, incluindo o Brasil. A introdução da espécie está geralmente associada com as atividades de aquicultura. Lithobates catesbeianus é uma predadora generalista, pode ser uma competidora superior a muitas espécies nas fases larval e adulta; indivíduos podem ser vetores de diversas doenças letais para muitas espécies de anfíbios. No Brasil, a introdução da rã-touro data de 1935, quando foram importados os primeiros espécimes para a instalação do primeiro ranário do país. A ranicultura cresceu nas décadas seguintes, e os indivíduos foram transportados para diversos estados do país, para instalação de novos ranários. Aconteceram muitos escapes e liberações na natureza, que resultaram na presença de populações invasoras da espécie em vários municípios. Os objetivos da presente tese são: i) caracterizar a distribuição atual da rã-touro no país; ii) identificar as características espaciais da invasão da espécie na Mata Atlântica Sul do Brasil, quanto à abundância e presença de populações estabelecidas; iii) testar os potenciais efeitos negativos da invasão da rã-touro sobre a riqueza de anfíbios nativa; iv) testar se é possível que a rã-touro promova competição no nicho acústico com espécies nativas. Para atender tais objetivos, além de compilação de dados disponíveis na literatura (objetivo i), foram realizadas amostragens em 90 corpos d’água, em três regiões de estudo localizadas na Mata Atlântica Sul do Brasil (objetivos i, ii e iii), e foi conduzido um experimento que testou os efeitos da introdução do som do canto de anúncio da rã-touro sobre o canto de uma espécie nativa (objetivo iv). Com base nos dados coletados em campo, dados compilados de outros estudos, e registros de coleções científicas, foi possível diagnosticar que a espécie está presente em um número muito maior de localidades do que se conhecia anteriormente. Os padrões espaciais de distribuição das abundâncias de L. catesbeianus, em áreas da Mata Atlântica sul, são preditos principalmente por características dos corpos d’água, ou seja, fina escala espacial. Modelos espaciais e paisagem também explicam essa distribuição, mas apresentaram-se como fatores secundários. Características dos corpos d’água também foram as melhores preditoras da presença de populações estabelecidas. Os corpos d’água onde a rã-touro foi encontrada em maior abundância, não apresentaram diminuição da riqueza de anfíbios nativos.A relação entre abundância de indivíduos pós-metamórficos de rã-touro e riqueza de anfíbios nativos foi fraca e positiva. Quando foram considerados os gradientes espaciais, ambientais e de composição de comunidades, essa relação revelou-se como indireta. A rã-touro prediz a mudança do gradiente da composição que, por sua vez, prediz a riqueza. Pode-se interpretar que a rã-touro está exibindo maiores abundâncias em certas comunidades, e que essas comunidades são ricas em espécies. Lithobates catesbeianus mostrou-se associada a espécies comuns, de ampla distribuição geográfica, mas foi observada co-ocorrendo com diversas espécies, ainda que em menores abundâncias. Durante o experimento simulando a invasão acústica, foi observado que o canto de anúncio da rã-touro pode causar mudança no canto de anúncio das espécies nativas. Machos cantores de Hypsiboas albomarginatus, expostos a uma sequência de cantos de anúncio de L. catesbeianus com duração de cinco minutos, apresentaram alterações no tempo de emissão e na frequência de notas de seus cantos. Para muitas espécies de anfíbios anuros, o canto de anúncio é uma das bases reprodutivas, e tais alterações podem implicar em redução adaptativa. O conjunto de resultados dessa tese permitiu um melhor diagnóstico da invasão da L. catesbeianus no Brasil, indicando que ela encontra-se em estágios avançados de invasão. Foi possível observar que a distribuição da espécie está respondendo a filtros locais. Nenhuma relação negativa com a riqueza de espécies foi observada. Contudo, não há dados sobre essas comunidades pré-invasão para que possamos afirmar que não ocorreu perda de espécies. Os resultados do experimento de invasão acústica são um exemplo de que efeitos sobre as espécies nativas podem ser muito sutis.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_PUC_RS:oai:meriva.pucrs.br:10923/5310 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Both, Camila Chiamenti |
| Contributors | Grant, Taran |
| Publisher | Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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