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Tipo do documento: Tese
Título: Mecanismos associados à vulnerabilidade da ictiofauna estuarina às alterações climáticas globais
Título(s) alternativo(s): Mechanisms underlying estuarine fish assemblages’ vulnerability to climate change
Autor: Souza, Joice Silva de 
Primeiro orientador: Santos, Luciano Neves dos
Primeiro membro da banca: Vinagre, Catarina
Segundo membro da banca: Farjalla, Vinicius Forte
Terceiro membro da banca: Oliveira, Rodrigo Hipólito Tardin
Resumo: A conservação da biodiversidade frente às mudanças climáticas depende da identificação de mecanismos associados com a persistência das espécies no habitat original, a fim de prevenir impactos em níveis ecológicos mais elevados (i.e. comunidade, ecossistema). Na presente tese avaliou-se (I) a importância relativa de mudanças na dominância e ocupação das espécies para a reorganização de comunidades sob influência do aquecimento global (Capítulo 1); (II) a influência da heterogeneidade local na temperatura e salinidade sobre a vulnerabilidade térmica de Atherinella brasiliensis (Quoy & Gaimard, 1825), espécie de peixe residente em estuários tropicais (Capítulo 2); e (III) a relação entre o nicho térmico realizado de espécies não-nativas e sua área geográfica de introdução (Capítulo 3), além de outros fatores preditores da riqueza não-nativa. Uma meta-análise de estudos com série temporal igual ou superior a 20 anos foi realizada para avaliar padrões na beta-diversidade e perfil térmico da ictiofauna estuarina, a fim de atingir o 1º objetivo proposto (Capítulo 1). Para a realização do 2º capítulo, juvenis de A. brasiliensis capturados na Baía de Guanabara, RJ, foram aclimatados em diferentes condições de temperatura e salinidade, e expostos à uma rampa térmica de +1oC a cada 15 minutos, a fim de determinar sua tolerância máxima. Para atingir o 3º objetivo proposto, realizou-se uma seleção de modelo para detectar os principais fatores antropogênicos e ambientais associados com a riqueza de espécies não-nativas em estuários, que foi compilada a partir de uma revisão na literatura científica. A relação entre os limites térmicos das espécies não-nativas e a latitude do estuário invadido também foi investigada. Os resultados revelaram que mudanças na dominância das espécies residentes contribuíram majoritariamente para a tropicalização da ictiofauna em região temperada, contrariando expectativas de um papel primário da imigração. A persistência detectada para as espécies estuarinas pode estar associada à diversos mecanismos, incluindo a tolerância térmica. Os testes experimentais revelaram tolerância de A. brasiliensis à temperaturas até 40,6ºC, e plasticidade nos limites térmicos em função da temperatura e salinidade de aclimatação. Estes resultados indicam uma potencial persistência da espécie durante ondas de calor e cenários intermediários de aquecimento à longo-prazo. No entanto, os limites máximos de A. brasiliensis não sofreram alteração após aumento exclusivo na temperatura de aclimatação, revelando que a espécie pode estar próxima de atingir seus limites térmicos absolutos. Os limites térmicos também apresentaram relação com a área de introdução de espécies não-nativas ao redor do globo, indicando conservação de nicho climático durante invasões. O tráfego de navios e flutuações na salinidade também foram associados com a riqueza de peixes não-nativos, revelando um papel primário da pressão de colonização e o filtro ambiental para sua ocorrência em estuários. Os dados gerados pela presente tese contribuíram para avançar o conhecimento acerca de respostas da biodiversidade às mudanças climáticas, e fornecem importantes subsídios para o desenvolvimento de planos de manejo e conservação da fauna nativa.
Abstract: Biodiversity conservation in the face of climate change relies on identifying mechanisms associated with species persistence in their original habitat, in order to prevent impacts at higher ecological levels (i.e. community, ecosystem). The present thesis assessed (I) the relative importance of shifts in species dominance and occupancy for reshaping communities under warming (Chapter 1); (II) the influence of local-scale heterogeneity in temperature and salinity on the thermal tolerance of Brazilian silversides Atherinella brasiliensis (Quoy & Gaimard, 1825), which is a resident species in tropical estuaries (Chapter 2); and the relationship between non-native species’ thermal niche and their geographic area of introduction, and drivers of non-native richness (Chapter 3). In order to achieve the 1o goal, a meta-analysis was performed using studies with a time series equal or greater than 20 years. Trends in beta-diversity and the mean thermal affinity of estuarine fish assemblages were assessed using the compiled database (Chapter 1). For the 2o goal, experiments were performed with A. brasiliensis’ juveniles captured at Guanabara Bay, RJ. Fish were acclimated under distinct temperature and salinity levels in the laboratory, previous to their exposure to a thermal ramp (+1oC each 15 minutes until specimens’ reached endpoint) for detecting their Critical Thermal Maxima (CTMax) (Chapter 2). To achieve the 3o goal, model selection was performed using proxies of anthropogenic activities and environmental filtering, to assess the primary drivers of non-native fish species in estuaries. The relationship between non-native species’ thermal limits and latitude of invaded estuary was also investigated. Tropicalization of estuarine fish assemblages in the temperate realm was primarily driven by shifts in abundance of resident species with distinct thermal affinities, disagreeing with previous expectations regarding a central role of immigration. Estuarine species’ persistence may be related to several mechanisms, including thermal tolerance. Experimental tests revealed A. brasiliensis tolerates temperatures up to 40.6oC. Plasticity on thermal limits in response to acclimation temperature and salinity was also detected. These results indicate A. brasiliensis’ has potential to persist in the estuary under heatwaves and intermediate warming scenarios. Nonetheless, lack of acclimation in the thermal maxima after exposure to temperatures predicted in “worst-case” scenarios, suggests A. brasiliensis heat tolerance is close to reaching a “ceiling”. Thermal limits were also related to the geographic area of introduction of non-native fish species, suggesting conservatism of the climatic niche during invasions. Shipping traffic and salinity were also associated with richness of non-native species, revealing a central role of colonization pressure and habitat filtering for non-native occurrence. These represent novel and timely insights for advancing theory and practice on biodiversity change in response to warming.
Palavras-chave: Climate change Salinity
Thermal plasticity.
Community ecology
Biological invasions
Estuaries
Salinity
Mudanças climáticas
Plasticidade térmica
Ecologia de comunidades.
Invasões biológicas
Estuários
Salinidade
Ecologia
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Evolução
Citação: SOUZA, Joice Silva de. Mecanismos associados à vulnerabilidade da ictiofauna estuarina às alterações climáticas globais. 2023. 210 f. Tese (Doutorado em Ecologia e Evolução) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de janeiro, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/19912
Data de defesa: 26-Abr-2023
Aparece nas coleções:Doutorado em Ecologia e Evolução

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