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מעבר להתרגלות: סביבה אנושית משפיעה על התנהגות הבריחה של סיקסקים בתגובה לאדם ולתן

/ Beth Preston / Leave a comment
בלוג זה מסופק על ידי בר-זיו מיכאל, סופר ארן, גורובוי אדל ושפיגל אור ומספר את #הסיפורשמאחוריהמאמר למאמר “מעבר להתרגלות פשוטה: בתי גידול עירוניים משפיעים על תגובת הבריחה של סיקסקים מאיום אנושי ולא אנושי“, שפורסם לאחרונה בעיתון של Journal of Animal Ecology. במאמר שלהם הם השתמשו בשיטה יחודית עם “ג’יפ-תן” כדי לחכות טורף מסוג תן, וחקרו איך סיקסקים מגיבים לאיום מסוג חדש וכך גם לאדם.

Click here for the English version of this blog post.

הסיקסק (Vanellus spinosus) היא ציפור מונוגמית שנשארת עם בן זוגה כל השנה. בזמן עונת הרבייה, רואים כיצד הסיקסקים שומרים על הקן ועל האפרוחים בצורה אגרסיבית עם קריאות רמות ותוקפים את מי שמתקרב בעזרת דורבן נסתר הנמצא בקצה הכנף. מין זה נחשב לאחד ממיני החופמאים הנפוצים ביותר בישראל, וניתן למצוא אותו במגוון גדול של בתי גידול הכולל סביבות טבעיות וכן ערים צפופות. דבר זה הינו די מפתיע, בהתחשב בכך שאוכלוסיות רבות של חופמאים הולכות ומתמעטות ברחבי העולם כיוון שהם דוגרי קרקע. בתי גידול טבעיים ברחבי העולם נהרסים בשביל צרכי האדם, דבר שמשפיע לרעה על מינים רבים שלא יכולים להתמודד עם השינויים המהירים הללו. סיקסקים לעומת זאת, לא רק מראים צמיחה בכמות שלהם, הם גם מצליחים לגדל צאצאים עד לגיל בגרות בתוך פארקים ואפילו ליד כבישים מהירים.

זוג סיקסקים (Vanellus spinosus) באזור בנוי. ניתן לראות סיקסקים רבים בישובים בעמק חרוד (צפון מזרח לישראל), אנו בדקנו כיצד החיים בבתי הגידול האלה משפיעים על התנהגות הבריחה שלהם (תמונה: אביחי רן).

בעוד חלק מהסיקסקים מעדיפים לחיות בקרבת אדם, זה לא תקף כלפי כולם. רוב הסיקסקים נמצאים באזורים טבעיים עם מפגשים מועטים עם אנשים. חיות בר שנמצאות בסביבות אדם בדרך כלל מראות מגוון התנהגויות אותן ניתן לסווג כהתנהגויות אמיצות, שלא מופגנות בבעלי-חיים מאותו המין מסביבות טבעיות. התגובות האמיצות הללו יכולות להיווצר בגלל הפחתה בפחד מאדם (או במילים אחרות התרגלות לאנשים ולבתי גידול עירוניים). לחילופין, יכולות תגובות אלו להצביע על מצב עמוק יותר אותו יוצר בית הגידול העירוני (למשל שפרטים בעלי תכונות אופי אמיצות יותר ימשכו לסביבות עירוניות).

סיקסק בודד בעיר בית-שאן, נשאר רגוע למרות שאנשים עוברים לידו. התרגלות לבני אדם יכולה להשפיע על התנהגות הבריחה שלהם ועל מרחק הבריחה ההתחלתי (FID). (תמונה: אביחי רן).

דרך פשוטה ומוכרת לבדוק אומץ במבחני שדה הוא לבדוק את מרחק הבריחה האופטימלי של החיה. בכלליות, בעלי חיים שבורחים מהר מדי מאיום שמתקרב לא יצליחו לנצל בצורה מלאה את סביבתם, בעוד שפרטים שנוטים לברוח מאוחר מדי עלולים להסתכן בטריפה. ההתנהגויות שבעלי חיים מציגים לאחר הבריחה חשובות גם כן, מכיוון שטורפים מסוכנים יותר דורשים תגובה מהירה יותר, וכך גם לברוח רחוק יותר ולמצוא מקום להתחבא. טורפים שונים גם דורשים אסטרטגיות שונות, לדוגמא כאשר מאיום מסוים כדאי לברוח מהר ורחוק, בריחה מאיום אחר יכולה להוות נטל. האסטרטגיות הללו יכולות גם להשתנות בין סוגים שונים של בתי גידול, ולדוגמא בסביבה עירונית פרטים שפוחדים בקלות ויברחו מכל אדם שעובר לא יהיו מסוגלים לנצל את הבית גידול באופן יעיל, ויעדיפו לחפש מזון במקום אחר.

תן זהוב (Canis aureus), אחד הטורפים המרכזיים של הסיקסקים והקינים שלהם בשדות חקלאיים. דימינו התקרבות של תן לסיקסקים כדי לבדוק האם התנהגות הבריחה שלהם נובעת מהתרגלות לבני אדם. (תמונה: מיכאל בר-זיו)

במאמר חדש שהתפרסם בעיתון Journal of Animal Ecology, בדקנו את התנהגויות הבריחה של סיקסקים. בדקנו קודם את מרחק הבריחה ההתחלתי שלהם, לאחר מכן את צורת הבריחה (ברגל או בתעופה), ולבסוף בחנו את המרחק אליו הם ברחו. בדקנו את ההתנהגויות הללו בין שלושת בתי גידול מרכזיים (סביבת אדם, בריכות דגים ושדות), וביצענו השוואה בין שני סוגי איום שמתקרבים (אדם או תן). בעוד בני אדם נפוצים בקיבוצים וישובים, תנים יותר נצפים באזורים טבעיים. תנים גם ידועים בכך שהם טורפים קינים של סיקסקים, אפרוחים ולפעמים גם בוגרים. כדי לדמות התקרבות של תן, השתמשנו בפוחלץ של תן צעיר רכוב על מכונית מסוות הנשלטת באמצעות שלט רחוק (בשם “ג’יפ-תן”). כדי למצוא סיקסקים בבתי גידול שונים, חיפשנו אותם בזמן נסיעה ברכב. בחרנו באסטרטגיה זו כי סיקסקים נוטים להתייחס פחות לרכבים, דבר שאפשר לנו לזהות אותם בקלות מבלי להפריע להם. ברגע שזיהינו סיקסק, התחלנו לבחון את התנהגויות הבריחה שלו באמצעות אדם או תן.

הרכבת ה”ג’יפ-תן” מודל של תן שנועד לדמות התקרבות של טורף. השתמשנו במודל זה כדי להסיק האם סיקסקים מסביבה אנושית התרגלו לבני אדם, או שהם אמיצים באופן כללי בפני טורפים שמתקרבים אליהם.

מטרת מחקר זה הייתה להבין: 1) האם פרטים שנמצאים בסביבה אנושית מראים התנהגויות אמיצות יותר באופן כללי משאר בתי הגידול? 2) אם כן, האם ההתנהגות האמיצה הזאת נובעת מהתרגלות לבני אדם, או שהיא מצביעה על תופעה נרחבת יותר (כמו למשל שסביבת אדם מושכת פרטים בעלי אופי אמיץ יותר)? אם סיקסקים מראים תגובה חזקה יותר לתן מאשר לאדם, זה אומר שככל הנראה סיקסקים התרגלו לאנשים בבתי הגידול הללו. לעומת זאת, אם אנחנו רואים שסיקסקים מגיבים בצורה זהה לשתי האיומים שמתקרבים יתכן וזה מצביע על אפקט עמוק יותר שסביבה אנושית יוצרת כלפי בעלי חיים.

מבחינת השאלה הראשונה, מצאנו שאכן סיקסקים שנבדקו בסביבות אדם היו אמיצים יותר בכל התנהגויות הבריחה שלהם. ראשית, הם הראו שהם נותנים לאיום להתקרב יותר לפני שבורחים, דבר שני, גם לאחר הבריחה הם עדיין הציגו התנהגויות אמיצות שכללו בריחה ברגל ובריחה לטווח קצר. תופעה מעניינת שעלתה כשבדקנו את השאלה השנייה היא שסיקסקים מסביבות אדם מגיבים באומץ גם לתן שמתקרב. תוצאות אלה מראות לא רק שסיקסקים אמיצים באופן כללי לבני אדם בבתי גידול אלו, אלה יותר חשוב, הן מראות שהאומץ שהסיקסקים מפגינים לא מגיע מהתרגלות לבני אדם אלה מסיבה אחרת.

קבוצה של סיקסקים מתקבצים באזור תעשייה ליד בית שאן (תמונה: מיכאל בר-זיו)

תוצאות אלו יכולות לתת לנו רמז לאפקט שהפרעות אנושיות יכולות לגרום בבעלי-חיים. המאמר שלנו מראה שיש פרטים שיכולים להתאים את עצמם לסביבת אדם, אך במחיר מסוים. בשביל לעשות זאת, הם צריכים לדכא את תגובת הפחד שלהם. אסטרטגיה זו עלולה להיות מסוכנת, שכן למרות שרוב האנשים לא ינסו לפגוע בהם, ברגע שיתקרב אליהם גורם מסוכן שכן יבקש לפגוע יהיה להם קשה יותר להימנע מסיטואציה זו. בעולם שמשתנה במהירות והופך ליותר עירוני, ממצאים כאלה הם הכרחיים על מנת שנוכל להבין את השפעת הפיתוח והבנייה על אוכלוסיות של חיות בר, ואפילו במינים שבמבט ראשון נראה שהם יותר עמידים להפרעות אלו.

קראו את המאמר כאן:

Bar-Ziv, M., Sofer, A., Gorovoy, A., & Spiegel, O. (2022). Beyond simple habituation: Anthropogenic habitats influence the escape behaviour of spur-winged lapwings in response to both human and non-human threats. Journal of Animal Ecology, 00, 1– 13. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13858

Kuishi pamoja kunawezekana: fisi madoa wanaongiliana na mifugo nyakati za mchana hufanya vizuri

/ Beth Preston / 1 Comment
Chapisho hili la blogu limetolewa na Arjun Dheer na Philemon Naman na linaambia #StoryBehindthePaper kwa jarida la ‘Ufugaji wa kila siku haupunguzi uajiri wa vijana wala kuinua mzigo wa fisi wenye madoadoa’, ambayo ilichapishwa hivi majuzi katika Journal of Animal Ecology. Katika utafiti wake, anachunguza athari za ufugaji kwa idadi ya fisi walio na madoadoa katika Ngorongoro, na kugundua kuwa hawaonekani kuwa na mkazo na idadi ya watoto walioajiriwa haikutofautiana kati ya maeneo yenye ushawishi wa kibinadamu na maeneo yasiyo na.

Blogu inaweza kupatikana kwa Kiingereza hapa.

Binadamu huweza kuathiri wanyamapori, lakini si rahisi mara zote kutathmini athari zinazohusiana na uhifadhi. Kwa hakika, shughuli za kibinadamu huweza kuathiri wanyama katika njia nyingi- wanaweza kulazimika kutuepuka na kuwa makini zaidi usiku, kubadilisha maeneo ya malisho na hata kubadili mlo. Mara nyingi imekuwa ikidhaniwa kuwa athari hizi ni mbaya kwa wanyama na kwamba wanyamapori hupata tabu kukabiliana na mabadiliko hayo ya kitabia.  Hakika, hili ni suala la kiuhifadhi linaloleta sintofahamu. Je, ni kweli?

Si lazima. Wanyama wengi huweza kubadili tabia zao kuendana na mabadiliko hayo katika mazingira yao bila kuathiri uwezo wao wa kuishi na kuzaliana. Mabadiliko ya kitabia, kwa hivyo haimaanishi kuwa kuendelea kwa idadi ya wanyamapori kunatishiwa. Kujua kuwa idadi ya wanyama iko kwenye tishio la kutoweka ni ngumu. Na ni vigumu hasa kufanyia tafiti spishi kubwa, zinazoishi muda mrefu – kama vile fisi madoadoa (Crocuta crocuta) – ambao mara nyingi huingia kwenye migogoro na wanadamu na hivyo kuhitaji kupewa kipaumbele ili kukuza kuishi pamoja na binadamu. Kufanya utafiti wa hivi kunahitaji data za muda mrefu, unaojikita hasa katika vipengele viwili vikuu: usawa wa kibiolojia na fiziolojia.

Usawa wa kibiolojia unarejelea uwezo wa kiumbe kuishi, kuzaliana, na kuchangia uzao kwa kizazi kijacho. Fiziolojia ni dhana pana inayorejelea jinsi mwili wa kiumbe unavofanya kazi kunakoruhusu kuishi na kuzaliana. Kupima mabadiliko katika vigezo hivi ni muhimu sana kwa uhifadhi kwa sababu ya namna yanavyoathiri moja kwa moja kuendelea kuwepo kwa wanyamapori. Na ndivyo hasa tulivyochunguza.

Fisi mwenye madoadoa akiwa karibu na wafugaji wa Kimasai na ng’ombe wao wakichunga katika Kreta la Ngorongoro. Picha: Oliver Höner

Tulitumia jaribio la asili kuchunguza koo za fisi zilizofikiwa na ambazo hazikufikiwa na shughuli za binadamu. Kwa utafiti wetu, tulikusanya data kwa miaka 24 (1996-2019) kutoka kwa vikundi nane vya kijamii vya fisi (“koo”) wanaoishi katika eneo la Kreta ya Ngorongoro, Tanzania. Koo mbili za Kreta – ambazo tunaziita Airstrip na Forest – zilikabiliwa na ufugaji unaofanywa na jamii ya Wamasai kutoka 1996-2016. Ufugaji ni shughuli na mtindo wa maisha ulioenea duniani kote ambapo watu hufuatana na mifugo yao kwenye malisho ya malisho, vyanzo vya maji, na kulamba madini. Koo zingine sita hazikuathiriwa na ufugaji. Hili lilitupatia jaribio la asili: tuliweza kulinganisha jinsi koo zilizofikiwa/athiriwa na ufugaji zilivyo ikilinganishwa na zile ambazo hazikufikiwa/athiriwa na ufugaji.

Kupima uzalianaji na ukuaji wa watoto hutoa taarifa muhimu juu ya “afya” ya koo za fisi. Ili kupima athari za usawa wa kibiolojia, tulilinganisha uzalianajia na ukuaji wa watoto – yaani, idadi ya watoto waliosalia na kukua – katika koo zilizofichuliwa na ambazo hazijafichuliwa. Kuhusu fiziolojia, tulilinganisha mkusanyiko wa glukokotikoidi kwenye kinyesi chao, au ‘mkazo’. Kiwango cha “mfadhaiko au mkazo” huonyesha mzigo unaoongezeka ambao kiumbe hupitia kutokana na matukio ya maisha, iwe ni mwingiliano wa kijamii na wenza katika kikundi au usumbufu unaosababishwa na binadamu. Ili kufanya hivyo, tulikusanya sampuli za kinyesi 975 kutoka kwa fisi 475 tofauti katika kipindi chetu cha utafiti na kupima ‘mfadhaiko au mkazo’ katika kila mmoja.

Mwisho kabisa, ili kutenganisha athari za ufugaji na hali nyingine za mazingira, tulikusanya pia data kuhusu mambo mengine katika kipindi cha utafiti wetu – matukio ya milipuko ya magonjwa, hatari ya kukutana na simba, na upatikanaji wa mawindo.

Kinyume na matarajio yetu, uzalianaji na ukuaji wa watoto katika koo zilizofikiwa na ufugaji ulikuwa juu kidogo kuliko katika koo ambazo hazikufikiwa. Vile vile, “athari za mkazo” ilifanana sana kati ya fisi kutoka makundi yaliyoathiriwa na yale ambayo hayakuathiriwa. Kwa ujumla, inaonekana kwamba ufugaji haukuwa tishio hata kidogo kwa koo zilizofikiwa na ufugaji katika Kreta ya Ngorongoro. Koo zilizofikiwa na ufugaji zilifanya sawasawa na koo ambazo hazikufikiwa, na pengine zilifanya vyema kidogo zaidi!

Sababu mbili kubwa zinazoweza za kwa nini hakukuwa na athari hasi kwa koo zilizoathiriwa ni kwamba ufugaji (i) ulikuwa wa kutabirika, kwani ulitokea kwa njia mahususi za kuingia na kutoka nje ya Kreta na (ii) ulifanyika wakati wa mchana tu. Kwa sababu ulikuwa unatabirika, huenda fisi waliweza kuzoea mwenendo wa kila siku wa ufugaji bila masuala mengi. Na kwa sababu ilitokea wakati wa mchana, ilimaanisha ufugaji haukuleta usumbufu sana kwa tabia kuu za fisi – yaani kuwinda na kunyonya. Kunyonya kwa watoto wachanga mara nyingi hutokea wakati wa mchana, lakini mama wanaweza kuwa na uwezo wa kurekebisha nyakati za kunyonya usiku ili kuepuka ufugaji.

Mtoto wa fisi mwenye madoadoa hupumzika kunyonya wakati wa mchana. Picha: Arjun Dheer

Juu ya hayo yote, mfumo wa kijamii wa fisi unaweza kuwa na umesaidia. Koo za fisi zina mfumo madhubuti wa uongozi au mfumo wa cheo. Fisi wa vyeo vya juu huwa wanachangia watoto wengi zaidi kwa idadi, na kutokana na sababu kadhaa, wana uwezekano mdogo wa kukabiliwa na changamoto kama vile ufugaji. Inawezekana kwamba fisi wa ngazi za chini wanaweza kuwa wamefyonza athari zozote za ufugaji; watoto wao wengi hufa hata katika nyakati nzuri zaidi. Wanapokabiliwa na ufugaji, watoto wao wanaweza kufa mapema tu, na kuacha utendaji wa jumla wa ukoo bila kuathiriwa.

Hatimaye, wingi wa mawindo ya Kreta la Ngorongoro ikilinganishwa na ukubwa wa idadi ya fisi (yaani, “mawindo mengi kwa kila mmoja”) yanaweza kuwa yamelinda koo zilizofikiwa kutokana na athari mbaya za ufugaji. Bonde la kreta ina msongamano mkubwa zaidi wa mamalia wakubwa Duniani, na hiyo inamaanisha kuwa fisi hufurahia mawindo mwaka mzima, angalau wakati mwingi wa kipindi chetu cha utafiti. Hii inaweza kuwa iliruhusu fisi mama kutoa maziwa mengi ili kulea watoto wenye afya nzuri, na hatimaye kuzifanya koo hizo ziendelee kuzaa.

Matokeo yetu yana maana kubwa… lakini yanapaswa kutafsiriwa kwa tahadhari. Matokeo yetu yanapendekeza kwamba shughuli za binadamu zinaweza kuwa endelevu na salama kuishi pamoja na wanyamapori mradi tu hazisumbui sana tabia kuu. Pili, tumeangazia umuhimu wa kuzingatia athari za shughuli za binadamu kwa kuzingatia mifumo ya kitabia ya mnyama na mfumo wa kijamii. Na tatu, kwa kupima uzaaji na ukuaji wa watoto katika ngazi ya koo, tumetoa mbinu mpya ya utafiti wa mwingiliano wa binadamu na wanyamapori unaolenga spishi zinazoishi katika vikundi.

Kwa yote yaliyosemwa, matokeo yetu yanahusu hali maalum sana. Katika maeneo ambayo shughuli za binadamu ni kali zaidi na hali ya kimazingira sio bora kuliko katika Kreta, ufugaji unaweza kuwa na athari kubwa hata kwa viumbe vinavyobadilika kitabia kama vile fisi madoadoa. Tunawahimiza wanasayansi wengine kufanya tafiti zinazozingatia aina mbalimbali za shughuli za binadamu na wanyama walio na mifumo mbalimbali ya kijamii na mifumo ya kitabia ili tuweze kuendelea kutengeneza mikakati inayotegemea ushahidi ya kuishi pamoja.

Wasifu wa mwandishi

Arjun Dheer ni mwanafunzi wa shahada ya uzamivu anayefanya kazi na Utafiti wa Fisi wa Ngorongoro, mradi unaosimamiwa na Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research ya nchini Ujerumani. Anafanya utafiti kuhusu mwingiliano kati ya maisha ya binadamu-wanyama katika eneo la Hifadhi ya Ngorongoro, Tanzania. Philemon Naman ni mtafiti msaidizi wa Utafiti wa Fisi wa Ngorongoro.

Soma karatasi

Soma karatasi: Dheer, A., Davidian, E., Courtiol, A., Bailey, L. D., Wauters, J., Naman, P., Shayo, V., & Höner, O. P. (2022). Diurnal pastoralism does not reduce juvenile recruitment nor elevate allostatic load in spotted hyenas. Journal of Animal Ecology, 00, 1– 12. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13812

Perda de cauda em serpentes e anfisbênias explicada a partir de espécimes preservados

/ Beth Preston / 1 Comment
Este post do blog foi fornecido por Mario Moura e Henrique C. Costa e conta a #StoryBehindthePaper para o jornal “Unwrapping broken tails: biological and environmental correlates of predation pressure in limbless reptiles“, que foi recentemente publicado no Journal of Animal Ecology.

Este post também está disponível em inglês aqui.

O que uma cauda pode nos contar? Se nós estamos falando sobre cachorros e você é fluente em linguagem corporal canina, então uma cauda conta muito. Porém, e se estivéssemos discutindo sobre serpentes ou anfisbênias? Antes que alguém comece a imaginar uma serpente balançando o rabo, deixe-nos trazer um pouco de morbidez. Algumas interações entre as espécies são muito difíceis de serem observadas na natureza, por causa disso, cientistas podem usar animais preservados para revelar mistérios sobre o comportamento animal. Ao analisarem mais de oito mil espécimes preservados e depositados em 61 coleções científicas, um time de 34 cientistas da América do Sul, América do Norte, e Europa elucidaram fatores que influenciam a perda de cauda em serpentes e cobras-de-duas-cabeças (outro nome para anfisbênias), um comportamento defensivo conhecido como ‘autotomia caudal’ e frequentemente usado para fugir de um predador.

Muitas espécies animais, de caranguejos e polvos, até salamandras e lagartos podem perder um pedaço do corpo (uma perna ou a cauda, por exemplo) para escapar da predação. Porém, alguns animais regeneram partes do corpo, o que pode dificultar investigações sobre a relação entre a ocorrência de autotomia e fatores biológicos e ambientais. Diferentemente de ‘típicos lagartos’ que podem regenerar a cauda (como fazem as lagartixas), as serpentes e anfisbênias podem perder sua cauda somente uma vez*. A peculiaridade desde comportamento nesses répteis os torna um grupo ideal para investigações sobre determinantes de pressão de predação na natureza.

Um espécime de cobra-cipó Philodryas nattereri com cauda cicatrizada. (Foto: Yasmim Cavalcante)

Para cada espécime preservado, o time de cientistas examinou se a cauda estava intacta ou quebra e cicatrizada, além de reunirem informações sobre identidade da espécie, tamanho do corpo, sexo, período de atividade (diurno ou noturno), uso de habitat (subterrâneo, terrestre, aquático, arbóreo), e condições ambientais (temperatura, precipitação, bioma, entre outros) do local onde o espécime foi coletado. O banco de dados foi usado para avaliar se (e quais) fatores biológicos e ambientais afetam a probabilidade de serpentes e anfisbênias terem uma cauda perdida. O estudo publicado no Journal of Animal Ecology é parte de um número especial intitulado Aproveitando as coleções de história natural para entender os impactos da mudança global, e ilustra a importância de coleções científicas para melhorar nosso conhecimento sobre a biodiversidade.

Ao explorar informações inéditas sobre a biologia de 33 espécies de serpentes e 11 de anfisbênias, nós mostramos que espécimes maiores e do sexo feminino possuem maiores chances de perder a cauda. Dentro de uma mesma espécie, animais maiores são normalmente mais velhos e tiveram maiores oportunidades de ficar cara-a-cara com um predador, e possivelmente escapar enquanto abandonavam um pedaço da cauda. Nossos resultados sugerem que espécimes machos possuem menores chances de perder a cauda, provavelmente porque o órgão reprodutor masculino (hemipênis) fica abrigado na base da cauda. Então, se um predador morde qualquer pedacinho extra de cauda, as serpentes e anfisbênias machos podem experimentar problemas reprodutivos.

Um espécime preservado da cobra-corredeira Zamenis scalaris com a cauda quebrada e cicatrizada. (Foto: Esmeralda Alaminos)

A pesquisa revelou que a perda de cauda é mais provável em espécimes que ocorrem em áreas quentes, que vivem em árvores, e são ativos durante o dia. Por exemplo, a recordista de caudas perdidas foi cobra-cipó de Gouvea (Chironius gouveai), uma espécie arbórea e diurna do sul do Brasil em que 75% dos animais preservados tinham caudas perdidas. As evidências acumuladas sugerem que serpentes arbóreas possuem menos possiblidades de fuga quando comparadas com serpentes aquáticas ou que vivem no chão, ou mesmo anfisbênias com estilo de vida subterrâneo. Considerando o fato de que a maioria dos predadores de répteis (muitas aves e também outros répteis) caçam durante a luz do dia, subir em árvores seria um passeio perigoso para as serpentes, cujo ingresso poderia custar os ‘olhos’ da cauda.

A cobra-cipó de Gouvea (Chironius gouveai) do sul do Brasil foi a espécie com maior número de espécimes com caudas perdidas. Foto: Daniel Loebmann.

Como esse conto de caudas perdidas pode ser associado com mudanças globais? Nosso estudo também mostrou que serpentes e anfisbênias de regiões mais quentes possuem maiores chances de perderem suas caudas. Répteis são ectotérmicos, o que significa que eles dependem da temperatura ambiente para aquecer seus corpos. Então, espécimes expostos a temperaturas mais quentes podem ser mais ativos e terem mais chances de encontrar predadores querendo ‘causar’ com sua cauda. Outra possibilidade é que regiões mais quentes possuam alta abundância de predadores, como já demonstrados para regiões em latitudes e elevações mais baixas.

Os museus de história natural e as coleções científicas são verdadeiras bibliotecas de biodiversidade, e os espécimes que abrigam podem nos contar muitas coisas sobre o passado, presente, e mesmo futuro da vida planetária. Espécimes preservados vêm servindo em estudos há séculos, desde pesquisas em taxonomia (catalogação e classificação vida) a investigações sobre diferentes aspectos da biologia das espécies, como dieta, reprodução, malformações, parasitas, comportamentos defensivos como a autotomia, e muito mais. Esperamos que nosso estudo ajude a demonstrar como as coleções científicas são uma fonte inestimável para pesquisas sobre os intermináveis segredos da vida na Terra.

A coleção de répteis do Museu Nacional (MNRJ) no Brasil. (Foto: Paulo Passos)
Leia o artigo:

Moura, M. R., Costa, H. C., Abegg, A. D., Alaminos, E., Angarita-Sierra, T., Azevedo, W. S., Cabral, H., Carvalho, P., Cechin, S., Citeli, N., Dourado, Â. C. M., Duarte, A. F. V., França, F. G. R., Freire, E. M. X., Garcia, P. C. A., Mol, R., Montero, R., Moraes-da-Silva, A., Passos, D. C. … Guedes, J. J. M. (2022). Unwrapping broken tails: Biological and environmental correlates of predation pressure in limbless reptiles. Journal of Animal Ecology, 00, 1– 14. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13793

El tamaño si importa: ¿Como afectan los rasgos el rol de los peces depredadores en las tramas tróficas y redes espaciales en el Río Paraná Medio?

/ Julie / 1 Comment
Este posteo fue proporcionado por Dalmiro Borzone Mas y Pablo Scarabotti y nos cuenta #StoryBehindthePaper para el trabajo “Simetrías y asimetrías en los roles topológicos de los peces depredadores entre las redes de ocurrencia y las tramas tróficas” el cual fue recientemente publicado en el Journal of Animal Ecology. En este estudio ellos exploran como las redes de ocurrencia y las tramas tróficas tienen una estructura modular y como los rasgos se relacionan con la capacidad de conexión de las especies en cada tipo de red. Ellos encontraron que las redes de ocurrencia y las tramas tróficas de la llanura aluvial del Río Paraná medio son modulares y que los grandes depredadores son conectores en las tramas tróficas, mientras que las especies pequeñas tiene un rol importante como conectores en las redes de ocurrencia.

Los ecosistemas son entidades complejas donde las especies interactúan entre ellas y con su ambiente formando redes ecológicas. La representación de un sistema como una red es una herramienta útil para entender cómo se relacionan los componentes y que importancia tienen estas relaciones en su funcionamiento. En función de la red ecológica que estudiemos, los componentes, denominados nodos e interacciones pueden ser entidades diferentes. En una red trófica, los nodos representan a los depredadores y sus presas, y las interacciones muestran quién se come a quién. También es posible construir redes para ver qué relaciones hay entre las especies y los hábitats que utilizan. En estas redes, denominadas redes de ocurrencia, las especies y los sitios son los nodos de la red mientras que las interacciones muestran qué hábitats utiliza cada especie. En las redes ecológicas, las especies se conectan formando “bloques” que interactúan más frecuentemente entre sí que con el resto de las especies. Estos bloques, son denominados módulos, y su presencia es muy común en redes de plantas-polinizadores, tramas tróficas y espaciales. Sin embargo, los módulos no se encuentran completamente aislados, existiendo especies que tienen muchas conexiones con módulos vecinos, permitiendo la cohesión de la red. Estas especies son denominadas conectoras modulares, y tienen un rol central en la unión, dinámica y estabilidad de las redes.

Figure 1: Example of modular spatial network. The circles are sites, where the names represent the type of environment (MR = Major rivers, SC = secondary channels, CL = connected lake and IL = isolated lake). The color of each circle shows which space module it belongs to. The diamonds are predators, where the size represents the body size of species and the importance in the connection between modules (from white with low connection role to red with high connection role). Figure credit: Dalmiro Borzone Mas 

En un estudio recientemente publicado en el Journal of Animal Ecology, nos propusimos analizar la forma en la cual los peces depredadores del río Paraná y su llanura de inundación actúan como conectores en las redes de ocurrencia y en las tramas tróficas. Nuestras principales hipótesis fueron (a) los peces depredadores son importantes conectores en las tramas tróficas y las redes espaciales y (b) el tamaño corporal es un rasgo clave que determina el rol de conexión. Analizamos cuáles son los rasgos corporales que se relacionan con la capacidad de conexión de cada especie y cuando estos rasgos tienen el mismo efecto en las redes de ocurrencia y en las tramas tróficas.  Nuestras preguntas de investigación fueron: ¿Las redes de ocurrencia y las redes tróficas del río Paraná tienen una estructura modular? y ¿Qué rasgos se relacionan con la capacidad de conexión modular de las especies en cada tipo de red?

Figure 2: Images of different types of environments (A-D) and some predators species analyzed in the study (e: R.microlepis, f = A.pantaneiro, g = S.maculatus, h = P.corruscans y i = P.nattereri). Image credit: Patricio Alvarenga

El tamaño corporal es un rasgo clave en ecología; este rasgo funcional determina la tasa metabólica, diversidad de presas, tolerancia a las condiciones ambientales adversas, entre otras propiedades. A su vez, la ecomorfología de cada especie (por ejemplo, la forma del cuerpo y el tipo de dientes) puede brindar información sobre la relación entre el organismo y el ambiente como la capacidad de natación y forma de captura de presas. En este sentido, tanto el tamaño corporal como la ecomorfología pueden determinar las interacciones que tiene cada especie, y su rol como conector en la red. Sin embargo, el efecto de cada rasgo en el rol de conector puede no ser el mismo en las tramas tróficas y las redes de ocurrencia. Por ejemplo, mientras más grandes son los depredadores, presentan una mayor diversidad de presas, pero también aumentan los requerimientos ambientales óptimos para poder permanecer en un hábitat particular. En este sentido, el tamaño corporal puede tener un efecto positivo en la conexión modular en las redes tróficas (permitiendo capturar un espectro más amplio de presas) pero negativo en las redes de ocurrencia (prohíbe la permanencia en sitios con condiciones ambientales severas).

Figure 3: Top: Distribution of sample sites, environment types and study area. Bottom: Predator fishes analyzed in the study. Image credit: Patricio Alvarenga

Para responder nuestras preguntas realizamos muestreos en el campo, donde registramos qué tipo de depredadores había en cada hábitat y que presas consumían mediante el análisis de contenidos estomacales. La llanura aluvial del Río Paraná es un área con una gran diversidad de hábitats, con cauces de más de un kilómetro de ancho y 20 metros de profundidad, arroyos que serpentean entre las islas de la llanura de inundación, y lagunas que se encuentran dentro de las islas que pueden estar conectadas o aisladas dependiendo de la altura del río. Además de esta enorme diversidad de hábitats, el río también presenta variaciones estacionales importantes en cuanto a la temperatura y el caudal. La altura del río puede variar entre de 3 a 4 metros en un mismo año, produciendo un cambio profundo en la estructura del hábitat y el aislamiento de las comunidades. En nuestro estudio incluimos 16 especies de peces como los depredadores más importantes del sistema, incluyendo especies de importancia comercial como el surubí pintado (P. corruscans), el dorado (S. brasiliensis), la raya de río gigante (P. brachyura) y tres especies de pirañas (dos especies de Serrasalmus y P. nattereri).  En el diseño del muestreo consideramos la variación estacional en la temperatura y el nivel del río, y definimos cuatro situaciones ambientales: Temporada cálida con el río bajo o alto y temporada fría con el río bajo o alto. Se muestrearon 152 comunidades donde capturamos 3048 individuos y se registraron 1277 interacciones tróficas. A su vez, medimos el peso promedio y 30 rasgos relacionados con la ecomorfología de las especies. Posteriormente, calculamos la modularidad de las redes en cada situación ambiental, el valor de conexión intermodular de cada depredador (valor-c) y la relación entre el valor-c y los rasgos (tamaño corporal y ecomorfología).

Figura 4: Muestreo realizado en una laguna conectada de la llanura aluvial del Río Paraná medio.

Nuestros resultados establecieron que las redes espaciales y las tramas tróficas de la llanura aluvial del Río Paraná son sistemáticamente modulares. A su vez, observamos que las especies de gran tamaño tienen una alta capacidad de conexión en las tramas tróficas, mientras que las especies de pequeño tamaño tienen una buena capacidad de conexión en las redes de ocurrencia. Este efecto asimétrico del tamaño corporal se relaciona con los mecanismos que denominan las interacciones en cada red; donde el mayor tamaño ofrece la posibilidad de capturar mayor variedad de presas, pero dificulta la supervivencia en sitios con condiciones ambientales rigurosas. Además, observamos que los rasgos ecomorfológicos relacionados con la conexión de los módulos cambian en las distintas situaciones ambientales. Este trabajo permitió comprobar que las redes de la llanura aluvial del río Paraná son modulares y que ciertas especies tienen roles claves conectando los módulos de las redes. A su vez, el efecto asimétrico del tamaño corporal nos indica que debemos ser cautos para inferir los roles en una red ecológica basándonos en redes de otro tipo. Finalmente, esta estructura modular es sostenida en el tiempo por especies con roles dinámicos, reflejando cambios en la relación entre sus rasgos y su capacidad de conexión en cada situación hidro-climática.

Leer el artículo

Borzone Mas, D., Scarabotti, P., Alvarenga, P., & Arim, M. (2022). Symmetries and asymmetries in the topological roles of piscivorous fishes between occurrence networks and food webs. Journal of Animal Ecology, 00, 1–13. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13784

Sobre los autores

Dalmiro Borzone Mas es estudiante de doctorado en el Instituto Nacional de Limnología (INALI) y el Centro Universitario Regional Este (CURE). Sus estudios se centran en comprender los mecanismos que dan forma a las redes ecológicas y el rol de los depredadores como conectores del sistema.

Pablo Scarabotti es investigador en el Instituto Nacional de Limnología (INALI) y profesor de ecología en la Universidad Nacional del Litoral (UNL) en Santa Fe Argentina. Sus investigaciones tratan sobre ecología comunitaria y poblacional de los peces neotropicales de agua dulce.

¿Qué determina la estructura en una red trófica?

/ Beth Preston / Leave a comment
Este posteo fue proporcionado por Tomás I. Marina y Leonardo A. Saravia y cuenta la #LaHistoriaDetrasDelPaper para el artículo “Ecological network assembly: how the regional metaweb influences local food webs”,  publicado recientemente en el Journal of Animal Ecology.
Leonardo es investigador principal y profesor de la Universidad Nacional de General Sarmiento (UNGS), cerca de la ciudad de Buenos Aires, aunque en las próximas semanas se mudará a Ushuaia, en el fin del mundo, para comenzar su nuevo cargo como investigador titular en la Centro Austral de Investigaciones Científicas (CADIC-CONICET). Tomás posee un doctorado de la UNGS; es investigador joven en el Laboratorio de Oceanografía Biológica del CADIC-CONICET.

En la naturaleza, las especies interactúan entre sí de muchas maneras. La interacción más común y estudiada es la que se da entre un depredador y su presa. Una red trófica se puede definir como una red de interacciones que describe quién se come a quién en un determinado ecosistema y en una determinada época del año. En cualquier ecosistema, en un medio terrestre, dulceacuícola o marino, la llamada red trófica está compuesta por gran cantidad de especies (cientos) e interacciones (miles), mostrando una compleja red de interacciones depredador-presa.

En un artículo reciente en el Journal of Animal Ecology, estudiamos el proceso de ensamblaje de las redes tróficas, es decir, cómo se forma la compleja red de interacciones y cuáles son los principales factores que impulsan dicho proceso. Para ponerlo en palabras simples, nuestra pregunta de investigación fue la siguiente: ¿qué determina la estructura de una red trófica?

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Florida Keys Mangrove Island. CC BY-SA 3.0, https://en.wikipedia.org/w/index.php?curid=11746362

Debido a investigaciones previas de colegas, ahora sabemos que la estructura de una red trófica es el resultado del ensamblaje de la comunidad, que es un proceso repetitivo de arribo de especies, colonización y extinción local. Esto implica que hay dos componentes principales que determinan la estructura de una red trófica: 1) la composición de las especies desde donde los individuos migran a nuevos hábitats, lo que se conoce como pool regional o metared; y 2) un proceso selectivo que determina qué especies pueden llegar y persistir en el nuevo hábitat. También sabemos que las primeras en colonizar nuevos hábitats son especies con una dieta amplia (es decir, gran variedad de presas). Así, las interacciones depredador-presa se establecen durante el proceso de ensamblaje que da inicio a la formación de una red de interacciones: la red trófica “en progreso”. Sumado a esto, las características del hábitat (sustrato, condiciones climáticas) y la capacidad de dispersión de las especies son factores importantes que también controlan el proceso de ensamblaje de la red trófica, determinando qué especies podrían ser capaces de persistir en el tiempo.

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Long Pond Lake at Adirondacks Region. By Original uploader was Mwanner at en.wikipediaLater version(s) were uploaded by XcepticZP at en.wikipedia. – Transferred from en.wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4044745

La estructura de una red trófica está restringida en última instancia por las especies y las posibles interacciones que existen en el pool regional, es decir, la metared. Tal metared está determinada por procesos evolutivos y biogeográficos que implican grandes escalas espaciales y temporales, que contienen muchos hábitats y comunidades. Cada una de las comunidades locales puede tener diferentes estructuras de redes tróficas, en términos de especies e interacciones entre ellas. Algunos teóricos conciben el ensamblaje como un proceso de selección no darwiniano, por el cual las especies y las estructuras particulares que desestabilizan la red trófica se perderán y las estructuras estabilizadoras persistirán. Por lo tanto, deberíamos esperar que esas estructuras estabilizadoras estén sobre-representadas en las redes tróficas locales en comparación con la metared.

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Tabular Icebergs at Northern Weddell Sea. By NASA Goddard Space Flight Center from Greenbelt, MD, USA – CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=68986936

Para probar la hipótesis de que los procesos selectivos son responsables de la estructura de la red trófica, creamos un modelo de ensamblaje, en el que las especies migran de un pool regional y persisten en una red trófica local teórica con al menos una presa disponible. El modelo considera eventos de colonización-extinción y extinciones secundarias (es decir, si llega una especie y ninguna de sus presas está presente) limitados por la estructura de la red que está representada por interacciones depredador-presa. Por lo tanto, el modelo no incluye los procesos selectivos locales y las restricciones del hábitat que se cree que controlan el proceso de ensamblaje. Luego comparamos las redes tróficas locales teóricas creadas a partir del modelo de ensamblaje con redes tróficas reales. Planteamos la hipótesis de que, si los procesos locales como la estabilidad determinan la estructura de la red trófica, entonces deberíamos observar una diferencia significativa en las características estructurales de la red entre las redes tróficas reales y las ensambladas a partir del modelo. Para probar nuestra hipótesis, compilamos 58 redes tróficas reales de una variedad de regiones y ecosistemas: 2 redes tróficas marinas de la Antártida, 50 de agua dulce de la región de los lagos de Adirondacks y 6 de una comunidad de artrópodos en seis islas de los Cayos de Florida.

Diagrama esquemático del modelo de ensamblaje: las especies migran de la metared a una red trófica local llevando sus posibles interacciones. Los depredadores se extinguen si ninguna de sus presas está presente.

Contrariamente a nuestras expectativas, encontramos que la mayoría de las características estructurales no diferían entre las redes tróficas reales y modeladas. En particular, comparamos las propiedades relacionadas con la estabilidad, como la modularidad y la frecuencia de los motivos de tres especies, y la limitación de la dispersión y el filtrado del hábitat, como los roles topológicos que caracterizan cuántas interacciones tiene una especie dentro de su módulo y/o entre módulos (los módulos están formados por un grupo de especies que comparten más interacciones en comparación con otras especies). Esto sugiere que los procesos evolutivos y biogeográficos que se establecen en la metared son más importantes que los procesos locales, como el filtrado del hábitat y las limitaciones de dispersión, y podrían impulsar las características estructurales estudiadas en una red trófica. En particular, nuestro estudio nos obliga a repensar la forma en que abordamos el estudio de la estructura de la red trófica. Las propiedades de la red que nosotros, como ecólogos, usamos comúnmente para arrojar comprender mejor la estructura de una red trófica podrían ser un subproducto del proceso de ensamblaje ya impulsado en las escalas espacial y temporal de la metared.

Más información:

Saravia, L. A., Marina, T. I., Kristensen, N. P., De Troch, M., & Momo, F. R. (2021). Ecological network assembly: How the regional metaweb influences local food webs. Journal of Animal Ecology. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13652

EL VIAJE DE UN AVE MIGRATORIA DESDE LOS ANDES DE COLOMBIA A NORTE AMÉRICA: ¿SALIR TEMPRANO Y TOMARLO CON CALMA O SALIR MAS TARDE Y MIGRAR RÁPIDO?

/ Beth Preston / 1 Comment
This blog post is provided by Ana M Gonzalaez and is the Spanish version of the #StoryBehindThePaper for the article “Earlier and slower or later and faster: Spring migration pace linked to departure time in a Neotropical migrant songbird” which was recently published in Journal of Animal Ecology.  You can find the English version here.
Este blog fue escrito por Ana M. González y cuenta la historia detrás del artículo “Temprano y Lento o Tarde y Rápido: La Velocidad de la Migración de Primavera está Relacionada con la Fecha de Salida en un Ave Migratoria Neotropical”

Muchas especies de aves migratorias que se reproducen en Norte América viajan exclusivamente a los bosques de las montañas del norte de los Andes de América del Sur localizados entre los 1000-2500 metros de elevación. Este viaje lo realizan en el otoño, antes de que llegue el invierno y las condiciones en Norte América se vuelvan inhóspitas. Las aves permanecen en los Andes aproximadamente desde diciembre a abril, y este período se conoce como la temporada invernal. Tasas de deforestación sin precedentes en los Andes han forzado a algunas especies a usar sistemas agroforestales los cuales mantienen árboles nativos y proveen un hábitat similar al bosque. Los sistemas agroforestales son la cobertura de tierra predominante a través de gran parte de las regiones usadas por las aves migratorias durante la temporada invernal; y el ejemplo más conocido de estos hábitats son las plantaciones de café cultivadas bajo sombra. Aunque un creciente número de investigaciones ha demostrado que las plantaciones de café con sombra proporcionan hábitats adecuados para las aves migratorias, carecemos de información sobre el efecto del uso de los cafetales con sombra vs. bosques nativos en las estrategias de migración.

Plantaciones de café con sombra y bosques Montanos en los Andes de Colombia. Foto por Daniel Giesbrecht

Trabajos previos han demostrado que, durante el regreso a Norte América en la primavera durante abril y mayo, la fecha de salida de los sitios de invernada es una decisión crítica en la vida de las aves migratorias porque puede afectar su supervivencia y éxito reproductivo. Basados en estudios en Centroamérica y el Caribe hemos aceptado durante años que salir temprano de las zonas de invernada está relacionado con el uso de hábitats de alta calidad donde el alimento es abundante. Salir temprano de los sitios de invernada es clave porque conduce a llegar temprano a las áreas de reproducción y a un mayor éxito reproductivo. Pero ¿es salir temprano la única estrategia para lograrlo? Hasta hace poco, responder esta pregunta había sido un gran desafío. Ahora, la tecnología ha hecho posible rastrear aves pequeñas a través de increíbles distancias, de manera confiable, y con una alta precisión.

Durante los últimos cinco años hemos estado investigando a las Mirlas Buchipecosas (Catharus ustulatus) en plantaciones de café con sombra y bosques en los Andes orientales de Colombia. En la mañana del 19 de marzo del 2015, capturé a una de estas mirlas en un bosque localizado a 1500 metros de elevación, 200 kilómetros al suroccidente de Bogotá. Desde aquí en adelante llamaremos a esta ave “Pecas”. Pecas nació en Norte América entre mayo y julio del 2014 y estaba pasando su primer invierno en América del Sur. Durante su viaje de regreso a Norte América desde Colombia, Pecas cargó una pequeña mochila con un radio transmisor que le permitió ser rastreado por el extenso Sistema de Seguimiento de Vida Silvestre Motus. Motus es una red de investigación internacional operada por la organización Birds Canada, con cientos de estaciones de radio telemetría automatizada a lo largo del continente. Esta red, rastreó los movimientos locales de Pecas las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y su viaje hacia el norte en la primavera.

Mirla Buchipecosa capturada en un bosque en los Andes de Colombia. Foto por Daniel Giesbrecht

Pecas emprendió su primera migración primaveral desde los Andes colombianos hacia Norte América la noche del 12 de abril de 2015. Un mes después, Pecas fue detectado por la red Motus en Canadá, a casi 6000 km de distancia. Además de registrar este impresionante viaje, la estación Motus responsable de la detección estaba localizada a menos de 200 km al sur del campus de la Universidad de Saskatchewan en donde estaba haciendo mi doctorado en ese momento. Pecas fue una de las muchas Mirlas Buchipecosas rastreadas desde Colombia, y el viaje de cada ave planteó una serie de preguntas interesantes. Por ejemplo, ¿Pecas migro antes o después que otros individuos del bosque, y antes o después en relación a los individuos usando los cafetales con sombra adyacentes? ¿gastó más o menos tiempo migrando? ¿Llegó temprano o tarde a los territorios de reproducción? ¿existe alguna relación entre la estrategia migratoria y la calidad del hábitat donde se capturaron las aves? Las respuestas a estas preguntas las exploramos en nuestra reciente publicación en el “Journal of Animal Ecology”.

Mirla Buchipecosa cargando una pequeña mochila con un radio transmisor. Foto por Ana Gonzalez

Para comprender la calidad relativa del café con sombra vs. bosque, medimos los isótopos estables de carbono en la sangre de las mirlas y evaluamos los patrones de humedad de cada hábitat. Este y otros resultados indicaron que los bosques son un hábitat de mejor calidad. A pesar de esto, Pecas y otras mirlas que invernaron en bosque salieron más tarde en la migración de primavera que las aves que usaron cafetales con sombra. Estos resultados contradicen estudios previos que han encontrado que las aves migran más temprano de hábitats de alta calidad. El giro de la historia, sin embargo, fue que en el caso de las mirlas Buchipecosas, las aves que salieron más tarde migraron más rápido y pudieron “alcanzar”, hasta cierto punto, a las aves que habían salido más temprano. Esto contrasta con la generalidad ampliamente aceptada de que salir temprano conduce a llegar temprano.

Mirlas Buchipecosas (Catharus ustulatus) migrando desde Colombia durante la primavera. Ana González.

Las diferencias que encontramos en el día de salida entre los hábitats sugieren que la fecha de migración es una respuesta plástica a las diferentes condiciones experimentadas en las zonas de invernada. La mayoría de las mirlas en nuestros sitios de estudio partieron entre abril y la primera semana de mayo, mucho después del inicio de la temporada de lluvias. Es importante señalar que la abundancia de frutas e insectos se asocia positivamente con las lluvias en los trópicos. Desde la perspectiva de una mirla, salir más tarde para aprovechar la abundancia de alimento y acumular grandes reservas de grasa rápidamente, migrar más rápido y, en última instancia, alcanzar a las aves que salen más temprano, podría ser una estrategia más segura. Entonces, ¿por qué algunas aves se van antes si pueden quedarse y recuperar tiempo migrando más rápido? Demostramos que las estrategias ‘temprano y lento’ y ‘tarde y rápido’ permitieron a las aves llegar a las áreas de reproducción casi al mismo tiempo, por lo que la principal ventaja de salir temprano probablemente esté asociada con evitar la competencia en las áreas de invernada y la posibilidad de encontrar sitios de descanso de mayor calidad, especialmente para las aves que usaron hábitats invernales de baja calidad.

Para Pecas, y la mayoría de las mirlas, la fecha de llegada a la región de reproducción y el número de días que gastaron migrando estuvieron relacionados con la calidad del hábitat invernal y las condiciones ambientales a miles de kilómetros de distancia en las montañas del norte de los Andes de América del Sur. Esto refuerza la idea de que las diferentes etapas del ciclo de vida de las aves migratorias están inextricablemente relacionadas y que los cambios en la cobertura del suelo y el clima en las zonas de invernada probablemente afectan la supervivencia, el éxito reproductivo y, en última instancia, las tendencias poblacionales de estas aves.

Parte de nuestro equipo de campo colectando datos de las Mirlas Buchipecosas y otras especies en Colombia. Fotos por Ana González

Nuestra investigación también destaca el valor de las colaboraciones internacionales para el estudio de los animales migratorios a escala continental. Nuestro equipo en Colombia fue clave para realizar un trabajo de campo ético y sólido que garantizara la seguridad y el bienestar de las aves, permitiéndonos obtener datos de calidad. Estamos agradecidos por su arduo trabajo y dedicación. También agradecemos a todos los miembros de la red colaborativa de Motus, a nuestros financiadores, y a los generosos propietarios que nos brindaron acceso a sus fincas durante tantos años.

Lee el artículo completo

González, AM, Bayly, NJ, Hobson, KA. Earlier and slower or later and faster: Spring migration pace linked to departure time in a Neotropical migrant songbird. J Anim Ecol. 2020; 89: 2840– 2851. https://doi.org/10.1111/1365-2656.13359

Mirla Buchipecosa en los Andes de Colombia durante la temporada invernal entre diciembre y marzo. Foto por Andrés Posada

Entre invasões biológicas e o racismo estrutural nas cidades

/ Julie / 1 Comment
This blog post is provided by Piatã Santana Marques and is the Portuguese version of their #StoryBehindThePaper for their article “Urbanization can increase the invasive potential of alien species“, which was recently published in Journal of Animal Ecology. This blog post is also a special feature for Black History Month, in which the British Ecological Society (BES) journals are celebrating the work of Black ecologists from around the world and sharing their stories. You can find the English version here.

Sempre fui fascinado pelas histórias que envolvem as atividades de pesquisa, mas que acabam ficando fora dos artigos científicos publicados em revistas especializadas, as chamadas “histórias por trás do artigo”. Essas histórias são bons exemplos de como a ciência costuma estar repleta de reviravoltas e como os pesquisadores têm de superar inúmeros problemas antes de produzir conhecimento científico, especialmente quando a pesquisa envolve longos e exaustivos trabalhos de campo. Por isso, quando a Sociedade Britânica de Ecologia (British Ecological Society-BES) solicitou contribuições de cientistas negros para celebrar o mês da História Negra na Inglaterra, eu fiquei empolgado com a possibilidade de contar algumas histórias sobre o meu mais recente trabalho científico. Porém, enquanto me lembrava de histórias interessantes para incluir no meu relato pessoal, notei que as experiências vivenciadas por um cientista negro podem nos dar uma ideia de como o racismo estrutural pode impactar diretamente a pesquisa científica. Então, aqui vai a minha história.

Minha área de pesquisa é a ecologia urbana e eu busco entender como as cidades afetam as relações entre os organismos que vivem em riachos e sua adaptação à urbanização. Isso é necessário porque as cidades em todo o mundo estão crescendo continuamente e estamos apenas começando a entender as interações recíprocas entre as pessoas e os animais e plantas nas cidades. Em um artigo publicado recentemente na revista científica Journal of Animal Ecology (disponível em inglês aqui), eu e meus colegas estudamos como a urbanização pode afetar o potencial de invasão de espécies não-nativas (geralmente chamadas de pragas). Para isso, nós usamos o peixe guppy, Poecilia reticulata, como modelo de estudo. Para fazer essa pesquisa, eu e minha equipe tivemos que dirigir dentro de um dos maiores aglomerados urbanos do mundo, a cidade do Rio de Janeiro – Brasil, buscando pequenos riachos dentro da vasta matriz urbana. Como se pode imaginar, os riachos urbanos são sistemas muito modificados, contaminados com vários produtos químicos de origem humana. Em muitos casos, os riachos urbanos recebem despejo de esgoto. Isso significa que durante o trabalho nos riachos urbanos nós precisamos prestar atenção nos canos que saem das casas e no barulho de descarga vindo dos vizinhos para evitar um banho surpresa. Por essas razões, nós usamos equipamentos de proteção e roupas impermeáveis que são bem quentes e desconfortáveis de se usar no calor do Rio de Janeiro. Apesar dessas condições, eu e minha equipe aceitamos o desafio de fazer a pesquisa e entender melhor os sistemas de riachos urbanos. 

Equipe pronta para o trabalho nos riachos urbanos. Nota: esta foto foi tirada em 2016, antes da pandemia de COVID-19.

Em nossa pesquisa, descobrimos que a urbanização aumenta a quantidade de alimento para os guppies, em especial pequenas larvas de mosquitos não hematófagos. Os guppies urbanos então se aproveitam da grande quantidade de alimento e comem mais desse mosquito do que os guppies não-urbanos. Essas larvas são muito nutritivas e seu consumo em grande quantidade, faz com que os guppies urbanos fiquem maiores, guardem mais nutrientes no fígado e tenham mais filhotes do que os guppies não-urbanos. Essas características aumentam o potencial de invasão dos guppies urbanos e fazem com que o tamanho de suas populações seja até 26 vezes maior do que as populações de guppies não-urbanos.

O fato de espécies invasoras como os guppies atingirem grandes densidades em ambientes urbanos já é conhecido, mas nosso estudo é o primeiro a mostrar que a alimentação pode ser um importante mecanismo para isso. Mosquitos não-hematófagos são encontrados em grande quantidade nos rios urbanos. Logo, é possível que, não apenas os guppies, mas também outros animais aquáticos e terrestres se aproveitem da alta disponibilidade deste recurso alimentar. Agora, estamos fazendo experimentos em laboratório para saber se conseguimos reproduzir o efeito que a urbanização causa nos guppies urbanos. Essa informação será importante para nos ajudar a entender o sucesso das espécies invasoras nas cidades.

Essa pesquisa foi liderada por um pesquisador negro, então existem mais algumas histórias por trás desse artigo. A comunidade científica está cada vez mais consciente sobre os efeitos do racismo estrutural no meio acadêmico e tem proposto iniciativas para combatê-lo. Por exemplo, a Sociedade Americana de Limnologia (Society for Freshwater Science) recentemente criou uma força-tarefa focada em promover a justiça, equidade, diversidade e inclusão entre seus cientistas. Contudo, a comunidade científica tende a ignorar que cientistas negros também são vítimas de racismo fora do meio acadêmico. Essa é a forma mais brutal e ameaçadora que o racismo toma, mas os cientistas negros não falam sobre isso por considerarem que não faz parte do mundo acadêmico e porque, muitas vezes, envolve situações humilhantes. A seguir, apresento a parte não contada da minha história por trás do artigo.

Até que os riachos urbanos ficam bonitos nas fotos.

Durante o trabalho de campo para a pesquisa descrita acima, eu fui frequentemente parado pela polícia militar do Estado do Rio de Janeiro (precisamente cinco vezes em três meses). Em todas as abordagens, apesar de dirigir um carro oficialmente identificado com o símbolo da universidade nas duas portas, o policial me perguntava de quem era o carro e por vezes, revistava o porta malas. Os policiais que me abordavam nunca acreditavam que eu era um cientista fazendo trabalho de campo e eu sempre tinha que dar uma palestra sobre ecologia urbana para convencê-los de que eu não estava mentindo. Ser abordado por policiais é sempre aterrorizante para pessoas negras porque qualquer fala ou movimento “errado” pode ter consequências desastrosas. Homens e mulheres negros têm respectivamente 2,5 e 1,4 vezes mais chances de serem assassinados pela polícia ao longo da vida do que homens e mulheres brancos nos Estados Unidos (Edwards, Lee, & Esposito, 2019). No Brasil, entre 2007 e 2017, 75% das pessoas assassinadas pela polícia militar eram negras (Bueno et al 2019). Especificamente no Rio de Janeiro, a polícia militar já assassinou pessoas negras por confundir um guarda-chuva e uma furadeira com fuzis (notícia aqui). Portanto, a verdadeira história por trás do meu artigo é cheia de tensão e medo de virar mais uma vítima da violência policial. E eu nem preciso dizer que esta situação reduziu minha produtividade na pesquisa. Durante todo o tempo, eu tive que dividir minha atenção entre fazer ciência e planejar o que dizer e como me comportar na próxima abordagem da polícia militar. Por questões de segurança eu parei de carregar comigo qualquer objeto que pudesse levantar suspeitas da polícia. Se guarda-chuva e furadeiras podem parecer fuzis, meus equipamentos de pesquisa também podem parecer armas e nós já sabemos o que acontece quando a polícia militar se confunde.

Eu espero que esse texto possa te dar uma pequena ideia de como os cientistas negros têm que enfrentar a árdua tarefa de fazer ciência e ao mesmo tempo enfrentar o racismo enraizado nas estruturas de algumas sociedades. Eu também espero que esse texto deixe claro que lutar contra o racismo dentro do meio acadêmico é nobre e imperativo, mas não é o suficiente. Nós, cientistas negros e a comunidade negra em geral, não merecemos estar sob o risco constante de sermos mortos pela polícia militar em cada esquina. Para isso, é importante que a comunidade científica se engaje e utilize ferramentas de divulgação e extensão para lutar contra o racismo dentro e fora do meio acadêmico. Historicamente, a ciência tem se provado um veículo de mudanças profundas em nossa sociedade e eu acredito que quando a comunidade científica realmente se comprometer com o combate ao racismo estrutural, nós poderemos começar a ver mudanças reais.     

Biografia

Piatã Marques é um ecólogo que consegue ver belezas naturais através do concreto de nossas cidades. Ele fez graduação e Mestrado no Brasil, na Universidade do Estado do Rio de Janeiro- UERJ, a primeira universidade pública do país a adotar regime de cotas para promover a diversidade e inclusão de negros e indígenas no ensino superior. Após terminar seu doutorado na University of Victoria no Canadá, ele está de volta a UERJ como pesquisador de Pós-doutorado pelo programa CAPES-PrInt e espera encorajar alunos negros a se tornarem cientistas. Você pode segui-lo no Twitter e Instagram no @urban_streams .

Referências

Edwards, F., Lee, H., & Esposito, M. (2019). Risk of being killed by police use of force in the United States by age, race–ethnicity, and sex. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(34), 16793–16798. doi: 10.1073/pnas.1821204116

Bueno, Samira, David Marques, Dennis Pacheco, and Talita Nascimento (2019), Análise da letalidade policial no Brasil, in: Fórum Brasileiro de Segurança Pública, FBSP, Anuário Brasileiro de Segurança Pública, 2019, 58-65, http://www.forumseguranca.org.br/ wp-content/uploads/2019/10/Anuario-2019-FINAL_21.10.19.pdf (Oct 5th, 2020).

Respuestas ecofisiológicas al cambio climático

/ Sarah Marley / Leave a comment

La variación en la tolerancia térmica entre poblaciones modifica los periodos de actividad diurna determinados por el clima en las especies de sangre fría. Este fenómeno queda ilustrado para lagartijas y lagartos ibéricos en un artículo recientemente publicado en el Journal of Animal Ecology. Dr. Salvador Herrando Pérez es un ecólogo generalista con experiencia en ecología de comunidades, demografía, ecofisiología y paleoecología, y realiza en estos momentos su segunda investigación postdoctoral. En este blog, explica el enfoque de su estudio para valorar hasta qué punto la plasticidad moldea las estimaciones de impacto climático. 

[Read in English]

Iberia es un maravilloso laboratorio natural, con una compleja mezcla de terreno montañoso/plano, abierto/boscoso y costero/continental, barrida por gradientes climáticos de temperatura y humedad. En 2013, comencé una investigación, con apoyo de la BES, sobre la ecología térmica de lagartijas y lagartos ibéricos, y pude recorrer gran parte de la Península Ibérica en muy poco tiempo. No siendo un especialista en reptiles, una y otra vez observé que las distintas poblaciones de las ~ 25 especies ibéricas conocidas en la familia Lacertidae ocupaban hábitats muy distintos en su área de distribución.

Por ejemplo, a la lagartija roquera (Podarcis muralis) le gusta el agua, las rocas y la altura, pero puedes encontrarla en la cumbre de una montaña, en las pendientes o riberas de riachuelos de valles someros y profundos, sobre una pila de rocas apenas sobresaliendo en una turbera, o entre los ladrillos de una construcción humana. Estos animales (del tamaño de un lápiz) deben experimentar y adaptarse a condiciones climáticas diferentes en función de donde viven.

Fig 1 Common Wall Lizard - Credit Salvador Herrando-Perez

Lagartija roquera (Podarcis muralis, macho) y tres localidades donde la especie es abundante en España, de izquierda a derecha incluyendo Valdesquí/Madrid (Sistema Central), Peñagolosa/Castellón (Sistema Ibérico) y El Portalet/Huesca (Los Pirineos).
(Fotos: Salvador Herrando Pérez)

Yo acababa de iniciar mi trabajo en el grupo de investigación de Miguel Araújo — uno de los líderes mundiales en el estudio de cambios globales en el medio ambiente y la biodiversidad. Revisé la literatura científica publicada sobre tolerancia térmica a grandes escalas de paisaje en respuesta a gradientes climáticos, y encontré que la mayoría de artículos utilizaba una única estimación de tolerancia térmica para cada una de las decenas hasta miles de especies consideradas en análisis matemáticos sofisticados. Sin embargo, estos estudios raramente tenían en cuenta la variación de la tolerancia térmica entre las distintas poblaciones de una misma especie.

En aquel momento, y en paralelo con mi proyecto, nuestro grupo acababa de reunir un equipo de ecólogos con el fin de llevar a cabo una de las mayores campañas de muestreo realizadas hasta la fecha sobre la tolerancia térmica de un grupo de especies de vertebrados de sangre fría en una única region biogeográfica, y en sólo dos periodos anuales consecutivos de primavera-verano. Este esfuerzo gigantesco finalmente generó datos sobre los límites térmicos frente al calor y al frío (las temperaturas más altas y más bajas que un organismo puede soportar, también conocidas con la abreviatura CTmax y CTmin, respectivamente) para 59 poblaciones de 15 especies de lagartijas. Sabemos que los rasgos fisiológicos de las especies son variables en el tiempo y en el espacio — especialmente en el caso de los animales de sangre fría o ectotermos (lagartijas en particular), porque su temperatura corporal depende en gran medida de la temperatura del aire. Y con los nuevos datos, estábamos en disposición de examinar hasta qué punto la variación en la tolerancia térmica entre poblaciones de una especie podía modificar la predicción de impacto climático.

Fig 2 Fieldwork - Credit Gomes and Gomez-Lobo

Trabajo de campo en dos de nuestras localidades de estudio en España*: Parque Nacional de Doñana/Huelva (izquierda) y Plataforma/Ávila (derecha). Para un observador externo, hay que admitir que la visión de un ecólogo tratando de colocar un lacito en torno al cuello minúsculo de una lagartija debe ser de lo más extraña, imaginemos a un tipo en postura de taichí mirando ávidamente hacia un punto sin ningún atractivo aparente, mientras se maniobra con pasmosa lentitud una caña de pescar en terreno seco. * Las imágenes muestran a Camila Monasterio y Wouter Beukema (izquierda) y a Salvador Herrando Pérez. Nuestro estudio cuenta además con las contribuciones del director del equipo Miguel Araújo más (por orden alfabético), Josabel Belliure, Steven Chown, Paco Ferri, Verónica Gomes y David Vieites. (Fotos: Verónica Gomes [left] and Gloria Gómez-Lobo [right]).

Claro, mucho más pronto dicho que hecho. El estudio implicó recorrer más de 25,000 kilómetros de carreteras españolas y portuguesas para capturar (y, después de los experimentos, liberar) los reptiles, unas 200 horas de ensayos de laboratorio para medir tolerancias térmicas, y otras 500 horas al cuidado de los animales en tareas diarias de provisión de agua y presas vivas (grillos) y limpieza de terrarios individuales para cada uno de los 304 machos investigados. Finalmente, analizamos los datos en dos pasos, siempre centrados en la tolerancia al calor.

En primer lugar, encontramos un fuerte apoyo estadístico en que ninguna población individual puede representar la tolerancia térmica de toda una especie, debido a differencias de tolerancia de hasta 3 °C (mediana) entre poblaciones. Esa variación equivale a la diferencia de tolerancia térmica observada entre todas nuestras especies de estudio (mediana del CTmax = 41.3 to 45.6 ºC entre especies).

En segundo lugar , usamos los valores de tolerancia térmica de cada población en un modelo matemático (biofísico) que reproduce los intercambios de calor de un ser vivo con su ambiente. En esencia, queríamos contar cuántas horas esperaríamos que una especie estuviera inactiva durante todo un año (cuando la temperatura del aire supera al CTmax) por cuadrícula de terreno ocupada por la especie (25 km2), lo que llamamos ‘tiempo de restricción anual’. Con esto, pretendíamos emular la práctica en la literatura de usar una población por specie (ver arriba), correr nuestro modelo matemático para estimar el tiempo de restricción para una especie dada, y repetir el procecimiento con la tolerancia térmica de cada población por separado para esa especie.

Encontramos que el tiempo de restricción anual variaba entre 43 y 188 horas (mediana = 83 horas) dependiendo de cuál población representaba una especie. Si tomamos un día promedio de 7 horas de luz diurna (todas las especies estudiadas eran diurnas), esas discrepancies implicarían differencias en la estimación de tiempos de restricción anual de 7 a 27 días (mediana = 11 días), y de más de 20 días para seis de las especies. Esto es ecológicamente relevante porque, durante los tiempos de restricción, los reptiles son incapaces de alimentarse o reproducirse (a menos que puedan refugiarse en microclimas, que no controlamos en nuestro análisis). La enseñanza principal de nuestro artículo queda resumida en su título: ‘la variación intraespecífica en la tolerancia térmica de lagartijas altera las estimaciones de impacto climático’

Fig 3 Graphical abstract - Credit Salvador Herrando-Perez

Tolerancia térmica (=CTmax, izquierda) y tiempo de restricción anual para 15 especies de lagartijas y lagartos de la Península Ibérica. Las cajas representan variabilidad entre poblaciones (de 2 a 5 muestreadas por especie). En el medio, un macho de lagarto verdinegro (Lacerta schreiberi, Iberian endemism), y abajo* tres localidades donde este reptil es abundante. La especie es típica de zonas de matorral en la ribera de ríos frecuentemente asociados a valles y montañas – y es la más impactada por el clima en nuestro estudio, con tiempos de restricción anual de entre 596 y 715 horas por cuadrícula ocupada de 25 km2 dependiendo de qué población se elige para representar la tolerancia termal de la especie (mediana del CTmax = 40.5 hasta 42 .9 °C entre cuatro poblaciones investigadas). * Localidades (de izquierda a derecha): Candelario/Salamanca, Castro de Cepeda/León y La Hiruela/Madrid (Fotos: Salvador Herrando Pérez).

A la hora de interpretar nuestros resultados fuimos cautos en no caer en la falacia de que los estudios macroecológicos que han usado un único valor de tolerancia térmica por especie están equivocados. En absoluto. Trabajos previos han revelado patrones importantes, y han planteado hipótesis que han avanzado la frontera del conocimiento en las disciplinas de la macroecología y la macrofisiología.

Por ejemplo, muchas especies tropicales parecen vivir más cerca de sus límites de tolerancia al calor, y pueden por ello ser más vulnerables al calentamiento global, que las especies de climas templados. O la tolerancia al calor parece ser menos variable que la tolerancia al frío, apoyando que los límites térmicos superiores pueden tener una limitada capacidad de evolucionar en respuesta a escenarios de calentamiento global. Aunque todavía tenemos que mejorar nuestra comprensión de los mecanismos evolutivos y adaptativos que provocan esa variación, nuestro principal argumento es que tener en cuenta la variación de la tolerancia térmica entre poblaciones debería generar predicciones más precisas de los efectos del cambio climático en la biodiversidad.

Los ecólogos y los fisiólogos hemos conseguido recopilar información sobre la ecología térmica de más de 2000 species, pero en muchos casos esas especies se han estudiado en una única localidad geográfica. Es evidente que expandir la cobertura de especies (actualmente se estiman que existen varios milliones de especies en nuestro planeta) para las que no disponemos de esa información es un esfuerzo necesario para conseguir una perspetiva global de las interacciones ecofisiológicas de las especies con su ambiente en un escenario de cambio climático. Sin embargo, para evaluar los impactos climáticos de una manera biológicamente comprensible, futuras investigaciones deben también acometer la medida y representación espacial de la tolerancia térmica en toda el área de distribución de las especies.

Salvador Herrando-Pérez

 

Más información:

Chown, S.L. y Gaston, K.J. (2016) Macrophysiology – progress and prospects. Functional Ecology, 30, 330-344.

Herrando‐Pérez, S., Ferri‐Yáñez, F., Monasterio, C., Beukema, W., Gomes, V., Belliure, J., Chown, S. L., Vieites, D. R. y Araújo, M. B. (2018), Intraspecific variation in lizard heat tolerance alters estimates of climate impact. Journal of Animal Ecology, doi:10.1111/1365-2656.12914

Valladares, F., Matesanz, S., Guilhaumon, F., Araújo, M.B., Balaguer, L., Benito-Garzón, M., Cornwell, W., Gianoli, E., van Kleunen, M., Naya, D.E., Nicotra, A.B., Poorter, H. y Zavala, M.A. (2014) The effects of phenotypic plasticity and local adaptation on forecasts of species range shifts under climate change. Ecology Letters, 17, 1351-1364.