La invasió de Gambusia holbrooki en ecosistemes eutrofitzats. Dels mecanismes ecològics a la seva gestió

Abstract

[cat] La introducció d’espècies invasores, juntament amb altres pertorbacions com l’augment dels nutrients, amenacen la biodiversitat nativa globalment. Les invasions biològiques d’espècies exòtiques es troben íntimament lligades a l’activitat humana, des de l’etapa inicial d’introducció en el nou hàbitat fins a l’establiment i l’expansió. La cerca dels factors ecològics i socioeconòmics que fan que una espècie introduïda esdevingui invasora i provoqui un impacte és l’objectiu fonamental de la ciència d’invasions biològiques. Aquesta tesi s’emmarca en el context d’una invasió d’un petit peix, la gambúsia (Gambusia holbrooki) en ecosistemes subjectes a degradació ambiental a causa d’una excessiva fertilització amb nitrats. Mitjançant estudis experimentals en laboratori i en mesocosmos, però també amb estudis de camp, s’explora la hipòtesi de si l’eutrofització té una influència significativa sobre l’èxit invasor de G. holbrooki. Concretament, el primer objectiu és comprendre els mecanismes ecològics resultat de la introducció d’aquests peixos i la contaminació per nitrats i com aquests alteren la comunitat biòtica nativa i certs processos ecològics com la producció primària i la descomposició de matèria orgànica. També es vol avaluar la toxicitat directa dels nitrats sobre la salut de mascles, femelles i juvenils de G. holbrooki mitjançant l’ús de diferents biomarcadors. L’augment de la concentració de nutrients, però també la qualitat de l’habitat físic, l’abundància de depredadors i la prevalença de paràsits, podrien influir en els trets d’història de vida i l’èxit invasor de G. holbrooki. Si la seva condició física estigués influenciada per qualsevol d’aquests factors, els gestors del medi natural podrien dur a terme un control de les poblacions invasores de G. holbrooki mitjançant un enfocament que tingués en compte el conjunt de l'ecosistema, afavorint certes condicions ambientals que reduïssin el seu èxit invasor. Tanmateix, fos per eliminació directa o mitjançant aquest enfocament ecosistèmic, la reducció de l’abundància de G. holbrooki hauria de ser compensada amb la recuperació d’altres espècies natives, com ara el fartet (Aphanius iberus) i proporcionar una eficiència similar en el servei ecosistèmic del control biològic de mosquits, tant en aigües netes com eutròfiques. Els resultats indicaren una interacció insignificant entre els impactes exercits tant per la introducció del peix com per la contaminació per nitrats en l’ecosistema receptor, sent per tant els seus efectes de tipus additiu. La pèrdua de biomassa de peixos observada en concentracions altes de nitrats s'atribuiria a efectes indirectes, com ara una disminució de l'abundància de preses, i no pas per una alteració directa en la fisiologia dels peixos. Aquesta hipòtesi es confirmà en els tests de laboratori, on només els mascles i juvenils patiren alteracions lleus en l’alimentació i l’emmagatzematge de reserves. Aquesta baixa susceptibilitat de G. holbrooki als nitrats, especialment en femelles, confirma la seva alta tolerància a un ampli gradient de condicions ambientals descrita anteriorment. A més, la baixa prevalença de paràsits i l'alta variabilitat en els trets d’història de vida, aquesta última atribuïda principalment a la pròpia densitat de G. holbrooki per sobre d’altres factors ambientals, ofereix poques esperances als gestors per tal de controlar aquesta espècie invasora, a part de la completa eradicació en localitats concretes. Atesa la similar eficiència, però amb una major lentitud, de les espècies autòctones, inclús en absència de peixos, per reduir les abundàncies de mosquits en aigües eutròfiques i netes, presenta una prova evident que la introducció de G. holbrooki representa una amenaça innecessària per al servei ecosistèmic natural. La superioritat competitiva de G. holbrooki sobre les espècies natives, juntament amb la dificultat d’eradicar-la una vegada establerta, fa que siguin prioritaris la prevenció de noves introduccions de G. holbrooki per al control biològic de mosquits, però també la restauració de les poblacions de competidors natius.

[eng] Invasive species, together with other perturbations like nutrient enrichment, threaten native biodiversity worldwide. This thesis is framed within the context of the invasion of a small fish, the eastern mosquitofish Gambusia holbrooki (Girard, 1859) in ecosystems subject to environmental degradation due to excessive fertilisation with nitrates. By means of experimental and field observational studies, the hypothesis of whether eutrophication mediates the invasive success of G. holbrooki is explored. Specifically, the initial aim is to understand the ecological mechanisms exerted by fish introduction and nitrate pollution in altering the native communities, the ecological processes and their interaction. Nutrient enrichment causing eutrophication, but also physical habitat quality, abundance of predators and parasites prevalence could influence the life history and the invasive success of G. holbrooki. Should the invader fitness be mediated by any factor, managers could carry out an ecosystem approach by favouring such desired conditions against the invader success. Either by direct elimination or through an ecosystemic approach, the loss of G. holbrooki populations should be substituted by other native species, such as Aphanius iberus and provide a similar mosquito control efficiency in clean and eutrophic waters. Results indicate a negligible interaction between the impacts exerted by both fish introduction and nitrate pollution on the recipient ecosystem. The loss of fish biomass in high nitrate concentration would be attributed to indirect effects such as a decline in prey abundance, rather than a direct alteration on fish physiology. This low susceptibility of G. holbrooki to nitrates, especially in females, confirms its high tolerance to a wide gradient of environmental conditions reported by previous authors. Moreover, the low prevalence of parasites and the high variability of life history traits, mainly attributed to G. holbrooki density in the pond over other environmental factors leave managers with low chances of controlling the invader apart from its eradication. Given the similar but slower efficiency of the native community both in eutrophic and clean waters in reducing mosquito abundances and the difficulty of eradicating G. holbrooki once established, favouring the presence of native competitors and preventing further introductions of G. holbrooki for biological control seems a priority.