Daniel Sol - Invasions biològiques claus de l’èxit de les espècies exòtiques

Daniel SolCenter for Ecological Research and Applied Forestry (CREAF)

Spanish National Research Council (CSIC)

La paradoxade les

invasions

Universitat d'Estiu de l'Autònoma8 de Juliol de 2010

The State of the Birds (2009)

Les activitats humanes resulten en molts perdedors i uns pocs guanyadors

The StatThe State of the Birds (2009)

Les activitats humanes resulten en molts perdedors i uns pocs guanyadors

Els guanyadors: Les espècies invasores

“Paradoxa de les invasions”

Why are exotic organisms, which Why are exotic organisms, which come from distant locations and have come from distant locations and have

had no opportunity to adapt to the had no opportunity to adapt to the local environment, able to become local environment, able to become established and sometimes established and sometimes eveneven

becomebecome moremore abundant abundant thanthan native native species, which have had a long species, which have had a long

period to adapt to local conditionsperiod to adapt to local conditions?Sax & Brown (2000) Global

Ecol. Biogeogr.

European starling

IntroducciIntroduccióó de de ll’’estornellestornell a a NordNord--AmAmèèricarica

SHAKESPEARE’S Henry IV

“The king forbade my tongue to speak ofMortimer. But I will find him when he is asleep, and in his ear I’ll holler ‘Mortimer!’ Nay I’ll have a starling shall be taught to speak nothing butMortimer, and give it to him to keep his anger stillin motion.”

European starling

IntroducciIntroduccióó de de ll’’estornellestornell a a NordNord--AmAmèèricarica

3205 introductions of 450 species (Long 1982, Lever 2003)

Contribució dels ocells a resoldre la “Paradoxa de les invasions”

La majoria d’introduccions fracassen

ÉxitFracàs

Anseri

formes

Gallifo

riform

Columbif

Psittac

Blackburn & Duncan (2001) J. Biogeogr.

Histogram of X$y

0 2000 4000 6000 8000 10000

84% < 500 indiv

Size of the founder population

Les introduccions solen involucrar un nombre reduit d’individus

Histogram of X$y

0 2000 4000 6000 8000 10000

Les poblacions petitessón més vulnerables a factors estocàstics:

• Demogràfics• Genètics• Ambientals

Histogram of X$z

0 50 100 150 200 250 300

49% < 50 indiv

2-10 10-100 > 100

FailureSuccess

Cassey et al. (2004) Biol. Lett.

Alguns animals són capaços d’establir-se quan s’originen a partir de pocs individus

Long-tailed macaque (Macaca fascicularis)

La sort i l’entorn no expliquen les diferències en l’èxit d’introduccions entre espècies

Invasion potential Region of introduction

Propagulepressure

Invasion potential Region of introduction

Propagulepressure

Region of introduction

Propagulepressure

Blackburn & Duncan (2001) Nature

yij = β0 + β1xij + u0j + e0ij

La sort i l’entorn no expliquen les diferències en l’èxit d’introduccions entre espècies

-1.58 -1.24 -0.89 -0.55 -0.21 0.13 0.47 0.81 1.15 1.49

Invasion potential

Les espècies difereixen en el potencial invasor

Sol, D. (2007) In Biological Invasions (Nentwig, W., ed), Springer

-1.58 -1.24 -0.89 -0.55 -0.21 0.13 0.47 0.81 1.15 1.49

Invasion potential

Bonsinvasors

Sol, D. (2007) In Biological Invasions (Nentwig, W., ed), Springer

Les espècies difereixen en el potencial invasor

Rutes cap a Rutes cap a ll’’extinciextincióó

Incapacitat de trobar un nínxol

ecològic apropiat

Ruta 1 Ruta 2 Fluctuacionsestocàstiquesde la població

Ruta 3 Incapacitat

d’adaptar-se a llarg termini

Per sobreviure i reproduir-se en el nou ambient,

l’espècie ha de:

Tolerar les condicionsambientals

Trobar recursos no monopolitzats per altres

espècies

Respondre alsenemics

Native richness

tic ri

ssTrobar un nínxol hauria de ser més difícilen comunicats riques en espècies

Stohlgren et al. 2003, 2006

Native richness

tic ri

niche sp2sp1sp4 sp3

Ecological niche

Exotic Species

Trobar un nínxol hauria de ser més difícilen comunicats riques en espècies

Com s’ho fan les espècies ìnvasores per trobar un nou nínxol?Hipòtesi de la superioritat

competitiva

Exotic Species

sp2sp1sp4 sp3

Ecological niche

Exotic Species

sp2sp1sp4 sp3

Ecological niche

competitiva

nicheExotic Species

sp2sp1sp4 sp3

Ecological niche

competitiva

Native richness

tic ri

ssLa correlació entre riquesa d’espèciesnatives i exòtiques sovint és positiva

Native richness

tic ri

Bartomeus et al., In prep.

Native richness

tic ri

La correlació entre riquesa d’espèciesnatives i exòtiques sovint és positiva

No hi ha evidències sobre la superioritatcompetitiva de les espècies exòtiques

Contest competitionexperiments

0 20 40 60 80 100 120

Crested pigeon

Dusky moorhen

Magpie-lark

Spotted turtle-dove

Common myna

Common starling

Noisy miner

Australian wood duck

Silver gull

Feral pigeon

Australian magpie

Rainbow lorikeet

Australian raven

Australian white ibis

Percentage of time in the centre

Exotics

Natives

0 20 40 60

Crested pigeon

Common starling

Spotted turtle-dove

Laughing Kookaburra

Magpie-lark

Common myna

Feral pigeon

Australian raven

Noisy miner

Australian magpie

Attacks

Attacked

Victories

0 20 40 60 80 100 120

Crested pigeon

Dusky moorhen

Magpie-lark

Spotted turtle-dove

Common myna

Common starling

Noisy miner

Australian wood duck

Silver gull

Feral pigeon

Australian magpie

Rainbow lorikeet

Australian raven

Australian white ibis

Agonistic attacks

Percentage of time in the centre Frequency

Segregació en l’ús de l’hàbitat entre ocells exòtics i natius

bush suburb urban

Wildland Suburbs Urban Wildland Suburbs Urban

Opportunism hypothesis: Ecological opportunities available in disturbed

habitats

Ecological niche

sp1 sp2

Exotic Species

Hipòtesi de l’oportunismeecològic

Com s’ho fan les espècies ìnvasores per trobar un nou nínxol?

Ecological niche

sp1 sp2

Exotic Species

Opportunism hypothesis: Ecological opportunities available in disturbed

habitatsHipòtesi de l’oportunisme

ecològic

Com s’ho fan les espècies ìnvasores per trobar un nou nínxol?

Els ocells exòtics són oportunistes

No.supermarket Supermarket

No supermarket Supermarket

Opportunistic foragingParameter SE t P

Urbanised exotics 0.000 . . .Urbanised natives -0.044 1.147 -0.04 0.9694Wildland natives -1.894 1.062 -1.78 0.0432

Flight distanceParameter SE t P

Urbanised exotics 0.000 . . .Urbanised natives 0.028 0.186 0.15 0.8836Wildland natives 0.460 0.183 2.51 0.0184

1 2 3 4 5

Respond

Ignore

Spottedturtle-dove

Commonstarling

Housesparrow

Feralpigeon

Commonmyna

Less opportunist More opportunist

Ecologicalopportunityexperiments

1 2 3 4 5

Respond

Ignore

Spottedturtle-dove

Commonstarling

Housesparrow

Feralpigeon

Commonmyna

Ecologicalopportunityexperiments

Flightdistancemeasures

1 2 3 4 5

Respond

Ignore

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Response, in minutes

Feralpigeon

European starling

Spottedturtle-dove

Commonstarling

Housesparrow

Feralpigeon

Commonmyna

Com és que les espècies invasorespoden explotar ambients pertorbatsi moltes espècies natives no?

Per explotar el Per explotar el nníínxolnxol, , elsels organismesorganismesdesenvolupendesenvolupen atributsatributs fenotfenotíípicspics

Phenotype Performance Fitness

Arnold (1983) Am. Zool.

Benkman & Miller (1996) Evolution

La La relacirelacióó fenotipfenotip--ecologiaecologia ééss el el resultatresultat de la de la selecciseleccióó naturalnatural

Benkman (2003) Evolution

Phenotype Performance Fitness

Pics adaptatius

Benkman & Miller (1996) Evolution

La La relacirelacióó fenotipfenotip--ecologiaecologia ééss el el resultatresultat de la de la selecciseleccióó naturalnatural

El gran problema: El gran problema: ComCom creuarcreuar entre entre picspics adaptatiusadaptatius??

Mean Fitness

Phenotypic values

Fitnessfunction

Frequency ofphenotypes

Price et al. (2003) Proc. R. Soc. B

Mean Fitness

Phenotypic valuesPrice et al. (2003) Proc. R. Soc. B

Mean Fitness

Phenotypic values

Low fitness

Price et al. (2003) Proc. R. Soc. B

EspEspèèciescies invasoresinvasoresMean

Fitness

Phenotypic values

Low fitness

Price et al. (2003) Proc. R. Soc. BEstornell vulgar

Mean Fitness

Phenotypic values

Low fitness

Native Novel

PathwaysPathways toto succeedsucceed in novel in novel environmentsenvironments

Mean Fitness

Phenotypic values

Low fitness

Native Novel

(1) Adaptive peaks are not so differentMean

Fitness

Phenotypic values

Mean Fitness

Phenotypic values

Low fitness

Native Novel

Fitness

Phenotypic values

Environmental matching hypothesis(Williamson, 1996)

Fitness

Phenotypic values

YES NO0.44

Urban habitats

Otherhabitats

Environmental matching hypothesis(Williamson, 1996)

Sol et al. (2002) Anim. Behav.

Mean Fitness

Phenotypic values

Low fitness

Native Novel

(2) The peaks overlap

Fitness

Phenotypic values

Mean Fitness

Phenotypic values

Mean Fitness

Phenotypic values

Low fitness

Native Novel

Fitness

Phenotypic values

Mean Fitness

Phenotypic values

Niche breadth hypothesis(Vazquez, 2005)

Fitness

Phenotypic values

Mean Fitness

Phenotypic values2.1

itat g

Non-established Established

Niche breadth hypothesis(Vazquez, 2005)

Cassey et al. (2004) Biol. Lett.

Sol et al. (2008) Am. Nat.

Mean Fitness

Phenotypic values

Low fitness

Native Novel

(3) Traits that facilitate the shift

Fitness

Phenotypic values

Mean Fitness

Phenotypic values

Mean Fitness

Phenotypic values

Brain size(Sol et al. 2005)

Sexual dimorphism(McLain et al. 1995)

Life history traits(Moulton & Pimm 1986)

Migratory behaviour(Veltman et al. 1996)

Social behaviour(Brown 1989)

Comensalism(Brown 1989)

Trophic level(Crawley 1986)

QuQuèè fa que una fa que una espespèèciecie siguisigui bona invasora?bona invasora?

TretsTrets delsdels bonsbons invasorsinvasors o o delsdels malsmalsinvasorsinvasors??

Hipòtesi de la selecció sexual(McLain 1995, 1999, Sorci et al. 1998)

TretsTrets delsdels bonsbons invasorsinvasors o o delsdels malsmalsinvasorsinvasors??

Hipòtesi de la selecció sexual(McLain 1995, 1999, Sorci et al. 1998)

Vida ràpida Vida lenta

Elevada fecunditat, baixa supervivència

EstratEstratèègiesgies de vida i de vida i èèxitxit dd’’invasiinvasióó(Green 1998; Duncan et al. 2003; Cassey et al. 2009 )

Baixa fecunditat, elevada supervivència

TimeCritical period

(Green 1998; Duncan et al. 2003; Cassey et al. 2009 )

Elevada fecunditat, baixa supervivència

Vida ràpida

EstratEstratèègiesgies de vida i de vida i èèxitxit dd’’invasiinvasióó

0 100 200 300 400 500 600 700 800

High survival

Low survival

(Green 1998; Duncan et al. 2003; Cassey et al. 2009 )

Propagule pressure

Baixa fecunditat, elevada supervivència

Vida lenta

EstratEstratèègiesgies de vida i de vida i èèxitxit dd’’invasiinvasióó

Realment existeixentrets que adapten als organismes a

nous nínxols?

- Novelty +Ph

Plasticitat fenotípica

Realment existeixentrets que adapten als organismes a

nous nínxols?

Is Is behaviouralbehavioural plasticity useful to invade plasticity useful to invade novel environments?novel environments?

La La flexibilitatflexibilitat de de comportamentcomportament ajudaajuda a a envaenvaïïrr nous nous ambientsambients??

Flexibilitat de comportament

Everest en helicopter!

“Risc de generalitzar en base a un únic cas”

Everest en helicopter!

ElsEls ocellsocells ssóónn capacapaççosos dd’’inventarinventar comportamentscomportamentssofisticatssofisticats per per ferfer front a nous front a nous reptesreptes ecològicsecològics

Clever crows (David Attenborough)

Green-backed heron fishing

FlexibilitatFlexibilitatcomportamentcomportament

Us de nous recursos (Estes et al. [1998] Science)

Resposta a nouspredadors (Berger et al.

[2001] Science)

Ajust a condicionsambientals noves(Brooker et al. [1998]Proc.R.Soc.Lond.B.)

La La flexibilitatflexibilitat de de comportamentcomportament ééss úútil en til en moltsmolts contextescontextes ecològicsecològics

Lefebvre et al. 1997 Anim Behav

Feedinginnovations

La La capacitatcapacitat dd’’innovaciinnovacióó varia entre varia entre diferentsdiferentsgrupsgrups dd’’ocellsocells

Feedinginnovations

Brainsize

Greebes

Partridges

Pigeons

Feedinginnovations

Brainsize

Woodpeckers

Parrots

Feedinginnovations

Brainsize

Established Non-established

New ZealandP = 0.0015

Sol & Lefebvre (2000) Oikos

Established Non-established

New ZealandP = 0.0015

Successful Unsucessful

Worldwide P = 0.003

Sol et al. (2002) Anim. Behav.Sol & Lefebvre (2000) Oikos

Sol et al. (2005) PNAS

-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Relative brain size contrasts

P < 0.0001

Invasion potential

Relativebrain size

Innovationresiduals

U = 0.65

Best causal Model:Expl. Var. = 98.2%

-0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Relative brain size contrasts

P < 0.0001

Sol et al. (2005) PNAS

0 1-0.04

inUnsuccessful

P = 0.008

Successful

Sol et al. (2008) Am. Nat.

ResidentResident

InvaderInvader

Pardal comú

Martin II & Fitzgerald (2005) Behav Ecol

Pardal comú

ResidentResident

InvaderInvader

Martin II & Fitzgerald (2005) Behav Ecol

• Conflicte entre adoptar i evitar noves oportunitats ecològiques

La flexibilitat de comportament ajuda a envaïr ambients urbanitzats?

Urbanitzat No urbanitzat

Oportunitatsecològiques freqüents

Baixa densitat de predadors

Oportunitatsecològiques infreqüents

Elevada densitat de predadors

0 400 800 1200

Consumer innovation

Latency to eat (sec)

0 400 800 1200

Motor innovation

0 400 800 1200

Neophobia

Suburbs Urban

Exploration

Environment

Why are exotic organisms, which Why are exotic organisms, which come from distant locations and have come from distant locations and have

had no opportunity to adapt to the had no opportunity to adapt to the local environment, able to become local environment, able to become established and sometimes established and sometimes eveneven

becomebecome moremore abundant abundant thanthan native native species, which have had a long species, which have had a long

period to adapt to local conditionsperiod to adapt to local conditions?

Sax & Brown (2000) Global Ecol. Biogeogr.

Resolent la “paradoxa de les invasions”

Aplicacions en conservació

|habitat < 2.5

brain < -1.19804 events < 1.5

brain < -0.118582

0.2 0.8

0.5 0.8

Habitat < 2.5

Brain < -0.27 Propagule < 1.5

Brain < -0.11

0.20.2 0.80.80.50.5 0.80.8

1.01.0

Vall-llosera & Sol (2009) J. Appl. Ecol.

La paradoxa de les invasions Qüestions per resoldre …

Merla Merla alsals boscosboscos de de Nova Nova ZelanadaZelanada

RossinyolRossinyol del del JapJapóó a a CollserolaCollserola

AgraAgraïïmentsments

Louis LefebvreTrevor PriceGray StirlingSimon ReaderRichard DuncanTim BlackburnPhill CasseyMiquel Vall-lloseraNacho BartomeusDario MoreiraCesar GonzálezOriol LapiedraJulie Morand-FerronDavid SantosJordi ClavellMontse VilàEBCC Organization committee

ConsoliderConsolider project project CSD 2008CSD 2008--0004000040

Project Spanish Ministry: CGL2007-66257

Daniel Sol - Invasions biològiques claus de l’èxit de les espècies exòtiques

Documents

De fora vingueren i de casa ens tragueren! · exòtiques al nostre territori (més de 1.100 espècies exòtiques catalogades a Catalunya). El problema greu sorgeix quan alguna d’aquestes

Espècies exòtiques invasores Accions i gestió2016/01/28 · 1132 exòtiques 111 invasores 49 CEEI (27%) A la Unió Europea més de 12.000 sp. exòtiques. Entre un 10 i un 15% s’han

JORNADA TECNICA CONTROL DEL PARASITISME EN … · El parasitisme entre les associacions biològiques Parasitisme, • Associació negativa, entre individus de diferents espècies,

VIVERS GASSÓ CATÀLEG · 1 VIVERS GASSÓ CATÀLEG 2017-2018 Cultiu de planta ornamental (Arbres i arbusts mediterranis i exòtiques)

Graus de la Facultat de Ciències Biològiques de la Universitat de València

Espècies invasores i introducció d’espècies exòtiques

Jornada de conferències gratuïtesateneuterrassenc.terrassa.net/.../09/20160924_ProgramaTerrasoc16.pdf · “La nova medicina germànica i les seves 5 lleis biològiques ... o Plaça

POLÒNIA: Patrimoni històric, cultural i religiós CLUB... · 2018-10-25 · es recorda un episodi de les invasions tàrtares, quan un sentinella va veure les hordes que s’aproximaven

Espècies Exòtiques Invasores al Paratge Natural Municipal Canalons-Racó Sant Bonaventura

Plantes exòtiques invasores - diba.cat · exclou les espècies de creixement ràpid, que presenten més risc com a invasores. A la Mediterrània abunden les plantes aromàtiques,

BOLETÍN OFICIAL DEL ESTADO...2011/12/12 · Catàleg espanyol d’espècies exòtiques invasores, en el qual s’han d’incloure totes les espècies i subespècies exòtiques invasores

Espècies exòtiques invasores Polítiques, accions i gestió ...icea.iec.cat/wp-content/uploads/2017/10/170819_XXXII_Prada_02... · Reglament Europeu _____ Reglament 1143/2014 sobre

Les formes biològiques

MEMÒRIA DE GESTIÓ DE LES ESPÈCIES VEGETALS … · Les invasions biològiques constitueixen, en l’actualitat, un important component del canvi global i una amenaça seriosa per

BAREMS FACULTAT DE CIÈNCIES BIOLÒGIQUES

DISPOSICIONS - sacapeces.files.wordpress.com€¦ · Reial decret 1628/2011, de 14 de novembre, pel qual es regula el llistat i catàleg espanyol d’espècies exòtiques invasores,

IMPLICACIONS ETIOPATOGÈNIQUES I … · 4-5 Juny 2015. Fisiologia de la prolactina - Generalitats - Funcions biològiques ... HIPERPROLACTINEMIA AFECTAR EL RENDIMENT COGNITU DELS

6 Bases BiolòGiques 2007

Joan Pino - Les invasions biològiques a Catalunya primera avaluació

PROGRAMA D’ACTUACIONS · La protecció dels espais naturals no comporta necessàriament la immunitat enfront a les invasions (Vilà et al. 2001; Vilà i Pujadas 2001). Aquest fet