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  • Discussão
  • Divulgações
  • Agradecimentos
  • Materiais
  • Referências
  • Reimpressões e Permissões

Resumo

Compreender padrões espíteis na dinâmica populacional do caranguejo verde é essencial para prever e gerenciar os impactos ecológicos e econômicos dessas espécies invasoras prejudiciais. Este protocolo foi desenvolvido em um esforço para criar um método padronizado para avaliar populações de caranguejos verdes na zona intertidacita rochosa do Atlântico Noroeste.

Resumo

Espécies invasoras causaram grandes interrupções nos ecossistemas em todo o mundo. O caranguejo verde europeu invadiu a América do Norte em 1800 e é considerado um dos 100 piores invasores do mundo pela IUCN. Observações da dinâmica populacional de caranguejos verdes espiotemporais são essenciais para prever e gerenciar os impactos ecológicos e econômicos desta espécie invasora prejudicial. Este protocolo foi desenvolvido em um esforço para criar um método padronizado para avaliar a dinâmica da população de caranguejos verdes na zona intertidal rochosa da Nova Inglaterra e do Canadá Atlântico. O protocolo foi projetado para ser acessível a vários usuários, incluindo pesquisadores, educadores, estudantes e cientistas cidadãos. Embora tenha sido projetado para o levantamento de populações de caranguejos, este protocolo é fácil de adaptar e poderia ser usado para qualquer número de espécies intertidais. Os dados resultantes coletados por este protocolo têm uma ampla gama de usos, incluindo para informar pesquisas ecológicas, esforços de conservação, estratégias de mitigação e desenvolvimento da pesca, bem como para fins de divulgação educacional.

Introdução

Invasões biológicas podem potencialmente interromper as interações de espécies e processos ecológicos, podendo ter consequências ecológicas1,,2,,3 e econômicas4. A capacidade de prever, mitigar e adaptar-se com sucesso às invasões depende fortemente da caracterização da dinâmica populacional espacial5. Enquanto existem uma série de ferramentas (por exemplo, genética populacional, isótopos estáveis) e estão surgindo (por exemplo, eDNA) para o rastreamento de espécies invasoras, as técnicas tradicionais de monitoramento in situ continuam a ser amplamente utilizadas para avaliar a distribuição e abundância de espécies invasoras.

O caranguejo verde europeu (Carcinus maenas) é uma espécie invasora que foi detectada pela primeira vez na América do Norte em 1817 e invadiu com sucesso ecossistemas em todo o mundo6,7. Os caranguejos verdes têm uma infinidade de impactos negativos nos ecossistemas locais, incluindo a redução das populações nativas de bivalve através da predação8,,9, competindo com crustáceos nativos para alimentação e abrigo10,,11,12 e destruição do habitat da grama de enguia e subsequentes alterações na estrutura comunitária dos peixes12,,13,,14. A composição dessas questões é a ligação entre o aumento da temperatura e o aumento da abundância de caranguejos verdes e/ou expansão da faixa15,16, que teve graves consequências ecológicas e socioeconômicas em áreas como o Golfo do Maine, onde o aquecimento está ocorrendo mais rápido que 99% dos outros oceanos do mundo17.

Na costa leste da América do Norte, caranguejos verdes variam da Virgínia à Terra Nova. Eles são mais comumente encontrados em margens protegidas por ondas, estuários e embayments em profundidades que variam do nível da maré alta a 5-6 m18. Sua presença na zona intertidal faz deles uma espécie marinha ideal para pesquisas costeiras. A característica mais distintiva usada para identificar caranguejos verdes é o padrão de cinco espinhas ou "dentes" em cada lado dos olhos e três espinhas entre os olhos (ver apêndice 1). Sua carapaça (lado dorsal) é tipicamente um verde escuro e marrom manchado, mas os padrões de cor ventral podem variar muito (ver apêndice 2).

Existem muitas organizações, pesquisadores, grupos de cientistas cidadãos e educadores que atualmente realizam o monitoramento da população de caranguejos verdes. No entanto, a falta de um protocolo padronizado dificulta a comparação de conjuntos de dados e, em última instância, a compreensão das populações de caranguejos verdes em escala local e regional. Este protocolo foi projetado para quantificar a dinâmica populacional espostel de caranguejos verdes na zona intertidacita rochosa na Nova Inglaterra e no Canadá Atlântico. Idealmente, o desenvolvimento de uma pesquisa padronizada, barata e facilmente adaptável promoverá esforços de monitoramento de longo prazo por uma ampla gama de usuários, incluindo pesquisadores, cientistas cidadãos, educadores e estudantes.

Embora os caranguejos verdes sejam as espécies-alvo de interesse neste protocolo, os dados também são coletados para os jonas e caranguejos-rocha nativos(Cancer borealis e Cancer irroratus),bem como o invasivo caranguejo-livre asiático(Hemigrapsus sanguineus). Estas são espécies de caranguejos comumente encontradas na zona intertidacita rochosa no norte da Nova Inglaterra, e as tendências em sua distribuição populacional e abundância têm significado ecológico e econômico. Um Guia Intertidal de Campo de Caranguejo foi desenvolvido juntamente com este protocolo para ajudar na identificação de caranguejos (Apêndice 1) específico do norte da Nova Inglaterra. Uma plataforma de entrada e armazenamento de dados chamada "Intertidal Green Crab Project" também foi desenvolvida para este protocolo usando o Anecdata19. Anecdata é uma plataforma gratuita de ciência cidadã online que fornece soluções móveis e baseadas na Web para coletar e acessar observações, e fornece uma plataforma fácil de usar para coletar, gerenciar e compartilhar dados facilmente.

Protocolo

1. Tempo de trabalho de pesquisa

  1. Realizar levantamentos entre maio e novembro, durante o auge da produtividade na zona intertidal.
  2. Agende pesquisas em torno de marés negativas ou zero (geralmente ciclos novos e lua cheia) para permitir tempo adequado na zona intertidal baixa (ou seja, pelo menos 2 horas).

2. Preparação pré-pesquisa

  1. Localize e imprima todas as guias de campo e folhas de coleta de dados (ver Apêndices) antes de realizar a pesquisa, se esse for o método preferido. Se estiver usando o aplicativo Anecdata para guias de campo e coleta de dados, visite o site da Anecdata e participe do Projeto Caranguejo Verde Intertidal19. A folha de coleta de dados e as categorias de coleta anecdata são idênticas.

3. Seleção e descrição do site

  1. Local de ação de ondas e o local intertidal rochoso abrigado com paralelepípedos (ou seja, não estáveis, enrolados por ação de ondas) e habitat do dossel de algas. Certifique-se de que há pelo menos 100 m de costa para acomodar a amostragem planejada.
  2. Regissuço a localização do site de estudo usando uma unidade de sistema de posicionamento global (GPS) ou um dispositivo como um smartphone que tem capacidade gps (por exemplo, muitos aplicativos de bússola são gratuitos para baixar ou já estão pré-programados em smartphones). O site de registro coordena a Ficha técnica da Pesquisa Intertidal (Apêndice 3) ou diretamente no Projeto Caranguejo Verde Intertidal em Anecdata.
  3. No tempo de maré baixa previsto (determinado a partir do site de Predicações da Maré NOAA ou de um aplicativo como o Tides) execute uma fita transectal de 50 m verticalmente da zona intertidal baixa (ou seja, a zona de respingo) até a zona intertidal alta (ou seja, a zona microalgal preta que é tipicamente seca na maré alta). Divida a distância resultante em três seções iguais: alta, média e baixa(Figura 1). O trecho intertidal baixo, paralelo ao litoral, é a área de amostragem alvo.
  4. Dentro da zona intertidal baixa, meça uma distância de 100 metros paralela à costa (Figura 2) e estabeleça marcadores permanentes delineando esta zona usando vergalhões ou pontos de referência permanentes naturais, como pedregulhos imóveis, borda, estacas de acoplamento, etc.

4. Realização de levantamento

  1. Antes de chegar ao site da pesquisa, regissuça as seguintes informações sobre a Ficha técnica da Pesquisa Intertidal (Apêndice 3) ou diretamente no Projeto Caranguejo Verde Intertidal em Anecdata: nome do local, data de amostragem, participantes, hora e altura da maré baixa no local/data a ser amostrado (determinado pelo site da NOAA Tide Predications, ou um aplicativo como Marés), e fase lunar (determinado usando um calendário lunar como www.moongiant.com).
  2. Ao chegar ao local da vistoria, localize o trecho de 100 metros da costa intertida baixa onde será realizada a vistoria, desembale e organize folhas de dados e guias de campo.
  3. Opcionalmente, meça a temperatura da água usando um termômetro digital impermeável na água rasa adjacente à área de amostragem.
    1. Meça a salinidade colocando várias gotas de água coletadas adjacentes à área de amostragem no prisma de refração de um refratômetro de salinidade.
    2. Recorde da temperatura da água em °C e salinidade em partes por mil (ppt) na Ficha de Dados da Pesquisa Intertidal ou diretamente no Projeto Caranguejo Verde Intertidal no aplicativo Anecdata.
  4. Inicie o levantamento por acaso lançando o quadrat de 1 m2 dentro da área predefinida da zona intertidal baixa que corre paralelamente ao litoral (não é necessário uma fita transect para realizar o levantamento porque a área da amostra já foi definida). Registre uma estimativa visual do percentual de rocha movevel (ou seja, paralelepípedos/cascalho que você pode olhar por baixo) e cobertura de dossel de algas (por exemplo, Ascophyllum ou Fucus spp.) dentro do quadrat até o quarto porcento próximo (ou seja, 0, 25, 50, 75 ou 100%). Um habitat intertidal rochoso é frequentemente irregular e pode conter áreas de areia, lama, borda ou outros habitats onde caranguejos verdes não são encontrados.
    1. Para evitar distorcer as estimativas de densidade por amostragem de habitat inadequado, apenas os quadrats amostrais com rochas móveis superiores a 50%, ou mais de 50% de dossel de algas. Evite também áreas de amostragem onde pedregulhos ou bordas são visivelmente elevados acima do perfil do litoral dentro da zona intertidal baixa, pois este habitat pode ser mais representativo da zona intertidal média.
  5. Dentro de cada quadrat, levante rochas ou paralelepípedos e mova cuidadosamente as algas para procurar caranguejos. Certifique-se de substituir todas as rochas e algas como elas são encontradas. Recolher todos os caranguejos encontrados e armazená-los em um balde até que todo o quadrat tenha sido revistado.
  6. Identifique as espécies de cada caranguejo usando o Guia intertidal de campo de caranguejo (apêndice 1, ou fonte na plataforma do projeto Anecdata) e registe os códigos de espécie listados na Ficha de Dados da Pesquisa Intertidal (Apêndice 3) ou no Projeto Caranguejo Verde Intertidal no aplicativo Anecdata.
  7. Meça a largura da carapaça (CW) de cada caranguejo na parte mais larga da carapaça, abrangendo da ponta à ponta das espinhas terminais, até os 1 mm mais próximos usando pinças Vernier.
  8. Use o abdômen (ou 'avental') no lado ventral do caranguejo para determinar o sexo. Caranguejos machos tendem a ter um abdômen estreito, pontiagudo e caranguejos fêmeas tendem a ter um abdômen mais largo em forma de colmeia(Apêndice 1). Só gravar sexo para caranguejos ≥ 10 mm CW.
  9. Para todos os caranguejos, número recorde de garras, número de pernas, condição de casca (ou seja, casca dura ou macia como determinado por se a carapaça resiste (dura) ou dá (suave) quando a pressão do dedo é aplicada), e a presença (ou seja, ovigerante) ou ausência de ovos extrudados para fêmeas.
  10. Opcionalmente, registo a cor para caranguejos verdes, mas não para outras espécies de caranguejos, utilizando o protocolo de cores desenvolvido por Young e Elliot20 (apêndice 2). Este protocolo só deve ser usado se os chips de tinta reais puderem ser originados e trazidos para o campo, pois as versões impressas podem variar substancialmente. Identifique a condição da casca pré-molt para caranguejos verdes usando indicadores externos pré-molt(apêndice 4, ou fonte na plataforma de projeto Anecdata). Os caranguejos verdes pré-molt estão dentro de 3 semanas de fundição e são de particular interesse para a emergente pesca de caranguejo verde de concha macia21,22.
  11. Devolva todos os caranguejos ao habitat dentro do quadrat uma vez que todas as medidas e características tenham sido registradas.
  12. Continue por acaso lançando o quadrat dentro da área intertidal baixa predefinida até que um total de 10 m2 seja amostrado. Mova-se continuamente ao longo da área intertidal baixa do litoral e garanta que os quadrats sejam separados por um mínimo de 1 m para que a resamplagem não ocorra e um máximo de 10 m para que a área de vistoria não ultrapasse os 100 m.

5. Gestão e análise de dados

  1. Se estiver usando folhas de dados, verifique todas as folhas de dados brutas para erros e legibilidade pós-levantamento, fotocópia, digitalização e arquivamento. Use a fotocópia para entrada de dados em uma planilha excel (ver apêndice 5, por exemplo) ou no Projeto Caranguejo Verde Intertidal no Anecdata19. Armazene folhas de dados digitalizadas eletronicamente.
  2. Realizar análises de dados adequadas à concepção do estudo. Métricas populacionais úteis incluem densidade de caranguejos (número total de caranguejos divididos pelo número total de quadrats amostrados), razão sexual, frequência de tamanho cumulativo, taxa de lesão, razão de condição da casca e taxas gerais de encontro de espécies (por exemplo, % de caranguejos nativos versus invasivos).

Resultados

Em 2019, este protocolo foi usado para realizar pesquisas mensais de caranguejo verde intertidal em três locais de maio a novembro (Sandy Point, Yarmouth, ME (43°46'17.92"N, 70° 8'45.52"W), Robinhood Cove, Georgetown, ME (43°48'13.80"N, 69°44'50.97"W), e New Meadows River, West Bath, ME (43°51'17.84"N, 69°51'55.20 "W)), e em um local de maio a agosto (Rio Damariscotta, Walpole, ME (43°56'9.42"N, 69°34'52,75")). Os dados coletados indicaram grandes variações na densidade populacional de caranguejos verdes espac...

Discussão

Este protocolo descreve um método de pesquisa para avaliar tendências espaciais e temporais de populações de caranguejos na zona intertidacita rochosa que é acessível a vários usuários, incluindo pesquisadores, educadores, estudantes e cientistas cidadãos. Os benefícios deste protocolo incluem: não requer equipamentos especializados ou caros, a metodologia é acessível para uma ampla gama de níveis de habilidade (por exemplo, alunos do3º e4º ano que o utilizaram com sucesso), e pode s...

Divulgações

O autor não tem nada a revelar.

Agradecimentos

Eu gostaria de reconhecer os muitos pesquisadores, alunos, professores e cientistas cidadãos que testaram e me ajudaram a melhorar esse protocolo nos últimos anos: Dr. Gabriela Bradt, Dr. Robert Steneck, Erica Ferrelli, Ethel Wilkerson, Susan Ayers e a Escola Central de Georgetown alunosdo 3º e 4º ano, Julie Upham e os alunos do 4º ano da West Bath, a equipe gmri vital signs, e os Voluntários do Serviço Comunitário Idexx Laboratories.th th Agradeço a Anne Hayden, Caitlin Cleaver e Hannah Webber por fornecerem comentários e sugestões sobre este manuscrito. Agradeço às seguintes fontes de financiamento para apoiar o desenvolvimento e execução deste protocolo: NOAA Saltonstall-Kennedy Grant Program (Grant #NA18NMF4270194), Maine Sea Grant, Robert and Patricia Switzer Foundation, e o Georgetown Island Education Fund. Finalmente, este manuscrito foi muito melhorado graças a comentários e edições fornecidos por três revisores anônimos.

Materiais

NameCompanyCatalog NumberComments
1 m2 PVC quadrat (1/2" PVC)Any hardware/home improvement storePVC can be sourced at any hardware/home improvement store and cut into 1m lengths to form quadrat (4 1/2" PVC elbows will also be needed to connect 1 m lengths into square)
1/2" rebarHome depot5152*optional (for marking low intertidal area)
40 m Fiberglass Transect TapeGrainger3LJX1
5 gal bucketHome depot05GLHD2
Ade Advanced Optics Salinity RefractometerAmazon*optional
Clip boardAny office supply store or Amazon
Uei Waterproof Digital ThermometerAmazon*optional
Vernier calipersBel-ArtMany companies make calipers, however our preferred brand is Bel-Art which can be sourced on Amazon

Referências

  1. Barnosky, A. D., et al. Approaching a state shift in Earth's biosphere. Nature. 486, 52-58 (2012).
  2. Butchart, S. H. M., et al. Global biodiversity: indicators of recent declines. Science. 328, 1164-1168 (2010).
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  21. Peters, G. P., et al. The challenge to keep global warming below 2 C. Nature Climate Change. 3, 4-6 (2013).
  22. Masson-Delmotte, V., et al. IPCC. Summary for Policymakers. Global Warming of 1.5 °C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5°C above pre-industrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. 32, (2018).

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