Patrones y procesos antrópicos involucrados en la dispersión regional de especies marinas exóticas : implicancias para el desarrollo de estrategias de manejo

Abstract

Las invasiones biológicas son una de las principales causas de pérdida de la biodiversidad, alterando la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. Muchas especies exóticas, además pueden producir importantes impactos en las economías, en los valores socio-culturales y en la salud humana. El tráfico marítimo es la principal vía de transporte para el comercio global, ya que cerca del 90% de todos los productos son transportados por el mar, involucrando miles de barcos que conectan océanos y sistemas costeros de todo el mundo. Los barcos han tenido y tienen un rol protagónico en la dispersión de especies exóticas marinas, transportando los organismos en los tanques de agua de lastre y/o adheridos a los cascos y otras superficies sumergidas (biofouling). Es por ello que puertos y barcos son claves en la comprensión y solución de una parte importante de los problemas asociados a las invasiones biológicas marinas. Los puertos son concentradores del comercio y tráfico marítimo global y regional (doméstico) y, por lo tanto, los principales puntos de introducción y dispersión de especies. Estos actúan como nodos a partir de los cuales las especies exóticas una vez establecidas pueden dispersarse hacia ambientes naturales o ser transportadas por embarcaciones a otros puertos del país. Desafortunadamente, una vez que una especie exótica se establece en ecosistemas marinos, la implementación de las diferentes estrategias de manejo es altamente costosa y poco eficaz a corto y largo plazo. Por lo tanto, la aplicación de medidas preventivas proactivas, incluyendo manejo de vectores, planes de monitoreo, vigilancia y respuesta rápida, es la forma más efectiva de minimizar la introducción de especies. A nivel internacional, ya se han desarrollado algunas estrategias de prevención para reducir la presión de propagación de especies exóticas por el agua de lastre de los barcos. Sin embargo, las normativas vigentes son insuficiente para interceptar todos los organismos invasores marinos en parte porque no es aplicable a todos los tipos de embarcaciones y porque, aun no existen regulaciones semejantes a las del agua de lastre para el manejo de biofouling. En este sentido, los planes de detección temprana y respuesta rápida contemplan una serie de principios para reducir el establecimiento y dispersión de las especies ya introducidas. Forman parte de estos, la integración de datos globales mediante modelos espaciales para predecir posibles escenarios de propagación y colonización. Esta tesis doctoral tuvo como objetivo general estudiar los patrones y procesos antrópicos involucrados en la dispersión regional de especies marinas exóticas y discutir las implicancias de estos en el desarrollo de estrategias de manejo en Argentina. Para ello se plantearon cuatro objetivos específicos. El primero fue identificar y cuantificar las especies marinas exóticas presentes en los golfos norpatagónicos. A través de diferentes tipos de muestreos en dos de los puertos más importantes del norte de Patagonia, San Antonio Este y Puerto Madryn, se relevaron más de 180 taxones y se encontró que cerca del 50% de las especies identificadas en cada puerto son exóticas para Argentina, algunas de las cuales no habían sido registradas previo a esta tesis. Esto refuerza la importancia de implementar programas de monitoreo en puertos, utilizando diferentes metodologías que amplíen las capacidades de detección. El segundo objetivo fue caracterizar la conectividad marítima a nivel regional entre los principales puertos marinos y estuarinos de país. Este tipo de análisis es una herramienta predictiva para futuras invasiones, permitiendo generar mapas de riesgo, identificando áreas prioritarias para optimizar capacidades y recursos. Los resultados mostraron que el tráfico de barcos pesqueros entre puertos bonaerenses y patagónicos es muy notable, superando en algunos casos al de los barcos comerciales y que estas embarcaciones podrían estar cumpliendo un rol protagónico en la dispersión regional de especies. El tercer objetivo específico fue analizar y discutir medidas de manejo de dispersión regional de especies marinas exóticas por embarcaciones, a partir de un caso modelo de limpieza de biofouling en Argentina. Con la participación de diferentes actores e instituciones, se demostró que la limpieza de cascos de barcos por varamiento es una alternativa de manejo más conveniente y segura que la tradicional limpieza en el agua, donde actualmente no se contempla la captura de los organismos removidos. Complementariamente, y cómo último objetivo específico, se realizaron predicciones de dispersión espacial de especies exóticas invasoras utilizando modelos de distribución de especies, para identificar áreas prioritarias de monitoreo y acciones tempranas de manejo. Los resultados y discusiones alcanzados por esta tesis son una contribución pionera y fundamental para desarrollar estrategias de prevención y manejo integrales, efectivas y al menor costo posible, que permitirán minimizar la introducción de especies exóticas y sus posibles impactos ecológicos, económicos y culturales.

Biological invasions are one of the primary causes of biodiversity loss, affecting the structure and functionality of ecosystems. Invasive species can also impact the local and global economy, as well as socio-cultural and human health aspects. Marine traffic is the main global commercial route, given that 90% of commodities are transported by sea, connecting countries and coastal ecosystems worldwide. Vessels had and still have a central role in the spread of exotic marine species, transporting them in the ballast water tanks or attached to hulls and other submerged surfaces (i.e., biofouling). Thus ports and vessels are key components to understand and design solutions to the vast consequences of marine biological invasions. Ports concentrate regional and global commercial traffic, becoming the main point of entrance and dispersal of invasive species. Once established, exotic species can either spread to other environments or get transported on vessels to other ports. Unfortunately, once exotic marine species are established, management strategies are both expensive and ineffective in the short and long term. Thus, proactive preventive strategies like vector management, monitoring, surveillance, and rapid response plans are the most effective ways to minimize species introduction. Several international preventive measures have helped reduce exotic species spreading through vessels’ ballast water tanks. However, these measures are insufficient to prevent all marine invasive species dispersal, as they do not apply to every type of vessel and there is a lack of equivalent strategies for biofouling. Therefore, early detection and rapid response plans focus on reducing the establishment and spread of already introduced invasive species. For example, global spatial models that help predict possible spreading and invasive scenarios. The goal of this PhD thesis was to study the patterns and anthropic processes involved in the regional dispersal of marine exotic species, and to discuss their role in implementing management strategies in Argentina. Four specific goals are proposed. First, to identify and quantify exotic marine species present in the gulfs of northern Patagonia. Through different sampling methods on two of the most important ports of northern Patagonia, San Antonio Este and Puerto Madryn, over 180 taxa were identified, of which nearly 50% are exotic in Argentina and some even represent new records. These results highlighted the importance of developing management strategies for ports including different methodologies that increase the ability to detect exotic species. The second specific goal was to characterize the regional connectivity between marine and estuarine ports in Argentina. These analyses help predict future invasions, resulting in risk maps to identify priority areas where to focus resources and infrastructure. Results showed a steady fishing vessels traffic between ports in Buenos Aires and Patagonia, in some cases even surpassing commercial vessels traffic. The third specific goal was to analyze and discuss management measures to reduce the regional spread of exotic marine species through vessels, using a pioneer case study of hull cleaning in Argentina. This study involved different stakeholders and institutions, and showed that the hull cleaning by beaching is a more convenient and safe management alternative than in-water classical procedures, which do not include capturing the removed organisms. Finally, the fourth goal, and complementing the previous ones, was to predict the spatial dispersion of invasive exotic species through species distribution models. These models helped identify priority areas to apply early detections and rapid response plans. The results and discussion of the PhD thesis presented here are a pioneer and fundamental contribution to developing effective, integral, and low-cost preventive management strategies to minimize exotic species introduction and their ecological, economic, and cultural impacts.