Untitled

Funder

Organizational Unit

Publications

Changes in taxonomic, functional and phylogenetic diversity of the fish assemblage in a temperate estuary

Publication . Monteiro, Fábio Miguel Barroso; Vasconcelos, Rita; Martinho, Filipe

Os estuários são áreas de transição entre os rios e os mares, extremamente importantes para as comunidades de peixes, que utilizam os estuários para se alimentarem, como áreas de viveiro e como parte das suas rotas de migração. Devido à alta produtividade que é característica dos estuários e à elevada importância económica das suas espécies, as áreas estuarinas têm sido altamente exploradas pelo Homem. Esta sobre-exploração juntamente com as alterações climáticas, fazem dos estuários um dos ecossistemas mais ameaçados a nível global. A biodiversidade é um recurso natural valioso, quer a nível económico como cultural, e é também um excelente indicador ecológico. É também um conceito muito vasto, que engloba três vertentes (taxonómica, funcional e filogenética). O principal objetivo deste trabalho foi investigar a variabilidade espacial, sazonal e temporal das comunidades de peixes do estuário do Mondego, bem como a influência das variáveis ambientais na comunidade de peixes. Para cumprir este objetivo, utilizámos uma série temporal, com amostragens periódicas efetuadas no estuário, entre 2003 e 2013, com informações sobre a riqueza específica, as respetivas abundâncias de cada espécie em cada sessão de amostragem e os valores das variáveis ambientais (temperatura, salinidade, oxigénio, curso de água, precipitação e o índice North Atlantic Oscilation (NAO). Cada espécie foi classificada a nível taxonómico e de acordo com cinco características funcionais (preferência de salinidade, mobilidade, dieta, modo de alimentação e tamanho máximo) e dois genes mitocondriais (16s e COI). Para investigar as alterações nas comunidades de peixes do estuário, foram utilizados diversos índices de cada vertente da diversidade (taxonómica – riqueza específica, Shannon-Wiener, Simpson e Pielou; funcional – espécies funcionalmente únicas, riqueza funcional, equitabilidade funcional, divergência funcional, dispersão funcional e índice de Rao; e filogenética – índice de Rao e distância mínima entre pares de espécies). Para além disso, foi feita uma comparação direta entre as três vertentes da diversidade, utilizando o índice de Rao, uma vez que este índice permite fazer uma comparação entre vertentes distintas. Em relação às variáveis ambientais, os nossos resultados estão de acordo com outros estudos já realizados, onde a salinidade (relação direta), a temperatura (relação direta) e o caudal de água doce (relação inversa), foram os fatores que mais influenciam as comunidades de peixes. Para além disto, os nossos resultados, destacam a estabilidade das comunidades de peixes do estuário do Mondego, uma vez que não existiram diminuições de diversidade em nenhuma das três vertentes (com exceção da riqueza funcional, que está provavelmente relacionado com o desaparecimento de várias espécies de água doce devido a um aumento da salinidade), apesar de variações sazonais ao nível das abundâncias das espécies e de alguma variação entre anos em vários índices. As variações sazonais ao nível da equitabilidade (que aconteceram no verão), poderão estar relacionadas com a biologia reprodutiva das espécies e com as migrações associadas à reprodução das mesmas, uma vez que os juvenis da maior parte dos peixes que utilizam este estuário como área de viveiro, atingem densidades muito elevadas no estuário na primavera/verão. Verificou-se também um gradiente espacial (provavelmente causado pela salinidade), de montante a jusante, com as riquezas específica e funcional, mais elevadas a jusante e mais baixas a montante enquanto que a equitabilidade das espécies mais baixa a jusante e mais elevada na zona central do estuário. Relativamente à diversidade filogenética, não foi notório um gradiente espacial, uma vez que existiu uma diversidade filogenética maior a montante e a jusante do estuário e menor na zona central, o que poderá estar relacionado com uma maior diversidade característica das zonas marinhas e dulçaquícolas adjacentes ao estuário do que na área estuarina.

2016Master thesis

Open access

Green turtles on the Island of Cavalos (Guinea-Bissau): abundance, nest success and experimental nest protection

Publication . Sampaio, Manuel Maria Arauz da Sá; Catry, Paulo Xavier,1968-; Rebelo, Rui Miguel Borges Sampaio e,1969-

Das sete espécies extantes de tartarugas marinhas, seis possuem actualmente um estatuto de ameaça. A caça de adultos e juvenis, a morte acidental por artes de pesca e a recolecção de ovos são algumas das muitas ameaças enfrentadas por estes animais e que podem levar ao decréscimo dos seus efectivos populacionais. Como tal, existe um esforço internacional para a preservação das várias espécies de tartaruga marinhas existentes e um dos grandes focos desses esforços são os locais de desova. É nesta altura que as tartarugas estão mais facilmente acessíveis tanto para predadores (naturais e introduzidos) como para equipas de conservação. De facto, vários estudos apontam que a recuperação de algumas populações de tartarugas se deve precisamente à protecção dos seus locais de desova e ao aumento da taxa de eclosão dos seus ovos. A tartaruga verde, Chelonia mydas (Linnaeus, 1758) é uma das sete espécies de tartarugas marinhas existentes actualmente. Esta espécie tem o estatuto de ameaça “Em perigo” (EN) atribuído pela IUCN desde a sua primeira avaliação desta espécie em 1982. Esta tartaruga encontra-se presente em águas tropicais e subtropicais em todo o Mundo, mas embora possua inúmeros locais de desova em quase toda a sua área de distribuição, existem alguns locais onde se pode encontrar uma densidade muito elevada de tartarugas nidificantes. Um desses locais é o Parque Nacional Marinho João Vieira e Poilão (PNMJV), no arquipélago dos Bijagós, Guiné-Bissau onde podemos encontrar a terceira maior população de tartarugas verdes nidificantes do Oceano Atlântico e a maior população desta espécie na costa africana. Este estudo foi realizado no PNMJVP, um parque que foi criado com o intuito de proteger as populações de tartaruga verde ali nidificantes. É neste parque que encontramos a ilha de Poilão, uma pequena ilha com apenas 50 ha, onde todos os anos milhares de tartarugas vêm desovar, onde a densidade de ninhos pode ser superior a 1 ninho por metro quadrado, com um total de ninhos que em anos de maior abundância ultrapassa os 30 000. Contudo, embora nesta ilha ocorram censos anuais da população de tartarugas nidificante, as restantes ilhas do PNMJVP encontram-se relativamente pouco estudadas. O PNMJVP é composto por 4 ilhas, alguns ilhéus e bancos de areia e a água que as envolve, possuindo ao todo 450 km2 de área. Dessas quatro ilhas, para além de Poilão, apenas na ilha de João Vieira foi quantificada a população nidificante de tartarugas, com um total estimado de 596 ninhos em 2011, bastante diferente dos mais de 30 000 ninhos estimados para Poilão no mesmo ano. Nas restantes ilhas (Cavalos e Meio), nunca foi feito um estudo científico direccionado às populações de tartarugas. As ilhas do PNMJVP são sagradas para os Bijagós da ilha vizinha (Canhabaque), sendo propriedade tradicional de quatro aldeias (tabancas) da mesma. Embora as quatro ilhas sejam sagradas e desempenhem um papel fundamental no ritual de passagem à idade adulta praticado pelos bijagós (o “fanado”), existem normas de conduta diferentes entre as várias ilhas. Enquanto que em Poilão é proibido o derramamento de sangue e o corte da vegetação, essas regras relaxam nas outras ilhas. Em Cavalos já não existem regras contra o derramamento de sangue, embora não seja permitida a entrada na floresta a quem não passou ainda pelo ritual do “fanado”. Finalmente, nas ilhas de João Vieira e Meio, é praticado “m’pam pam”, uma prática de agricultura itinerante de arroz que envolve o uso de queimadas e o corte da vegetação nativa, intervalada por alguns anos (a duração do intervalo é variável) durante os quais na zona intervencionada existe crescimento de floresta secundária. Na ilha de Cavalos, existem porcos ferais, Sus scrofa (Linnaeus 1758), que se pensa terem sido introduzidos pelos nativos das ilhas vizinhas e cujo impacto na população de tartarugas é desconhecido. No primeiro capítulo desta tese foi feita uma estimativa do número total de tartarugas que utilizaram a ilha de Cavalos como local de nidificação em 2016. Esse valor foi comparado com a intensidade de utilização das ilhas de João Vieira e Poilão, podendo-se assim determinar que a ilha de Cavalos tem uma importância intermédia entre João Vieira e Poilão, com mais de 2000 ninhos estimados para esse ano. Foi feita também uma análise da utilização das diferentes zonas da ilha e dos seus habitats. As tartarugas não utilizaram a ilha por igual, evitando a costa sul e concentrando os seus ninhos nas dunas da costa sudeste. O sucesso de nidificação em Cavalos foi aproximadamente metade do registado em João Vieira e em Poilão (cerca de 35% em Cavalos e 70% nas outras ilhas). Pensamos que essa diferença possa dever-se às características da costa de Cavalos, que em grande parte da sua extensão não apresenta habitat propício para a desova, visto que na maré alta o mar sobe até à floresta. Para além de estudar as dinâmicas de desova na ilha, foi feita uma análise focada nos predadores dos ninhos de tartaruga. Em Cavalos, os varanos, Varanus niloticus (Linnaeus 1758) foram responsáveis por grande parte da predação, predando 30% dos ninhos monitorizados. Foi também registada predação por parte de caranguejos fantasma, Ocypode cursor (Linnaeus 1758) que predaram apenas 6% dos ninhos. Os porcos ferais, cujo impacto nos ninhos de tartaruga era desconhecido, não predaram nem perturbaram quaisquer ninhos, sendo que em 32 dias apenas foram encontrados 9 indícios de actividade de porcos na praia (pegadas e avistamentos). Conseguimos também determinar, através de uma regressão binomial, que a proximidade à vegetação aumenta a probabilidade de os ninhos serem predados por varanos. No segundo capítulo desta tese, foi feito um estudo direccionado à predação dos ninhos pelos varanos. Foram testados 3 métodos de protecção de ninhos, um baseado numa máscara odorífera, outro baseado na camuflagem visual dos ninhos e por fim um método de protecção com redes, já com efeitos comprovados noutras praias de nidificação. Os três métodos de protecção resultaram numa redução do total de ninhos predados de 30% para aproximadamente metade. Contudo, essas diferenças não foram estatisticamente significativas, embora os “p-value” se encontrem muito próximos do limite de 0.05. Para além disso, foi feito um teste com 2 tipos de ninhos artificiais: no primeiro foram usados ovos verdadeiros de tartaruga de forma a deixar pistas odoríferas para os predadores de tartarugas, mas visualmente os “ninhos” foram camuflados de forma a não deixar pistas visuais. No segundo conjunto foi feito o oposto. Os “ninhos”, embora não possuíssem ovos no seu interior, foram construídos de forma a terem o aspecto de ninhos verdadeiros, de maneira a providenciar apenas pistas visuais para os predadores. Os varanos foram capazes de detectar e predar os “ninhos” com ovos no seu interior, contudo não reagiram aos “ninhos” falsos sem ovos. Isto sugere que os varanos se baseiam principalmente no olfacto para detectar os ninhos. Considerando que os tratamentos de protecção de ninhos tiveram reduções similares na predação e visto que os varanos se baseiam principalmente no olfacto para a detecção de presas, o uso de uma máscara de cheiro parece ser um método a considerar na protecção de ninhos. Este resultado é importante pois a protecção de ninhos contra predadores naturais e introduzidos é uma tarefa morosa e dispendiosa quando se usam redes de metal, e o uso de máscaras de cheiro permite reduzir consideravelmente os custos e tempo envolvidos neste processo. Esta foi a primeira vez que foi feito um estudo científico direccionado às tartarugas marinhas na ilha de Cavalos. Os resultados deste estudo permitem uma melhor compreensão da importância que o PNMJVP tem para as populações de tartarugas marinhas da Guiné-Bissau.

2018Master thesis

Open access

Evaluation of thermal stress in tropical marine organisms in the context of climate warming

Publication . Madeira, Carolina; Vinagre, Catarina Maria Batista, 1978-; Diniz, Mário; Cabral, Henrique N., 1969-

The marine environment is already registering the impacts of climate change. The current increase in global temperature since pre-industrial times is disrupting life in the oceans, from the tropics to the poles. The key impacts for marine species as warming continues include shifting home ranges and altered life histories due to the direct effects of temperature on metabolism, life cycles and behaviour of organisms. These pervasive effects on species will also have a significant impact in the goods and services provided by the ocean to human society. However, the vulnerability of tropical marine species (e.g. reef fish and non-coral invertebrates) towards ocean warming is still far from clear, not only due to the gap of knowledge on general ecology and biology of most tropical species, but also because there is a lack of integrative approaches addressing physiological and molecular thermal compensation mechanisms, as well as a lack of adequate or optimized assessment tools for tropical habitats. Therefore, the aim of this thesis was to assess the vulnerability of marine species (fish, crustaceans and gastropods) from tropical reef environments to ocean warming (gradual temperature increase and heat waves), using molecular- (proteins and antioxidant enzymes), cellular (lipid peroxidation), tissue- (energy reserves), organism- (condition, critical thermal maxima) and sample population (acclimation rate, thermal safety margins, mortality) parameters to measure stress and performance. General methodologies included collecting animals from tropical shallow waters with hand nets, experimental assays testing acute and chronic thermal stress and thermal tolerance in the lab (following control and warming scenarios), periodic samplings of several tissue types and biomarker quantification (sample homogenization and posterior immunoassays, kinetic colorimetric assays and elemental analyses by isotope ratio mass spectrometry). Mathematical calculations were used for several performance parameters as well as stress indices. Multivariate (as well as multifactorial) statistical analyses were then performed for all datasets. Results revealed that chronically increased water temperatures (30˚C – 32˚C) elicited a time-dependent cellular stress response in all species tested, where chaperones and antioxidant enzymes showed the greatest fold-changes. The latter molecular responses were highly inducible in vital organs such as gills, liver and muscle, suggesting a relation to tissue function, metabolic- and oxygen diffusion rate which determine the flux of reactive oxygen species and damage potential in cells. Additionally, animals subjected to increased temperatures also showed poorer health status and decreased body condition with lower energy reserves when compared to control temperatures, although mortality levels remained unchanged. An acute exposure to increased thermal load revealed plastic upper thermal limits. However, thermal safety margins were generally low for shallow water species in reef environments, indicating a low ability to tolerate further future warming. This means that organisms will have to rely on subtidal habitats for thermal refugia as shallow water habitats (e.g. tide pools) become ecological traps where animals cannot escape heat. Overall, the results point to the importance of monitoring thermal change in the wild to provide decision makers with appropriate and detailed information to sustain conservation efforts in fragile tropical marine ecosystems.

2018Doctoral thesis

Open access

Síntese do estado de conhecimentos e propostas de investigação sobre a geo-arqueologia dos terraços no Baixo Tejo

Publication . Cunha, Pedro Proença; Cura, Sara; Martins, António; Ribeiro, João Pedro Cunha

Através dos registos geomorfológicos e sedimentares, os rios fornecem relevantes arquivos de mudanças paleoambientais, nomeadamente paleoclimáticas. As sucessões sedimentares melhor datadas são as mais importantes, com as idades numéricas dos respetivos dos eventos sedimentares, de fósseis e de materiais arqueológicos, obtidas por uma variedade de técnicas. Os arquivos fluviais do Quaternário fornecidos pelo rio Tejo em Portugal (Baixo Tejo) constituem um importante repositório de dados para estudos da evolução da dinâmica sedimentar e da paisagem, bem como da ocupação humana pré-histórica. O atual estado de conhecimentos resultantes das sucessivas abordagens usando métodos da geomorfologia, litostratigrafia, arqueologia e datação numérica no estudo dos terraços do Baixo Tejo é aqui sumariado. Também se apresentam os principais tópicos a necessitar esclarecimento e propostas de futuras linhas de investigação.

2016Journal article

Open access

Assessing changes in ecosystem functioning and services via functional traits of an estuarine fish assemblage

Publication . Monteiro, Margarida Avillez Ataíde Oliveira; Vasconcelos, Rita; Pires, Sofia Nunes Henriques Margarido, 1983-

Biodiversity loss is a pressing global issue. Yet, there is limited knowledge on the consequences of species loss for ecosystem functioning and services. The main objective of this study was to assess the potential influence on the provision of ecosystem services exerted by an estuarine fish assemblage via functional traits, and possible temporal and spatial variations. To explore links between fish biodiversity and ecosystem functioning and services we reviewed the literature for evidence on relationships between fish functional traits (e.g. body size, diet) and ecosystem service provision to humankind (e.g. nutrient cycling and biological control). Additionally, we used a time-series data on an estuarine fish assemblage (Mondego estuary, Portugal, sampled between 2003 and 2013) as a practical case-study for further developing our approach. For each fish species we assembled data on five functional traits and identified functional groups of species (e.g. through hierarchical cluster analysis). We characterized the potential contribution of the Mondego fish assemblage to the functioning of the ecosystem and its service provision. In addition, we determined the degree of functional redundancy in the fish assemblage, towards an evaluation of the degree of resilience of this assemblage in contributing to ecosystem functioning and service provision. The most important functional traits identified in the literature review to regulating services were feeding mode, diet and body size and their effects depended on both service and ecosystem. We identified seven functional groups in the fish assemblage, with potential to contribute to all regulating services analysed, except air purification, namely: nutrient cycling, coastal protection and disturbance prevention, maintenance of sediment processes and sediment redistribution, biological control, climate regulation, waste treatment and assimilation and regulation of linkages between ecosystems. However, this contribution was not equal for all groups, as each one was linked to specific services and differently represented in the fish assemblage. Also, fish functional groups showed spatial and inter-annual variation, which is probably associated with environmental conditions. The majority of fish functional traits measures were significantly correlated with salinity, temperature and oxygen and showed strong spatial and annual variation, despite a weak seasonal variation. Functional redundancy of the fish assemblage showed spatial and seasonal variations, which may be related with differences in abundance of species between stations, probably due to different environmental conditions, and seasons, which influence recruitment periods of some species. The annual functional redundancy differed between groups, with group 7 showing null values, possibly being the most vulnerable group to disturbance, and groups 5 and 6 showing the highest values, which may mean they contribute in a more resilient manner to the the provision of ecosystem services such as waste treatment and assimilation and climate regulation. This study is the first one to assess the provision of ecosystem services by the fish assemblage of the Mondego estuary through their functional traits and estimate their resilience. Future studies should develop the quantification of ecosystem services provided by fish in ecological and economical perspectives, assess the impacts of anthropogenic pressures in functional composition of fish assemblages and thus in the ecosystem services they can provide, and also estimate the resilience of those fish assemblages, which is essential to prioritize conservation efforts of fish assemblages and safeguard the services they provide.

2016Master thesis

Open access