Centre for Ecology, Evolution and Environmental Changes

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Deep mitochondrial DNA phylogeographic divergence in the threatened aoudad Ammotragus lervia (Bovidae, Caprini)

Publication . Derouiche, Louiza; Irzagh, Ahmed; Rahmouni, Rafiq; Tahri, Redouane; Hadjeloum, Mohamed; Bouhadad, Rachid; Fernandes, C

The aoudad or Barbary sheep (Ammotragus lervia) is a threatened ungulate emblematic of North Africa, whose population structure and subspecific taxonomy have not been examined genetically. This knowledge is essential and urgently needed to inform ongoing conservation and management efforts. We analysed the mitochondrial cytochrome b gene and four nuclear genes (casein kappa, spectrin beta nonerythrocytic 1, thyroglobulin, thyrotropin subunit beta) for the first phylogeographic survey of the aoudad, and uncovered a deep Mediterranean-Saharan mitochondrial split separating two highly distinct evolutionary lineages. Their level of divergence is greater than or comparable to those observed between several pairs of congeneric species of different caprine genera. The split was estimated to have occurred in the Early Pleistocene, about 1.3 million years ago. None of the four nuclear genes surveyed, chosen because they have been used in phylogeographic and species-level phylogenetic studies of bovids, allowed us to detect, likely due to their slow evolutionary rate, the substantial and geographically coherent subdivision revealed by mitochondrial DNA. This study is evidence and testament to the ability of mitochondrial DNA, probably unrivalled by any other single-locus marker, as an exploratory tool for investigating population genealogy and history and identifying potential evolutionarily significant units for conservation in animals.

2020-05-20Journal article

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Modelling the role of ground-true riparian vegetation for providing regulating services in a Mediterranean watershed

Publication . Aparício, Bruno A.; Nunes, João Pedro; Bernard-Jannin, Léonard; Dias, Luís Filipe; Fonseca, André; Ferreira, Teresa

Intensive agricultural and industrial activities are often considered major sources of water contamination. Currently, riparian vegetation (RV) is increasingly being promoted as a solution to balance the potentially adverse effects that agriculture may have on water quality. Nonetheless, existing RV is often overlook in recent modelling efforts, failing to capture the current amount of ecosystem services provide. Here, we used the Soil and Water Assessment Tool ecohydrological model to simulate the influence of ground-true RV on i) nutrient (nitrate and total phosphorus) and sediment exports from agricultural areas and ii) its effect for in-stream concentrations. These results are further compared against a set of hypothetical scenarios of different RV widths and different land-uses. Our results point to a great relevance of existing RV in controlling in-stream concentration of sediments and nutrients where pressure from agriculture is highest, preventing them to surpass limits set in the EU Water Framework Directive. On the other hand, in areas with industry discharges, the role of RV is limited and model results suggest that restoring RV would have limited impacts. We illustrate how existing RV may already provide strong but not acknowledged water quality regulation services, how these services can differ substantially between nearby streams, and that effective strategies to improve water quality using RV must acknowledge existing patterns of vegetation, land use and contamination sources.

2022-08Journal article

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Diverse bioerosion structures in lower Pliocene deposits from a volcanic oceanic island: Baía de Nossa Senhora section, Santa Maria Island, Azores (central North Atlantic)

Publication . Dávid, Árpád; Uchman, Alfred; Ramalho, Ricardo Dos Santos; Madeira, José; Melo, Carlos; Madeira, Patrícia; Rebelo, Ana Cristina; Berning, Björn; Johnson, Markes E.; Ávila, Sérgio P.

Pliocene body fossils from Santa Maria Island, Azores, have been studied for decades, but only more recently have ichnofossils received their due attention. Calcareous Pliocene deposits from the Baía de Nossa Senhora section contain numerous, diverse, well-preserved natural casts of invertebrate borings. The study of this type of fossils adds to knowledge on the dispersal of benthic faunas across oceans to volcanic oceanic islands. The borings belong to seven ichnogenera and twenty-two ichnotaxa at the ichnospecies level with more than half pertaining to Entobia, which is produced by clionaid sponges. Other borings found were produced by bivalves (Gastrochaenolites), polychaete worms (Caulostrepsis and Maeandropolydora), sipunculid worms (Trypanites), phoronid worms (Talpina) and ctenostome bryozoans (Iramena). The occurrence, ichnogeny, distribution and preservational state of the borings suggest that the bearing bioclasts have been exposed for several years on the sea floor. The borings derive from different bathymetric zones on the shelf, and their formation took place during several bioerosional phases. The association of borings belongs to the Entobia ichnofacies, which is typical of carbonate rocky shores, and shows close similarity to those described from the Paratethys, Mediterranean and partly the eastern Atlantic regions. This fits the idea that most of the Neogene shallow-water marine fauna in the Azores is biogeographically related to the eastern Atlantic shores.

2021-05-01Journal article

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Recent evolution of spatial and temporal patterns of burnt areas and fire weather risk in the Iberian Peninsula

Publication . Menezes, Tomás; Nunes, João Pedro; Pereira, Mário Gonzalez

2020-05Journal article

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The role of the invasive African clawed frog as vector of Ranavirus for native fishes and amphibians

Publication . Coutinho, Catarina Dias; Rosa, Gonçalo Miranda,1983-; Rebelo, Rui Miguel Borges Sampaio e,1969-

A rã-de-unhas-africana, Xenopus laevis (Daudin, 1802), é um anfíbio aquático nativo do sudeste africano e que possui várias populações introduzidas nas Américas e Europa, incluindo em Portugal. Em 2010, as populações de X. laevis introduzidas nas ribeiras de Oeiras (Laje e Barcarena), em Lisboa, foram submetidas pela primeira vez a um bem-sucedido programa de erradicação, ainda ativo, com o objetivo de controlar e possivelmente eliminar a invasão. A natureza invasora da espécie torna-a uma ameaça local, não só devido à predação de fauna bentónica, mas também por predar espécies nativas de peixes e anfíbios. Nestas ribeiras X. laevis coexiste com duas espécies de peixe ameaçadas, que fazem parte da sua dieta e que podem ser prejudicadas por agentes patogénicos invasores, a criticamente ameaçada boga-portuguesa, Iberochondrostoma lusitanicum (Collares-Pereira, 1980) e a vulnerável verdemã-comum, Cobitis paludica (de Buen, 1930). À semelhança de outros anfíbios invasores, X. laevis é conhecido pela sua elevada resiliência e facilidade de invasão de habitats não-nativos, com potencial para atuar como fonte de novos parasitas e agentes patogénicos, ajudando a mantê-los no sistema. Os Ranavirus são um grupo de agentes patogénicos emergentes e particularmente preocupantes devido à sua vasta gama de hospedeiros e de estirpes e à capacidade de infetar tanto anfíbios e répteis, como peixes. Estes vírus, que causam a doença ranavirose, estão cada vez mais associados a surtos epidémicos em populações de anfíbios e consequente mortalidade por todo o mundo, como na Serra da Estrela, em Portugal. O vírus pode estar presente nos indivíduos sem estes apresentarem sinais de infeção, o que possibilita a transmissão entre indivíduos e espécies e aumenta a probabilidade de dispersão por humanos. Tal como outros anfíbios invasores, X. laevis pode desempenhar um papel fundamental na introdução e dinâmica deste vírus em alguns sistemas aquáticos. Em 2012, foi detetado Ranavirus em indivíduos de X. laevis, nas ribeiras de Oeiras. Este grupo de agentes patogénicos é um género que possui diversas estirpes que variam em termos de especificidade do hospedeiro, virulência e distribuição geográfica. Para estudar estes vírus são utilizados diferentes métodos de amostragem que diferem no tipo de tecido consoante a espécie e o objetivo do trabalho. As técnicas mais invasivas, mas consideradas mais eficazes na deteção do vírus implicam a dissecação dos animais para recolha de órgãos internos. Outras técnicas utilizam tecidos externos como falanges, caudas ou barbatanas. Existem ainda técnicas menos invasivas na qual se opta por esfregaços. Este projeto teve como objetivos perceber se a campanha de erradicação teve impacto na prevalência de Ranavirus nas ribeiras de Oeiras ao longo de sete anos, e se X. laevis serve como vetor do mesmo agente patogénico para anfíbios nativos e espécies de peixes de água doce ameaçadas de extinção. Além disso, considerando a inclusão de espécies ameaçadas no projeto, pretendi testar métodos de amostragem com diferentes taxas de perturbação (tecido de barbatana e esfregaços orais) em indivíduos de I. lusitanicum. Para testar as hipóteses procedemos à coleção de amostras utilizando diferentes métodos. Para amostrar a espécie invasora, X. laevis, utilizámos animais capturados em sete anos da campanha de erradicação (2012-2018), provenientes de 26 locais diferentes ao longo de duas ribeiras (Laje e Barcarena). Após dissecação dos indivíduos selecionados, foram recolhidas amostras de fígado. Para os indivíduos que se encontravam vivos retirou-se uma falange. Para recolher amostras de espécies nativas realizaram-se saídas de campo, no verão de 2018, a três locais: Fábrica da Pólvora e Missionários da Consolata (Ribeira de Barcarena, em zonas invadidas por X. laevis) e Gandarela (Ribeira do Jamor, uma ribeira onde X. laevis nunca foi encontrado). Recolhemos amostras de falanges de Pelophylax perezi (rã-verde), e esfregaços orais e tecido da barbatana caudal dos indivíduos de I. lusitanicum e C. paludica. Todos os animais foram medidos e o sexo dos indivíduos de X. laevis foi identificado. Os tecidos e esfregaços foram submetidos à extração do ADN e testados para a presença de ADN de Ranavirus através de qPCR. Foi ainda construída uma árvore filogenética com sequências de Ranavirus das espécies amostradas em Oeiras e com outras sequências de Ranavirus publicadas. Ao contrário do esperado, X. laevis parece não ser a origem de Ranavirus em Oeiras, pois o vírus foi encontrado num local nunca invadido pela espécie (Gandarela, ribeira do Jamor). No entanto, a rã invasora pode ainda ser importante na dinâmica do vírus, atuando como reservatório e vetor. De 2012 a 2017, houve uma aparente diminuição da prevalência de Ranavirus em X. laevis com uma média de 14% (22/163). No entanto, a rã P. perezi e os peixes nativos, I. lusitanicum e C. palúdica, têm prevalências mais elevadas, 29% (12/41), 49% (40/82) e 100% (13/13), respetivamente. Apesar destas três espécies poderem servir de reservatório para Ranavirus, C. paludica pode estar a desenvolver a doença, pois foram observadas lesões externas. A maior prevalência das espécies de peixes pode dever-se a questões ambientais, como a temperatura, ou então a condições de stress provocadas pelo homem. De todas as variáveis testadas (Ano, Local, Sexo e tamanho dos indivíduos) houve apenas uma relação significativa para o tamanho corporal para as rãs-verdes, com uma menor deteção de Ranavirus em animais maiores, o que indica um desenvolvimento de mecanismos de resistência ao vírus. Em relação à filogenia, foram identificadas duas possíveis estirpes de Ranavirus diferentes, pertencentes ao grupo FV3. De um total de 18 sequências, 17 são idênticas e uma das sequências possuía uma única mutação. Desta forma, no caso de uma única origem do vírus, pode ter ocorrido evolução deste no próprio ecossistema aquático de Oeiras, ou podem ter existido duas fontes diferentes do vírus. Tendo em conta a proximidade das sequências de Oeiras com outras isoladas em répteis e anfíbios, a fonte de Ranavirus poderá ser uma espécie de herpetofauna, como a Tartaruga da Florida (Trachemys scripta) presente em Oeiras. No entanto a alta prevalência encontrada nos peixes e o facto de Ranavirus ser transmitido entre classes pode indicar também que os peixes invasores existentes nestas ribeiras, tal como a Perca-Sol (Lepomis gibbosus), possam estar na sua origem. Em geral, o sucesso na erradicação de X. laevis significa que há menos animais a servirem de reservatório e vetor de Ranavirus para outros animais. No entanto, esta erradicação pode ter conduzido ao aumento de prevalência nas espécies nativas de diversas formas: a ausência de X. laevis como diluidor de Ranavirus e a possibilidade de ter ocorrido “spillback”. Desta forma não se espera que a prevalência nas espécies nativas diminua até que a fonte real do vírus seja encontrada. Uma avaliação a estas outras espécies invasoras presentes nas ribeiras pode revelar a trajetória deste agente patogénico em Oeiras. Finalmente, a comparação entre os dois métodos aplicados a I. lusitanicum mostrou que uma abordagem menos invasiva (esfregaços orais), pode revelar positivos para Ranavirus e pode ser uma ferramenta fundamental na amostragem de espécies ameaçadas. Porém tecidos de órgãos internos são mais confiáveis e deverão ser utilizados sempre que possível. Os resultados obtidos neste projeto são de extrema relevância para o melhor conhecimento do funcionamento de Ranavirus nos ecossistemas. A dinâmica do Ranavirus, e de doenças emergentes no geral, após o desaparecimento de uma espécie invasora é um tópico pouco abordado, pelo que este estudo se torna muito relevante. No futuro, é importante a monitorização das espécies nativas, nomeadamente de C. paludica não só por ser uma espécie Vulnerável, mas também por muitos dos indivíduos apresentarem lesões que podem estar relacionadas com ranavirose.

2019Master thesis

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