Repositório da Universidade dos Açores
Repositório Institucional da Universidade dos Açores
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Genetic and taxonomic data corroborate the existence of lemon shark, Negaprion brevirostris (Carchariniformes: Carcharhinidae) (Poey, 1868) in Coiba National Park, Panama
Publication . Díaz-Ferguson, Edgardo; Justo‑Riverol, S.; Barreiros, João Pedro
For almost 2 years community structure, characterization and identification of the main fish species from the largest estuaries of Coiba National Park have been the focus of our research interest. Among selachii elasmobranchs (sharks), three common species (Carcharhinus limbatus, Carcharhinus leucas, and Sphyrna lewinii) have been reported during our fish collection campaigns in San Juan, Rio Negro and Boca Grande estuaries. These three species plus the white tip reef shark, Triaenodon obesus, and the nurse shark, Ginglymostoma cirratum, have been previously listed as frequent along the islands of Coiba archipelago based on visual census and environmental DNA list provided by UNESCO in collaboration with COIBA AIP Scientific Station. From February to October of 2025, six young-of-the-year (YOY) individuals were tentatively identified as lemon shark (Negaprion brevirostris), a species non-reported in this area before, were collected in Boca Grande estuary (two individuals during our dry season sampling campaign (February) and four individuals during the wet season (August–October)). Taxonomic and genetic data analysis support that collected individuals corresponded to lemon sharks, N. brevirostris. To corroborate morphological identification, genetic identification of five individuals was conducted using PCR amplification and product sequencing of a mitochondrial gene segment, cytochrome oxidase I (COI) and of the non-coding mitochondrial segment (control region). Sequences from both DNA segments showed a 99.17% and 99.83% similarity with GenBank referenced sequences for N. brevirostris. For COI N. brevirostris sequences accession numbers were generated and deposited in GenBank: PX453691, PX453712, PZ043670, and PZ036798. These are the first sequences deposited in GenBank for the region and for Coiba National Park. This is also the first confirmed report of the presence of this species in waters of Coiba National Park and in any other of the islands of the Eastern Tropical Pacific marine corridor. Therefore, these are the first reported DNA sequences deposited on GenBank of this species for Panama’s Pacific waters and for the corridor. This information will enable scientists to compare these sequences with reference data from other regions and along the Eastern Tropical Pacific allowing assessment of philopatric behavior and local and regional connectivity patterns. The results will also be essential for informing new management and monitoring strategies in Coiba National Park, including the designation of the Boca Grande estuary as a nursery area and the potential establishment of a shark sanctuary.
Assessing the energetic consequences of disturbance on a marine top predator
Publication . Silva, Mariana Filipa Pereira; Pérez-Jorge, Sergi; New, Leslie; Gonçalves, João M.
Nos Açores, os cachalotes (Physeter macrocephalus) formam grupos sociais de longa duração, constituídos principalmente por indivíduos com grau de parentesco próximos. Como predadores marinhos de topo, desempenham um papel importante na manutenção da estrutura e função dos ecossistemas marinhos e servem como indicadores valiosos da saúde dos ecossistemas devido à sua sensibilidade às alterações ambientais. Compreender as suas necessidades energéticas é essencial para avaliar a sua vulnerabilidade a perturbações naturais e antropogénicas. Os principais objetivos desta tese são avaliar como estes fatores influenciam a bioenergética dos cachalotes e identificar os limites críticos a partir dos quais esses fatores possam afetar negativamente a espécie.
O equilíbrio energético nos predadores marinhos depende da abundância de presas, eficiência na alimentação e requisitos metabólicos. Alterações na estrutura da presa, como mudanças no tamanho e conteúdo energético, podem alterar a capacidade das baleias de satisfazer as suas necessidades energéticas. Para investigar isto, no Capítulo Dois, foi desenvolvido um modelo bioenergético utilizando dados de alimentação obtidos com marcas multi-sensoriais (“DTAGs”) e características das presas a partir de registos de conteúdo estomacal. Este modelo estimou a taxa mínima de sucesso de alimentação (“foraging success rate”, FSR) essencial para sustentar as necessidades metabólicas diárias, revelando que os cachalotes requerem um mínimo de 14% de FSR. Utilizando este limite identificado, as simulações mostraram que as baleias necessitariam de aumentar a acquisição de energia em 21% (5–35%) e 49% (27–67%) para compensar uma redução de 15% e 30% no conteúdo energético, respetivamente. Para uma redução de 30% e 50% na variabilidade energética, as baleias precisariam de aumentar a ingestão de energia em 13% (0–23%) e 24% (10–35%), respectivamente, para satisfazer as exigências energéticas. O modelo bioenergético desenvolvido destacou a importância de considerar variabilidade em FSR, uma vez que pode afetar criticamente as estimativas de obtenção de energia e influenciar as conclusões sobre a vulnerabilidade dos predadores de topo às alterações ambientais.
Quantificar as consequências energéticas de fatores de stress ambiental e antropogénicos requer uma compreensão do gasto energético (por exemplo, as taxas metabólicas de campo - “field metabolic rates, FMR). No entanto, medir FMR em cetáceos de grande porte e que mergulham a grandes profundidades é um desafio, pois os métodos tradicionais são dificeis de aplicar devido às dimensões dos animais. Para resolver este desafio, foram usadas taxas de respiração de diferentes períodos de superfície e a aceleração corporal dinâmica total (“overall dynamic body acceleration”, ODBA) durante os mergulhos de alimentação, como variáveis para estimar FMR nos cachalotes (Capítulo 3). As estimativas médias diárias de FMR baseadas nas taxas de respiração (412 MJ; IC 95%: 262,20-616) foram 1,5 vezes superioes às estimativas derivadas de modelos baseados em ODBA (620,5 MJ; IC 95%: 402-839,3). O Capítulo 3 apresenta as primeiras estimativas dos requisitos energéticos dos cachalotes e revela que, para indivíduos de tamanho médio das unidades sociais da espécie, as FMR são entre 1,59 e 2,39 vezes a taxa metabólica base de mamíferos terrestres de tamanho semelhante. Estes resultados, combinados com dados sobre a aquisição de energia (Capítulo 2), contribuem para melhorar as previsões, a longo prazo, sobre como as perturbações alteram o equilíbrio energético (Capítulo 3), a saúde e a viabilidade de uma população dos mamíferos marinhos, que mergulham a grandes profundidades.
Atividades antropogénicas não letais, como a observação de cetáceos, podem impor custos energéticos adicionais aos cachalotes, contribuindo para desequilíbrios a longo prazo. O Capítulo 4 desenvolveu uma metodologia de simulações para avaliar como diferentes intensidades de observação de cetáceos influenciam o gasto e o equilíbrio energético a longo prazo. Esta abordagem integrou dados espaço-temporais sobre a atividade de observação de cetáceos, a distribuição dos cachalotes e modelos bioenergéticos incluindo alterações comportamentais. Os resultados sugerem que, embora a observação de cetáceos possa afetar o gasto energético, a variabilidade natural, especificamente durante os mergulhos de alimentação, parece ser o fator principal das oscilações nas FMR nos níveis atuais de impacto.
Avaliar os efeitos cumulativos de fatores de stress na megafauna marinha é fundamental para a conservação, uma vez que até mesmo pequenas perturbações de curto prazo podem acumular-se ao longo do tempo, especialmente em espécies com estratégias de vida lentas. Esta tese destaca a importância de integrar a bioenergética, o comportamento e as avaliações de perturbações antropogénicas para prever mais precisamente os impactos das pressões externas na aptidão e na viabilidade de populações de cachalotes. Estes resultados contribuem para os esforços em curso para mitigar os impactos múltiplos e combinados da atividade humana e ajudam a informar estratégias de conservação para predadores marinhos de mergulho profundo.
A holistic approach to the conservation of the coastal Azorean endemic taxa Lotus azoricus and Azorina vidalii: Reproductive biology, population genetics and ecology
Publication . Rego, Rúben Miguel Correia; Moura, Mónica Maria Tavares de; Silva, Luís Filipe Dias e; Corral, Maria Olangua
A expansão antropogénica nas zonas costeiras, aliada às alterações climáticas e à ocorrência pontual de fenómenos naturais destrutivos, representa uma ameaça significativa para várias espécies endémicas insulares, que possuem áreas de distribuição muito reduzidas e limitada capacidade de evasão. Azorina vidalii (H.C. Watson) Feer (Campanulaceae) e Lotus azoricus P.W. Ball (Fabaceae) são duas espécies costeiras endémicas dos Açores atualmente ameaçadas, recentemente incluídas em projetos de conservação, como o LIFE VIDALIA, que contemplaram ações de reforço populacional. No entanto, subsistem lacunas consideráveis no conhecimento sobre estas espécies, com estudos existentes focados apenas em aspetos isolados da sua biologia. Este trabalho propõe uma abordagem holística que integra ecologia, genética populacional e biologia reprodutiva, com o objetivo de apoiar a conservação das espécies e avaliar os impactos genéticos dos reforços populacionais recentemente realizados. Azorina vidalii ocorre em todas as ilhas do arquipélago, enquanto L. azoricus tem uma distribuição mais restrita, ocorrendo apenas nas ilhas de Santa Maria, Pico e São Jorge. Foram amostradas populações de ambas as espécies nas nove ilhas, com recolha de dados morfológicos e moleculares, inventário florístico, e levantamento de variáveis ambientais, climáticas e de ameaças locais. Foram utilizados métodos diretos e indiretos para avaliar as estratégias reprodutivas de A. vidalii, incluindo o tipo de sistema de autoincompatibilidade e o sucesso reprodutivo. Para a análise genética de L. azoricus, empregaram-se técnicas clássicas de extração e amplificação de DNA, utilizando retrotransposões, um tipo de marcador molecular dominante. Os resultados indicam que a vegetação costeira onde ocorrem estas espécies é limitada pelo mar e por atividades humanas, como infraestruturas costeiras, agricultura, pastoreio, turismo, presença de espécies invasoras, herbivoria, erosão costeira e submersão marítima. A. vidalii apresenta um nicho ecológico mais amplo, enquanto L. azoricus prefere habitats elevados, com clima quente e seco — condições que ocorrem quase exclusivamente em Santa Maria, justificando a sua maior raridade. Foi detetada alguma mistura genética em L. azoricus, incluindo um efeito fundador artificial numa população reforçada pelo projeto LIFE VIDALIA. A diferenciação genética entre populações foi baixa, com exceção da população de São Lourenço (Santa Maria), onde foi mais acentuada. O fluxo genético foi elevado entre populações do grupo central, possivelmente devido a mecanismos naturais ou assistidos de dispersão. Verificou-se um aumento da diversidade genética nas populações reforçadas; no entanto, no caso da população da Calheta de Nesquim, onde se observou regeneração natural após remoção de invasoras, o reforço populacional revelou-se desnecessário. Foram identificadas populações com elevada riqueza alélica, que devem ser priorizadas em futuras ações de conservação. Azorina vidalii revelou variação morfológica floral associada à geografia insular, e a ocorrência das diferentes fases fenológicas mostrou-se dependente do clima. As flores apresentaram plasticidade na duração das fases sexuais, resultando numa dicogamia incompleta. Polinizações experimentais realizadas na população natural dos Mosteiros (ilha de São Miguel) revelaram uma estratégia reprodutiva mista, com ausência de autopolinização espontânea, fecundação dependente de polinizadores, autoincompatibilidade parcial e ocorrência de endogamia. Ambas as espécies foram classificadas como “ameaçadas” segundo os critérios da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN). Conclui-se que a abordagem holística adotada constitui uma ferramenta metodológica valiosa, permitindo a formulação de recomendações concretas para uma conservação mais eficaz e informada destas duas espécies endémicas costeiras dos Açores.
Phenotypic Plasticity of Pest and Biological Control Agents: Contrasting Mainland and Insular Coastal Ecosystems
Publication . Calado, Hugo Renato Marques Garcia; Soares, António Onofre Costa Miranda; Borges, Paulo Alexandre Vieira; Heleno, Ruben Hüttel
As ilhas têm, desde há muito, servido como laboratórios naturais para o estudo dos mecanismos que moldam a biodiversidade, as interações ecológicas e a evolução adaptativa. Esta tese explora de que forma o isolamento, a heterogeneidade ambiental e a estrutura trófica influenciam a organização, o funcionamento e o potencial adaptativo das comunidades de artrópodes, comparando ecossistemas de pastagens costeiras do Arquipélago dos Açores e de Portugal continental. Através de uma abordagem integradora que combina análises taxonómicas, funcionais e genéticas, este trabalho examina como a simplificação ecológica e a limitada diversidade de recursos moldam a dinâmica comunitária e a adaptabilidade das espécies em ambientes insulares.
Na primeira parte do estudo, as comunidades de artrópodes foram amostradas de forma sistemática em pastagens costeiras de ambas as regiões. Aplicaram-se protocolos padronizados para garantir a comparabilidade dos dados, que foram estruturados de acordo com os padrões Darwin Core e disponibilizados publicamente através da plataforma GBIF. Estes conjuntos de dados constituíram a base para as análises de biodiversidade e abundância, que revelaram diferenças marcadas entre os dois sistemas. As comunidades continentais apresentaram maior riqueza específica, em consonância com uma maior heterogeneidade ambiental e diversidade de recursos, enquanto as comunidades insulares exibiram menor riqueza, mas uma compensação de abundância em algumas espécies, além de uma forte dominância de poucos taxa adaptáveis, particularmente dentro dos Coccinellidae. Estes resultados confirmam que o isolamento ecológico promove a simplificação comunitária e reduz a redundância funcional.
As análises subsequentes centraram-se na estrutura trófica e nas interações funcionais entre joaninhas, formigas, afídeos e plantas hospedeiras. As redes continentais revelaram um maior número de ligações, ao passo que as redes insulares se caracterizaram por menos conexões e maior dependência de espécies dominantes. Esta simplificação sugere que os ecossistemas insulares, embora estáveis a curto prazo, poderão ser mais vulneráveis a perturbações e à perda de espécies devido à sua reduzida capacidade de amortecimento ecológico.
Para avaliar o potencial adaptativo a nível populacional, foram realizados ensaios laboratoriais com Scymnus nubilus, uma espécie predadora-chave. Os indivíduos foram criados em condições controladas e alimentados com afídeos de diferente adequação nutricional. Os resultados revelaram uma clara plasticidade fenotípica — a capacidade de um único genótipo expressar fenótipos distintos sob diferentes condições ambientais — em características de desenvolvimento e reprodução, permitindo o ajustamento a diversos recursos alimentares. Contudo, estas respostas foram acompanhadas por compromissos evolutivos (trade-offs): indivíduos com melhor desempenho em presas ótimas demonstraram menor flexibilidade quando expostos a recursos alternativos. Estes resultados evidenciam a interação entre variabilidade genética e flexibilidade fenotípica como motores fundamentais da adaptação.
No seu conjunto, as evidências demonstram que o isolamento ecológico e a filtragem ambiental moldam tanto a composição das comunidades como a sua capacidade adaptativa. A plasticidade fenotípica surge como um mecanismo compensatório que permite a persistência sob condições ecológicas restritas, mas que simultaneamente impõe constrangimentos evolutivos em sistemas simplificados. A integração das perspetivas ecológica, funcional e genética nesta tese contribui para uma compreensão mais profunda de como a insularidade influencia os padrões de biodiversidade e a resiliência, oferecendo valiosos contributos para os processos que regem a adaptação, a conservação e a estabilidade dos ecossistemas num mundo em mudança.
Marine Sabres: Uma abordagem inovadora para a gestão dos ecossistemas marinhos
Publication . Martins, Gustavo; Costa, Ana; Ventura, Anunciação; Botelho, Zita; Casimiro, Daniela; Parente, Manuela; Coordenação e edição de Armindo Rodrigues (FCT-UAc)
A Universidade dos Açores, através do CIBIO-Açores, integra a equipa do projeto Marine SABRES, um projeto Horizon de investigação pioneiro que explora o modo como as alterações climáticas e as atividades humanas afetam vários ecossistemas marinhos, em diferentes geografias da Europa, tendo por objetivo a promoção de uma gestão mais sustentável e eficaz desses ecossistemas.