Potential distribution of the tiger shrimp Penaeus monodon (Decapoda: Penaeidae), an invasive species in the Atlantic Ocean

ABSTRACT

Introduction: Invasive species are considered the second cause of extinction of native species after habitat loss. The impacts of invasive species have serious economic implications since the presence of this type of species can result in a decrease in ecosystem services granted to humans. In marine systems, some human activities such as maritime transport and aquaculture have favored the dispersion of invasive species, especially those with commercial importance. This paper describes the potential distribution of the tiger shrimp, Penaeus monodon, an invasive species along the American Atlantic coast. Objective: To describe a potential distribution model of Penaeus monodon in the American Atlantic region and compare the environmental characteristics of this region with those of the Indo-Pacific original niche conditions. Methods: Using geographic and environmental data, we constructed and tested three models to determine the efficiency of MaxEnt v. 3.3 software in predicting new areas for the distribution of this invasive shrimp species. Geographic data were downloaded from such web sites as the Global Biodiversity Information Facility, the Ocean Biogeographic Information System, and the United States Geological Survey, as well from literature. Environmental data were downloaded from Bio-Oracle v2.0 data base. The three tested models were 1) the first was created using only recordings of Penaeus monodon from the Indo-Pacific (its origin zone) and then projected to the Atlantic (native model); 2) the second was built using only recordings from the invaded area; the training and projection area of this model was the Atlantic (invasive model); 3) the third included recordings from both the Indo-Pacific and Atlantic regions, and the model was trained and projected jointly in both areas (complete model). We extracted the values of the three models for each tiger shrimp sightings in the invaded area; sightings with values ³ 0.5 were considered as valid prediction of occurrence of the species. Results: We found that the following variables explained 80 % of species distribution phosphates from the ocean surface, coastal type, chlorophyll a, and maximum bottom temperature. In terms of the models' ability to predict the occurrences reported in the Atlantic, results were as follows Native model had a prediction index of 40 %; Invasive model was able to predict 81 % of recordings; and complete model predicted 92 % of total occurrences reported in the invaded area. Conclusions: Our findings suggest that based on the complete model, the countries where the tiger shrimp could establish itself are Mexico and Cuba. Continuous monitoring and conservation actions are relevant in the countries where this species is currently established, as well of those countries with potential for invasions.

RESUMEN

Introducción: Las especies invasoras son consideradas como la segunda causa de extinción de especies nativas después de la pérdida del hábitat. Los impactos de las especies invasivas tienen serias implicaciones económicas, ya que su presencia puede resultar en un decremento de los servicios ecosistémicos que benefician al hombre. En los sistemas marinos, algunas actividades humanas como el transporte marítimo y la acuicultura han favorecido la dispersión de especies invasivas, especialmente aquellas con importancia comercial. Este artículo describe la distribución potencial del camarón tigre, Penaeus monodon, una especie invasora a lo largo de la costa Atlántica Occidental. Objetivo: Describir un modelo de distribución potencial de Penaeus monodon en la región del Atlántico americano y comparar las características ambientales de esta región con las condiciones del nicho original del Indo-Pacífico. Metodología: Usando datos geográficos y ambientales, se generaron tres modelos para determinar la eficiencia del software MaxEnt v.3.3 en la predicción de nuevas áreas para la distribución de esta especie invasora. Los datos geográficos se descargaron de sitios web como el Fondo para la Información sobre la Biodiversidad Mundial, el Sistema de Información Biogeográfica del Océano y el Servicio Geológico de los Estados Unidos de América, así como de la literatura. Los datos ambientales fueron descargados de Bio-Oracle v2.0. Los tres modelos probados fueron 1) registros de P. monodon de la región del Indo-Pacífico (zona de origen) y su proyección al Océano Atlántico (modelo nativo); 2) registros del área invadida, al utilizar el Océano Atlántico como área de entrenamiento y proyección del modelo (modelo invasivo); y 3) registros de las áreas Indo-Pacífico y Atlántico para capacitar y proyectar el modelo conjuntamente en ambas áreas (modelo completo). Extrajimos los valores de los tres modelos para cada avistamiento de camarones tigre en el área invadida; los avistamientos con valores ³ 0.5 fueron considerados como predicciones válidas de presencia de la especie. Resultados: Los resultados mostraron que las siguientes variables explicaron el 80 % de la distribución de la especie fosfatos del fondo marino, tipo de costa, clorofila a y temperatura máxima del fondo. En términos de las capacidades de los modelos para predecir las presencias reportadas en el Atlántico, los resultados fueron los siguientes modelo nativo, tuvo un índice de predicción del 40 %; modelo invasivo fue capaz de predecir el 81 % de los registros; y modelo completo predijo el 92 % de las ocurrencias totales reportadas en el área de invasión. Conclusiones: Se encontró que, con base en el modelo conjunto, los países donde el camarón tigre se podría establecer son México y Cuba. Esto sugiere que el monitoreo continuo y las acciones de conservación son relevantes en los países donde esta especie está actualmente establecida, así como en aquellos países con el potencial de ser invadidos.