Use of a geospatial tool to predict the distribution of Melanoides tuberculata (Müller, 1774) and some native freshwater gastropods found in Brazil / Uso de ferramenta geoespacial para predição da distribuição de Melanoides tuberculata (Müller, 1774) e alguns gastrópodes límnicos nativos encontrados no Brasil

ABSTRACT

Abstract One of the most common environmental impacts that has caused irreversible effects on ecosystems is the introduction of exotic species. In addition to the ecological disasters that can be caused, such as the decline and extinction of native species, this phenomenon can generate significant economic losses and the possibility of the spread of parasites that are transmitted by these exotic species. These processes can be accentuated by climate change, which over time alters the global distribution pattern of the affected species, generating cases of niche overlap with species that share similar niches. In this sense, the knowledge about the areas with possible occurrence these species can direct the monitoring and control measures. In this study, we developed current and future prediction models to identify areas of suitability in the Neotropics for Melanoides tuberculata (Müller, 1774) and nine species of mollusks native to the American continent using the ecological niche modeling tool. In addition, we evaluated the ecological niche overlap between the invasive species and the native species of freshwater mollusks to verify whether the effects of climate change would alter the distribution of these organisms. The following methodological procedures were adopted to prepare the forecasting models records of occurrence of the mollusks in different databases and search of environmental data for climate conditions in current and future scenarios in WorldClim 2.0 (SSP2-4.5 and SSP2-8.5). Besides, modeling procedures using seven packages of R software, evaluation of the models using the true skill statistic (TSS) metric, construction of maps and quantification and overlapping of ecological niche of the species included in the analysis. The results indicated that several areas of the Neotropics are suitable for the occurrence of M. tuberculata in the current scenarios. Moreover, the suitable areas for its occurrence will probably be expanded in both future scenarios. For native species, there were significant differences in relation to the areas of suitability, with a reduction for some species. Niche similarity tests indicated significant overlap only between M. tuberculata and the planorbid Biomphalaria straminea (Dunker, 1848). We discuss that the expansion of M. tuberculata can have negative consequences, including the reduction of native gastropod species and the spread of trematodes of medical and veterinary importance that this mollusk can transmit.

RESUMO

Resumo Um dos impactos ambientais mais comuns que tem causado efeitos irreversíveis nos ecossistemas é a introdução de espécies exóticas. Além dos desastres ecológicos que podem ser provocados, como o declínio e a extinção de espécies nativas, este fenómeno pode gerar perdas económicas significativas e a possibilidade de propagação de parasitas que são transmitidos por estas espécies exóticas. Esses processos podem ser acentuados pelas mudanças climáticas, que ao longo do tempo alteram o padrão de distribuição global das espécies afetadas, gerando casos de sobreposição de nicho com espécies que compartilham nichos semelhantes. Nesse sentido, o conhecimento sobre as áreas com possível ocorrência dessas espécies pode direcionar as medidas de monitoramento e controle. Neste estudo, desenvolvemos modelos de previsão atuais e futuros para identificar áreas de adequabilidade na região Neotropical para Melanoides tuberculata (Müller, 1774) e nove espécies de moluscos nativos do continente americano, utilizando a ferramenta de modelagem de nicho ecológico. Além disso, avaliamos a sobreposição de nicho ecológico entre a espécie invasora e as espécies nativas de moluscos de água doce para verificar se os efeitos das mudanças climáticas alterariam a distribuição desses organismos. Para a elaboração dos modelos de predição, foram adotados os seguintes procedimentos metodológicos registros de ocorrência dos moluscos em diferentes bases de dados e busca de dados ambientais para condições climáticas em cenários atuais e futuros no WorldClim 2.0 (SSP2-4.5 e SSP2-8.5). Além disso, foram realizados procedimentos de modelagem utilizando sete pacotes do software R, avaliação dos modelos utilizando a métrica True Skill Statistic (TSS), construção de mapas e quantificação e sobreposição de nicho ecológico das espécies incluídas na análise. Os resultados indicaram que várias áreas da região Neotropical são adequadas para a ocorrência de M. tuberculata nos cenários atuais. Além disso, as áreas adequadas para a sua ocorrência serão provavelmente alargadas em ambos os cenários futuros. Para as espécies nativas, houve diferenças significativas em relação às áreas de aptidão, com uma redução para algumas espécies. Testes de similaridade de nicho indicaram sobreposição significativa apenas entre M. tuberculata e o planorbídeo Biomphalaria straminea (Dunker, 1848). Verificamos que a expansão de M. tuberculata pode ter consequências negativas, incluindo a redução de espécies nativas de gastrópodes e a disseminação de trematódeos de importância médica e veterinária que este molusco pode transmitir.