A multi-taxa assessment of aquatic non-indigenous species introduced into Iberian freshwater and transitional waters

leading to multi-faceted ecological, economic and health impacts worldwide. The Iberian Peninsula comprises an exceptionally biodiverse Mediterranean region with a high number of threatened and endemic aquatic species, most of them strongly impacted by biological invasions. Following a structured approach that combines a systematic review of available information and expert opinion, we provide a comprehensive and updated multi-taxa inventory of aquatic NIS (fungi, macroalgae, vascular plants, invertebrates and vertebrates) in Iberian inland waters. Moreover, we assess overall patterns in the establishment status, introduction pathways, native range and temporal introduction trends of listed NIS. In addition, we discuss the legal coverage provided by both national (Spanish and Portuguese) and European NIS regulations. We inventoried 326 aquatic NIS in Iberian inland waters, including 215 established, 96 with uncertain establishment status and 15 cryptogenic taxa. Invertebrates (54.6%) and vertebrates (24.5%) were the groups with the highest number of NIS, with Arthropoda, Mollusca, and Chordata being the most represented phyla. Recorded NIS originated from diverse geographic regions, with North and South America being the most frequent. Vertebrates and vascular plants were mostly introduced through intentional pathways (i.e. release and escape), whereas invertebrates and macroalgae arrived mostly through unintentional ways (i.e. contaminant or stowaway). Most of the recorded NIS were introduced in Iberian inland waters over the second half of the 20th century, with a high number of NIS introductions being reported in the 2000s. While only 8% of the recorded NIS appear in the European Union list of Invasive Alien Species of Union concern, around 25% are listed in the Spanish and Portuguese NIS regulations. This study provides the most updated checklist of Iberian aquatic NIS, meeting the requirements set by the EU regulation and providing a baseline for the evaluation of its application. We point out the need for coordinated transnational strategies to properly tackle aquatic invasions across borders of the EU members.LIFE INVASAQUA (Especies exóticas invasoras acuáticas de sistemas de agua dulce y estuarios: sensibilización y prevención en la Península Ibérica) de la UE - LIFE17 GIE/ES/00051

The economic costs, management and regulation of biological invasions in the Nordic countries

A collective understanding of economic impacts and in particular of monetary costs of biological invasions is lacking for the Nordic region. This paper synthesizes findings from the literature on costs of invasions in the Nordic countries together with expert elicitation. The analysis of cost data has been made possible through the InvaCost database, a globally open repository of monetary costs that allows for the use of temporal, spatial, and taxonomic descriptors facilitating a better understanding of how costs are distributed. The total reported costs of invasive species across the Nordic countries were estimated at $8.35 billion (in 2017 US$ values) with damage costs significantly outweighing management costs. Norway incurred the highest costs ($3.23 billion), followed by Denmark ($2.20 billion), Sweden ($1.45 billion), Finland ($1.11 billion) and Iceland ($25.45 million). Costs from invasions in the Nordics appear to be largely underestimated. We conclude by highlighting such knowledge gaps, including gaps in policies and regulation stemming from expert judgment as well as avenues for an improved understanding of invasion costs and needs for future research

Invasion of fluvial ecosystems by red swamp crayfish, Procambarus clarkii

Trabajo presentado en el International Symposium on Conservation of Native European Freshwater Crayfish, celebrado en Olot (Girona) del 23 al 25 de septiembre de 2015.Biological invasions are one of the biggest threats to biodiversity and conservation of native species, playing a key role in global change. To try to control them, it is important to understand two types of phenomena: mechanisms that allow a species to successfully establish in a new environment, and the ecological, evolutionary and socio-economic consequences of an invasion. We will address both types of phenomena using a multidisciplinary approach and multi-scale research, employing as study model an invasive species of global importance, which has invaded many inland waters: the red swamp crayfish, Procambarus clarkii. In its native area, this species mainly lives in marshes; nevertheless, it has been able to invade a new environment, streams, in invaded areas (in our case: West Andalusia in South Western Spain). Since its introduction over 40 years ago, this invasion is causing serious damage to native species like the European freshwater crayfish, Austropotamobius pallipes. We have five main objectives in this study: (1) to compare the genetic diversity of invasive populations with the native area, identifying patterns of introduction, propagation and gene flow; (2) to determine what mechanisms (at the level of gene expression in different tissues) allow P. clarkii to adapt to new conditions or environmental stress: identify genes and loci responsible for local adaptation; (3) to explore the ecological effects of P. clarkii in streams, in terms of structure and ecosystem functioning, and interactions with populations of native crayfish (A. pallipes) and native amphibians and fishes. To do this, we will compare the ecological effects of stream populations (which have potentially evolved in response to the new environment) with those of founding populations from marshes; (4) to compare the ecological effects of P. clarkii with those of A. pallipes and determine whether the invasive species is occupying the same ecological niche as the native species which has displaced; and (5) to examine the prevalence of Aphanomyces astaci in the red swamp crayfish, given that this invasive species is a chronic carrier of the crayfish plague, aphanomycosis, causing the death of European freshwater crayfish; and that of the fungus that causes chytridiomycosis in amphibians. In this project, we expect to find mechanisms that allow the red swamp crayfish to successfully establish in a new environment and the consequences that this entails for native species.Peer reviewe

Invasión de ecosistemas fluviales por cangrejo rojo americano, Procambarus clarkii

Trabajo presentado en las Jornadas españolas sobre conservación del cangrejo de río autóctono, celebradas el 21 y 22 de septiembre de 2015.Las invasiones biológicas son una de las mayores amenazas para la biodiversidad y conservación de las especies autóctonas, jugando un papel clave en el cambio global. Para intentar controlarlas, es importante entender dos tipos de fenómenos: los mecanismos que permiten a una especie establecerse con éxito en un nuevo ambiente, y las consecuencias ecológicas, evolutivas y económicas de una invasión. Nosotros abordaremos ambos tipos de fenómenos usando un enfoque multidisciplinar y un estudio multiescala, empleando como modelo de estudio una de las especies invasoras con mayor importancia global, la cual ya ha invadido la mayoría de aguas continentales: el cangrejo rojo americano, Procambarus clarkii. En su área nativa, esta especie vive principalmente en marismas; sin embargo, en las áreas invadidas ha sido capaz de invadir un nuevo ambiente, los arroyos, (en nuestro caso: el oeste de Andalucía en el suroeste de España). Desde su introducción hace unos 40 años, esta invasión está causando importantes daños a las especies autóctonas como el cangrejo de río, Austropotamobius pallipes. En este estudio, nos planteamos los siguientes cinco objetivos: (1) comparar la diversidad genética de las poblaciones invasoras con las de las áreas nativas, identificando patrones de introducción, propagación y flujo génico; (2) determinar qué mecanismos (a nivel de expresión de genes en diferentes tejidos) permiten que P. clarkii se adapte a nuevas condiciones o estrés ambiental: identificando genes y loci responsables para la adaptación local; (3) explorar los efectos ecológicos de P. clarkii en arroyos, en términos de estructura y funcionamiento del ecosistema, además de las interacciones con poblaciones nativas, tanto de cangrejo de río (A. pallipes) como de anfibios y peces autóctonos. Para hacer esto, compararemos los efectos ecológicos de las poblaciones de arroyo (las cuales potencialmente han evolucionado en respuesta a nuevos ambientes) con aquellas de poblaciones fundadoras desde las marismas; (4) comparar los efectos ecológicos de P. clarkii con aquellos de A. pallipes y determinar si la especie invasora está ocupando el mismo nicho ecológico que la especie nativa a la cual ha desplazado; y (5) examinar la prevalencia de Aphanomyces astaci en el cangrejo rojo americano, dado que esta especie invasora es portadora de la peste del cangrejo, afanomicosis, causando la muerte del cangrejo de río autóctono; y también la del hongo que causa la quitridiomicosis en anfibios. Con este proyecto, pretendemos dilucidar los mecanismos que permiten al cangrejo rojo americano establecerse exitosamente en un nuevo ambiente y las consecuencias que esto conlleva para las especies autóctonas.Peer reviewe

Black list and Alert list of the Aquatic Invasive Alien Species in the Iberian Peninsula: an action of the LIFE INVASAQUA

Resumen del trabajo presentado en VI Congreso Nacional sobre Especies Exóticas Invasoras y I Congreso Ibérico sobre EEI (EEI 2022) celebrado en Navarra del 20 al 23 de abril de 2022.One of the objectives of LIFE INVASQUA project is to develop tools that will be more efficient the Early Warning and Rapid Response (EWRR) framework for Invasive Alien Species in the Iberian Peninsula. Horizon scanning for high-risk IAS is basic in implementing measures to reduce new invasions, developing Alert lists, and to focus effort in the species already established, for instance making a Black list. We developed a trans national horizon scanning exercise focused on inland waters of Spain and Portugal in order to provide a prioritized lists (Black list and Alert list) of aquatic IAS that may pose a threat to aquatic ecosystems and socio economic sectors in the future. We followed a step approach of existing information about IAS (Plants, Freshwater Invertebrates, Estuarine Invertebrates and Vertebrates; 127 established taxa in Black list; 90 non established taxa in Alert list) combining with an expert scoring of prioritized taxa. IAS established in the Iberian aquatic system consistently highlighted as the worst included vertebrates (e.g. Cyprinus carpio, Gambusia holbrooki, Silurus glanis), freshwater and estuarine invertebrates (e.g. Procambarus clarkii, Dreissena polymorpha, Pacifastacus leniusculus, Ficopomatus enigmaticus, Callinectes sapidus, Corbicula fluminea) and plants (e.g. Eichhornia crassipes, Azolla filiculoides, Ludwigia grandiflora). Amongst taxa not yet established (Alert list), expert pointed to Perna viridis, Hydroides dirampha, Dreissena bugensis, Procambarus fallax f. virginallis, Perccottus glenii with higher risk of invasion, ecological and socioeconomic impacts. Over 20.6% of the taxa in the preliminary black list received no votes (no prioritization) by experts, 17.8% in the innitial alert list. Our horizon scanning approach is inclusive of all-taxa, prioritizes both established and emerging biological threats across trans-national scales, and considers not only the ecological impact, but also potential direct economic consequences as well as the manageability of invasive species.This work received funds from the LIFE Programme (LIFE17 GIE/ES/000515)

Corrigendum to ‘a horizon scan exercise for aquatic invasive alien species in Iberian inland waters’

info:eu-repo/semantics/publishedVersio

The economic costs, management and regulation of biological invasions in the Nordic countries

A collective understanding of economic impacts and in particular of monetary costs of biological invasions is lacking for the Nordic region. This paper synthesizes findings from the literature on costs of invasions in the Nordic countries together with expert elicitation. The analysis of cost data has been made possible through the InvaCost database, a globally open repository of monetary costs that allows for the use of temporal, spatial, and taxonomic descriptors facilitating a better understanding of how costs are distributed. The total reported costs of invasive species across the Nordic countries were estimated at $8.35 billion (in 2017 US$ values) with damage costs significantly outweighing management costs. Norway incurred the highest costs ($3.23 billion), followed by Denmark ($2.20 billion), Sweden ($1.45 billion), Finland ($1.11 billion) and Iceland ($25.45 million). Costs from invasions in the Nordics appear to be largely underestimated. We conclude by highlighting such knowledge gaps, including gaps in policies and regulation stemming from expert judgment as well as avenues for an improved understanding of invasion costs and needs for future research.</p

Conquering the world: The invasion of the red swamp crayfish

One of the biggest threats to biodiversity is the invasion of non-native species, also called invasive alien species. It is crucial for scientists to determine the main introduction routes by which non-native species enter into an ecosystem. We studied the red swamp crayfish (Procambarus clarkii), a freshwater crustacean, and looked at the genetic characteristics of 122 crayfish populations (22 native and 100 introduced) to understand their differences and where they came from. Our results showed a great amount of genetic variability among crayfish populations and that, this crayfish species has invaded different parts of the world via multiple introduction events and pathways, with humans playing a key role in these introductions. It is therefore vitally important to control the likely sources of invasion to avoid further introductions and prevent the rapid expansion of crayfish populations.Peer reviewe

How do invasive species cope with different environmental conditions? A proteomic study of two alien crayfish: Procambarus clarkii and Procambarus fallax f. virginalis

Trabajo presentado en la XIV MEDECOS & XII AEET Meeting (Human driven scenarios for evolutionary and ecological changes), celebrados en Sevilla (España) del 31 de enero al 4 de febrero de 2017.Invasive species are often able to cope with variety environmental conditions enabling them to expand to new habitats. Once introduced and successfully established those invasive species, often threaten native species in their ecosystems. New environmental conditions may act as selective pressures that drive organismal adaptation and evolution. However, alongside genetic adaptation, invasive organisms also show a high degree of plasticity in response to environmental challenge. To elucidate whether epigenetic mechanisms allow an organism to respond to the environment, we study how individuals of two invasive crayfish species respond to environmental challenges by means of a cutting-edge proteomic approach. Our objective is to investigate which types of proteins and how many of each type are expressed when individuals are exposed to different environmental conditions. Our target species are two invasive crayfish, i.e. the red swamp crayfish, Procambarus clarkii; and the parthenogenetic marbled crayfish, Procambarus fallax f. virginalis. The use of a parthenogenetic species will allow us to assess whether changes in protein expression are uniquely due to plasticity (as individuals are genetically identical). We conduct an experiment in which we expose the two crayfish species to treatments consisting of different combinations of temperature and water velocity for several days. After exposure, individuals will be collected and immediately subjected to tissue extraction from the muscle, gills and hepatopancreas to examine the proteome responses. Here, we will present the details of the experimental setup and hypotheses tested as well as any available results.Peer reviewe

The invasion of the red swamp crayfish (Procambarus clarkii): introductions, impacts and management

Las invasiones biológicas son un importante componente del actual cambio ambiental global, alterando la biodiversidad, los ecosistemas y el bienestar humano. La globalización ha conllevado a un aumento exponencial de los movimientos de especies a grandes distancias debido a las mejoras en el transporte y el aumento de las conexiones globales. Como consecuencia, muchas especies invasoras están actualmente ampliamente distribuidas en todo el mundo. Algunas de las preguntas clave sobre las invasiones biológicas son comprender cómo se transportan las especies invasoras fuera de sus rangos nativos, qué rutas de introducción siguen y qué impacto están causando en el área invadida. En esta tesis, utilizo un enfoque multidisciplinar para arrojar luz sobre el proceso de invasión de una de las especies más invasoras del mundo, el cangrejo rojo (Procambarus clarkii). Nativa del sur de los Estados Unidos y del noreste de México, se ha introducido con éxito en todos los continentes, excepto Australia y la Antártida. En primer lugar, reviso la historia de la invasión del cangrejo rojo para saber por qué, dónde y cómo se ha desplazado esta especie por todo el mundo. En segundo lugar, abordo las rutas de invasión a escala global utilizando un enfoque genético poblacional. En tercer lugar, centro mi atención en los impactos indirectos en la fauna nativa, concretamente en las comunidades de anfibios del sureste de España y, en particular, en el Espacio Natural de Doñana, un área altamente protegida en Europa. Finalmente, analice los conflictos de conservación asociados con el uso de especies invasoras con fines comerciales, en particular, en la industria del cangrejo de río en Isla Mayor (el tercer productor más grande del mundo). Mediante una búsqueda bibliográfica exhaustiva y utilizando bases de datos globales de biodiversidad (USGS, GBIF e iNaturalist), realicé una actualización de la historia de invasión global del cangrejo rojo, para describir cuándo comenzó a introducirse fuera de su rango nativo, qué ha motivado su translocación por todo el mundo y qué rutas de invasión ha seguido (Capítulo 1). Además, se usaron técnicas de análisis molecular para reconstruir y confirmar genéticamente las principales rutas de invasión global, de esta manera, proporcionar una visión general de su proceso de invasión global (Capítulos 2 y 3). Aunque las primeras introducciones ocurrieron hacia la década de los 20 en el oeste de los Estados Unidos y posteriormente, en Japón y China; no hubo un auge de las exportaciones desde Luisiana hasta las décadas de los 60 y 70, no solo relacionadas probablemente con la explotación comercial, sino también asociadas al comercio de mascotas, principalmente debido a las ventas de especímenes vivos por parte de las casas comerciales. Impulsado principalmente por introducciones mediadas por humanos, la explotación comercial y el comercio de mascotas probablemente condujeron a un patrón complejo de múltiples introducciones por todo el mundo, en el que se llevaron a cabo múltiples escenarios de introducción. El escenario resultante depende de si existe o no un posible cuello de botella o un efecto fundador. A su vez, está determinado por el nivel de mezcla genética en el rango nativo como consecuencia de las translocaciones locales con fines comerciales, de donde provienen los especímenes (por ejemplo, las áreas previamente invadidas pueden actuar como una nueva fuente de introducciones que agregan diversidad genética a la población invasora receptora) y presión de propágulo (es decir, cantidad de individuos y cantidad de eventos de introducción). A menudo, se encontró una gran diversidad haplotípica en las poblaciones del cangrejo rojo en áreas nativas y en algunas invadidas. Sin embargo, también se encontraron bajos niveles de diversidad haplotípica en algunas áreas no nativas (por ejemplo, en Asia). Además, en base al análisis genético, identifiqué dos rutas de invasión no confirmadas hacia Europa desde África y Asia, independientemente de las descritas desde Luisiana (EEUU) (Capítulo 3). Por lo tanto, estos resultados demuestran que el proceso de invasión del cangrejo rojo en Europa, y plausiblemente en otros lugares, es más complejo de lo que generalmente se supone. En general, estos resultados permitieron identificar el origen geográfico más probable y las principales rutas de invasión, lo que ayudó a comprender cómo ha ocurrido la invasión a lo largo del tiempo. Una vez que las poblaciones de cangrejo rojo se han establecido en un área, causan graves impactos en los hábitats invadidos y en el funcionamiento del ecosistema. Entre éstos, el cangrejo rojo es una importante causa del declive poblacional de anfibios en todo el mundo a través de la depredación directa de larvas e individuos; sin embargo, se sabe poco acerca de sus efectos indirectos en relación con el hongo quitridio. La quitridiomicosis es una enfermedad causada por el hongo Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), y se considera una de las causas más importantes del declive de las poblaciones de anfibios en todo el mundo. En este capítulo, estudié el papel potencial del cangrejo rojo como reservorio biológico de Bd y en la persistencia de este patógeno zoonótico en el ambiente donde vive (Capítulo 4). Para ello, realicé un estudio a través de arroyos y charcas en el oeste de Andalucía, suroeste de España, descubriendo la presencia de zoosporangios de Bd en tejido gastrointestinal del cangrejos rojo. Posteriormente, realicé otro muestreo en el Espacio Natural de Doñana, donde la prevalencia de infección por Bd en anfibios se relacionó significativamente con la presencia del cangrejo rojo en la charca, lo que indica que esta especie de cangrejo de río puede ser un predictor adecuado de la infección por Bd en anfibios con los que conviven. Los resultados de este estudio sugieren que el cangrejo rojo podría actuar como reservorio potencial del patógeno Bd, teniendo notables implicaciones para la conservación de anfibios en todo el mundo. Finalmente, en el último capítulo abordé los inevitables conflictos sociales asociados con el manejo de las especies invasoras comercialmente explotadas, y como la rigidez de las leyes que potencian el manejo a pesar de la falta de expectativas positivas pueden entorpecer y complicar el manejo de las especies invasoras (Capítulo 5). En particular, me centré en el conflicto que surgió entre conservacionistas y la industria del cangrejo rojo en Isla Mayor, Sevilla, mostrando como los altibajos en la aplicación de las regulaciones para el uso del cangrejo rojo en España. Aquí, resalto que todas las partes interesadas deben sentirse involucradas en la planificación de las regulaciones que afectan sus intereses y que estas regulaciones deben apoyar al bien común, a fin de evitar confusiones, la oposición y contratiempos. El estudio de especies invasoras distribuidas globalmente, como el cangrejo rojo, sirve como ejemplo para identificar las principales motivaciones humanas para trasladar a las especies invasoras, entender la historia del proceso de invasión, puede ayudar a limitar su propagación y evitar nuevas introducciones. Por lo tanto, esta tesis proporciona un marco multidisciplinar para la prevención de invasores emergentes y también sugiere preguntas ecológicas y evolutivas para los próximos estudios sobre la biología de la invasiones. Los resultados expuestos aquí son totalmente necesarios para la conservación de la biodiversidad en áreas no nativas.This thesis was supported by projects P12-RNM-936 from the Junta de Andalucía and projects PIC2015FR4/PICS07360.Peer reviewe