Acta Limnologica Brasiliensia
http://www.alb.periodikos.com.br/article/doi/10.1590/S2179-975X0324
Acta Limnologica Brasiliensia
Artigo Original

A decade of invasion: distribution patterns and temperature influence on Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908), in the Upper Uruguay River Basin

Uma década de invasão: padrões de distribuição e influência da temperatura sobre Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908), na bacia do Alto Rio Uruguai

Michelle das Neves Lopes; Lorena Pinheiro-Silva; Lucas Garbo Miguel; Claudia Costa Bonecker; Grasiela Fagundes Cardoso; Alex Pires de Oliveira Nuñer; Nei Kavaguichi Leite; Maurício Mello Petrucio

Downloads: 0
Views: 109

Abstract

Aim: This study reports the spread dynamics of the non-native species Kellicottia bostoniensis across all reservoirs in the Upper Uruguay River Basin, a decade after its initial recorded occurrence. Additionally, it assesses the role of temperature in shaping its distribution within this subtropical system.

Methods: Spatial and temporal variations in K. bostoniensis density and environmental parameters were analyzed over a 12-month period. Generalized Linear Models (GLMs) were applied to evaluate the relationship between environmental parameters and species density, providing insights into the key drivers of its distribution.

Results: The connectivity among reservoirs within the cascade system of the Upper Uruguay River has facilitated the continued spread of the non-native species K. bostoniensis. The detection of this species in all reservoirs a decade after its first recorded occurrence suggests its successful establishment and widespread distribution within the system. The observed high densities were likely influenced by the consistently low temperatures characteristic of subtropical regions, particularly those associated with the Serra Geral Mountains, with a more pronounced effect during colder months.

Conclusions: The widespread distribution of K. bostoniensis across the Upper Uruguay River Basin underscores its potential for further expansion into similar environments, driven by a combination of environmental and anthropogenic influences. The species’ ability to disperse and establish in diverse habitats highlights the critical need for continuous monitoring and management strategies to mitigate its spread and prevent additional ecological invasions.

Keywords

bioinvasion; non-native species; rotifer; subtropical reservoirs

Resumo

Objetivo: Este estudo relata a dinâmica de propagação da espécie não nativa K. bostoniensis em todos os reservatórios da Bacia do Alto Rio Uruguai, uma década após sua ocorrência inicial registrada. Além disso, avalia o papel da temperatura na formação de sua distribuição dentro deste sistema subtropical.

Métodos: Variações espaço-temporais na densidade de K. bostoniensis e parâmetros ambientais foram analisados ao longo de um período de 12 meses. Modelos Lineares Generalizados (GLMs) foram aplicados para avaliar a relação entre fatores ambientais e densidade de espécies, fornecendo insights sobre os principais impulsionadores de sua distribuição.

Resultados: A conectividade entre reservatórios dentro do sistema de cascata do Alto Rio Uruguai facilitou a propagação contínua da espécie não nativa K. bostoniensis. A detecção desta espécie em todos os reservatórios uma década após sua primeira ocorrência registrada, sugere seu estabelecimento bem-sucedido e ampla distribuição dentro do sistema. As altas densidades observadas foram provavelmente influenciadas pelas temperaturas consistentemente baixas características de regiões subtropicais, particularmente aquelas associadas às Montanhas da Serra Geral, com um efeito mais pronunciado durante os meses mais frios.

Conclusões: A ampla distribuição de K. bostoniensis pela Bacia do Alto Rio Uruguai ressalta seu potencial para expansão em ambientes semelhantes, impulsionado por uma combinação de influências ambientais e antropogênicas. A capacidade da espécie de se dispersar e se estabelecer em habitats diversos destaca a necessidade crítica de estratégias contínuas de monitoramento e gerenciamento para mitigar sua disseminação e prevenir invasões ecológicas adicionais.

Palavras-chave

bioinvasão; espécies não nativas; rotífero; reservatórios subtropicais

Referências

Balvay, G., 1994. First record of the rotifer Kellicottia bostoniensis (Rousselet 1908) in France. J. Plankton Res. 16(8), 1071-1074. http://doi.org/10.1093/plankt/16.8.1071.

Barbosa, F.A.R., Padisa’k, J., Espíndola, E.L.G., Borics, G., & Rocha, O., 1999. The cascading reservoir continuum concept (CRCC) and its application to the River Tiete-Basin, São Paulo State, Brazil. In: Tundisi, J.G. and Straskraba, M., eds. Theoretical Reservoir Ecology and its Applications. São Carlos: Brazilian Academy of Science and Backhuys Publishers, pp. 425-437.

Bezerra-Neto, J.F., Aguila, L.R., Landa, G.G., & Pinto-Coelho, R.M., 2004. The exotic rotifer Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) (Rotifera: Brachionidae) in the zooplankton community in a tropical reservoir. Lundiana 5(2), 151-153. http://doi.org/10.35699/2675-5327.2004.22017.

Bolker, B.M., 2008. Ecological models and data in R. Princeton: Princeton University Press.

Bomfim, F.F., Mantovano, T., Schwind, L.T.F., Palazzo, F., Bonecker, C.C., & Lansac-Tôha, F.A., 2016. Geographical spread of the invasive species Kellicottia longispina (Kellicott, 1879) and K. bostoniensis (Rousselet, 1908): a scientometric approach. Acta Sci. Biol. Sci. 38(1), 29-36. http://doi.org/10.4025/actascibiolsci.v38i1.28252.

Bottrell, H.H., Duncan, A., Gliwicz, Z.M., Grygierek, E., Herzig, A., Hillbrichtilkowska, A., Kurasawa, H., Larsson, P., & Weglenska, T., 1976. A review of some problems in zooplankton production studies. Norw. J. Zool. 24, 419-456.

Buckley, Y.M., & Catford, J., 2016. Does the biogeographic origin of species matter? Ecological effects of native and non-native species and the use of origin to guide management. J. Ecol. 104(1), 4-17. http://doi.org/10.1111/1365-2745.12501.

Dajoz, R., 2005. Princípios de Ecologia. Porto Alegre: Artmed, 520 p.

De-Carli, B.P., Albuquerque, F.P., Bayanov, N.G., Moschini-Carlos, V., & Pompêo, M.L.M., 2017. Dispersão e primeiro registro da espécie invasora Kellicottia bostoniensis (Rotifera: Brachionidae) em dois reservatórios brasileiros. Oecol. Aust. 21(4), 455-460. http://doi.org/10.4257/oeco.2017.2104.10.

Dinno, A., 2017. Conover-iman test of multiple comparisons using rank sums. Retrieved in 2021, June 14, from https://cran.r-project.org/web/packages/conover.test/conover.test.pdf

Espínola, L.A., & Júlio Junior, H.F., 2007. Espécies invasoras: conceitos, modelos e atributos. INCI Caracas 32(9), 580-585.

Etherington, T.R., 2015. Geographical isolation and invasion ecology. Prog. Phys. Geogr. 39(6), 697-710. http://doi.org/10.1177/0309133315582046.

Ferreira-Junior, A., Tricarico, E., Ramos, R.P., Artoni, R.F., & Christo, S.W., 2023. Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) is spreading in Brazil: new occurrence in water reservoir in Campos Gerais (Paraná). BioInvasions Rec. 12(2), 427-433. http://doi.org/10.3391/bir.2023.12.2.07.

Garraffoni, A.R.S., & Lourenço, A.P., 2012. Synthesis of Brazilian Rotifera: an updated list of species. Check List 8(3), 375-407. http://doi.org/10.15560/8.3.375.

Gomes, A.C.A.M., Macêdo, R.L., Gomes, L.F., Velho, L.F.M., Rocha, O., & Vieira, L.C.G., 2022. Range expansion of Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) (Rotifera) throughout a biogeographic boundary between the Brazilian savanna and the Amazon. Aquat. Sci. 84(2), 1-10. http://doi.org/10.1007/s00027-022-00861-8.

Gray, D.K., Johengen, T.H., Reid, D.F., & MacIsaac, H.J., 2007. Efficacy of open-ocean ballast water exchange as a means of preventing invertebrate invasions between freshwater ports. Limnol. Oceanogr. 52(6), 2386-2397. http://doi.org/10.4319/lo.2007.52.6.2386.

Guereschi, R.M., Hermes-Silva, S., Craide, L.F., Silvestri, F., Rech, K.C., Zaniboni-Filho, E., & de Nuñer, A.P.O., (2012) Caracterização das comunidades zooplanctônica e zoobentônica. In: Zaniboni-Filho, E. & Nuñer, A.P.O., eds. Reservatório de Machadinho, peixes, pesca e tecnologias de criação. Florianópolis: Editora UFSC, 127-145.

Guevara, G., Lozanom, P., Reinoso, G., & Villa, F., 2009. Horizontal and seasonal patterns of tropical zooplankton from the eutrophic Prado Reservoir (Colombia). Limnologica 39(2), 128-139. http://doi.org/10.1016/j.limno.2008.03.001.

Havel, J., & Stelzleni-Schwent, J., 2000. Zooplankton community structure: the role of dispersal. Verh. Int. Ver. Theor. Angew. Limnol. 27(5), 3264-3268. http://doi.org/10.1080/03680770.1998.11898285.

Havel, J.E., Lee, C.E., & Vander Zanden, J.M., 2005. Do reservoirs facilitate invasions into landscapes? Bioscience 55(6), 518-525. http://doi.org/10.1641/0006-3568(2005)055[0518:DRFIIL]2.0.CO;2.

Hermes-Silva, S., Guereschi, R.M., Craide, L.F., Bez, M.F., Costa, R.S., Zaniboni-Filho, E., & Nuñer, A.P.O., 2008. Comunidades zooplanctônica e bentônica do Alto Rio Uruguai: caracterização da área de influência da usina de Itá. In: Zaniboni-Filho, E., & Nuñer, A.P.O., eds. Reservatório de Itá. Estudos ambientais, desenvolvimento de tecnologias de cultivo e conservação da ictiofauna. Florianópolis: Editora UFSC, 109-126.

Hessen, D., Jensen, T., & Walseng, B., 2019. Zooplankton diversity and dispersal by birds; insights from different geographical scales. Front. Ecol. Evol. 7, 74. http://doi.org/10.3389/fevo.2019.00074.

José de Paggi, S., 2002. New data on the distribution of Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) (Rotifera: Monogononta: Brachionidae): its presence in Argentina. Zool. Anz. 241(4), 363-368. http://doi.org/10.1078/0044-5231-00077.

Koste, W., 1978. Rotatoria - Die Radertiere Mitt Leuropas - II Text Band. Berlin: Gebruder Borntraeger, p. 237.

Krainev, E.Y., Tselishcheva, E.M., & Lazareva, V., 2018. American rotifer Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) (Rotifera: Brachionidae) in the Kama Reservoir (Kama River, Russia). Inland Water Biol. 11(1), 42-45. http://doi.org/10.1134/S199508291801008X.

Latini, A.O., Resende, D.C., Pombo, V.B., & Coradin, L., orgs. Espécies exóticas invasoras de águas continentais no Brasil. Brasília: MMA, 2016. 791 p., Série Biodiversidade, vol. 39.

Lazareva, V.I., & Zhdanova, S.M., 2014. American rotifer Kellicottia bostoniensis (Rousselet 1908) (Rotifera: Brachionidae) in reservoirs of the Upper Volga basin. Inland Water Biol. 7(3), 259-263. http://doi.org/10.1134/S1995082914030110.

Lazareva, V.I., Stolbunova, V.N., Mineeva, N.M., & Zhdanova, S.M., 2013. Features of the structure and spatial distribution of plankton in the Sheksna Reservoir. Inland Water Biol. 6(3), 211-219. http://doi.org/10.1134/S1995082913030097.

Lopes, M.N., Pinheiro-Silva, L., Ribolli, J., Ávila-Simas, S., Lopes, C.A., Cardoso, G.F.M., Guereschi, R.M., Kavaguichi-Leite, N., Petrucio, M.M. & Nuñer, A.P.O., 2024. Density of Limnoperna fortunei larval stages in a cascade of subtropical reservoirs: spatiotemporal variation and environmental influences. Res. Square. Preprint. http://doi.org/10.21203/rs.3.rs-4074950/v1.

Lopes, R.M., Lansac-Tôha, F.A., Vale, R., & Serafim, J.R.M., 1997. Comunidade zooplanctônica do reservatório de Segredo. In: Agostinho, A. A., & Gomes, L. C. Reservatório de segredo: bases ecológicas para o manejo. Maringá, PR: Eduem.

Macêdo, R.L., Franco, A.C.S., Klippel, G., Oliveira, E.F., Silva, L.H.S., dos Santos, L.N., & Branco, C.W.C., 2020. Small in size but rather pervasive: the spread of the North American rotifer Kellicottia bostoniensis (Rousselet 1908) through Neotropical basins. BioInvasions Rec. 9(2), 287-302. http://doi.org/10.3391/bir.2020.9.2.14.

Mantovano, T., Diniz, L., Oliveira da Conceição, E., Rosa, J., Bonecker, C.C., Bailly, D., Ferreira, J., Rangel, T., & Lansac-Tôha, F.A., 2021. Ecological niche models predict the potential distribution of the exotic rotifer Kellicottia bostoniensis (Rousselet 1908) across the globe. Hydrobiologia 848(2), 299-309. http://doi.org/10.1007/s10750-020-04435-3.

Martins, B.A., Coelho, P.N., Nogueira, M.G., & Perbiche-Neves, G., 2020. Composition and richness of monogonont rotifers from La Plata River Basin, South America. Biota Neotrop. 20(4), e20201001. http://doi.org/10.1590/1676-0611-bn-2020-1001.

Oliveira, F., Lansac‐Tôha, F., Meira, B., Segovia, B., Cochak, C., & Velho, L., 2019. Effects of the exotic rotifer Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) on the microbial food web components. Aquat. Ecol. 53(4), 581-594. http://doi.org/10.1007/s10452-019-09710-7.

Parkes, S.M., & Duggan, I.C., 2012. Are zooplankton invasions in constructed waters facilitated by simple communities? Divers. Distrib. 18(12), 1199-1210. http://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2012.00913.x.

Peel, M.C., Finlayson, B.L., & McMahon, T.A., 2007. Updated world map of the Köppen-Geiger climate classification. Hydrol. Earth Syst. Sci. 4(2), 439-473. http://doi.org/10.5194/hess-11-1633-2007.

Pejler, B., 1998. History of rotifer research in northern Europe. Hydrobiologia 387, 1-8. http://doi.org/10.1023/A:1017001501827.

Pessoto, M.A., & Nogueira, M.G., 2018. More than two decades after the introduction of Limnoperna fortunei (Dunker, 1857) in la Plata Basin. Braz. J. Biol. 78(4), 773-784. PMid:29340533. http://doi.org/10.1590/1519-6984.180789.

Picapedra, P.H.S., Fernandes, C., & Lansac-Toha, F.A., 2016. Zooplankton community in the Upper Parnaíba River (Northeastern, Brazil). Brazil. J. Biol. 73(2), 2016. PMid:27533733. http://doi.org/10.1590/1519-6984.20215.

R Core Team, 2022. R: A Language and Environment for Statistical Computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing

Rocha, O., Espíndola, E.L.G., Rietzlers, A.C., Fenerich-Verani, N., & Verani, J.R., 2011. Animal invaders in São Paulo state reservoirs. Oecol. Aust. 15(3), 631-642. http://doi.org/10.4257/oeco.2011.1503.14.

Segers, H., 2007. Annotated Checklist of the Rotifers (Phylum Rotifera), with notes on nomenclature, taxonomy and distribution. Zootaxa 1564(1): 1:31. https://doi.org/10.11646/zootaxa.1564.1.1.

Serafim-Júnior, M., Bonecker, C.C., Rossa, D.C., & Tôha, F.A.L., 2003. Rotifers of the upper Paraná River floodplain: additions to the checklist. Brazil. Braz. J. Biol. 63(2), 207-212. PMid:14509842. http://doi.org/10.1590/S1519-69842003000200005.

Serafim-Júnior, M., Neves, G.P., Brito, L., & Ghidini, A.R., 2006. Zooplâncton do Rio Itajaí-Açú a jusante da cidade de Blumenau, Santa Catarina, Brasil. Estud. Biol. 28(65), 41-50. http://doi.org/10.7213/reb.v28i65.22167.

Serafim-Junior, M., Perbiche-Neves, G., Brito, L., Ghidini, A., & Casanova, S., 2010. Variação espaço-temporal de Rotifera em um reservatório eutrofizado no sul do Brasil. Iheringia, Sér. Zool. 100(3), 233-241. http://doi.org/10.1590/S0073-47212010000300008.

Simões, N.R., Robertson, B.A., Lansac-Tôha, F.A., Takahashi, E.M., Bonecker, C.C., Velho, L.F.M., & Joko, C.Y., 2009. Exotic species of zooplankton in the upper Paraná River floodplain, Daphnia lumholtzi Sars, 1885 (Crustacea: Branchiopoda). Brazil. Braz. J. Biol. 69(2, Suppl.), 551-558. PMid:19738962. http://doi.org/10.1590/S1519-69842009000300010.

Syarki, M.T., 2019. The Invasion of the American Rotifer Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) (Rotifera: Brachionidae) into Vygozersky Reservoir (Republic of Karelia, Russia). Russ. J. Biol. Invasions 10(4), 382-386. http://doi.org/10.1134/S207511171904009X.

Venables, W.N., & Ripley, B.D., 2002. Modern Applied Statistics with S. 4th ed. USA: Springer. http://doi.org/10.1007/978-0-387-21706-2.

Zaniboni-Filho, E., & Schulz, U.H., 2003. Migratory fishes of the Uruguay River. In: Carolsfeld, J., Harvey, C., & Ross, A. eds. Migratory fishes of the South America: biology, social importance and conservation status. Victoria: World Fisheries Trust, 157-194.

Zhdanova, S.M., & Dobrynin, A.E., 2011. Kellicotia bostoniensis (Rousselet, 1908) (Rotifera: Brachionidae) in Waterbodies of European Russia. Inland Water Biol. 4(1), 39-46. http://doi.org/10.1134/S1995082911010147.

Zhdanova, S.M., Lazareva, V.I., Bayanov, N.G., Lobunicheva, E., Rodionova, N., Shurganova, G., Kulakov, M.Y., & Il’in, M.Y., 2016. Distribution and Ways of Dispersion of American Rotifer Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) (Rotifera: Brachionidae) in Waterbodies of European Russia. Russ. J. Biol. Invasions 7(4), 308-320. http://doi.org/10.1134/S2075111716040111.

Zhdanova, S.M., Lazareva, V.I., Bayanov, N.G., Lobunicheva, E.V., Rodionova, N.V., Shurganova, G.V., Zolotareva, T.V., & Il’in, M.Y., 2019. Morphological variability of Kellicottia bostoniensis (Rousselet, 1908) (Rotifera: Brachionidae) in Waterbodies of European Russia. Inland Water Biol. 12(2), 140-149. http://doi.org/10.1134/S1995082919020184.
 


Submetido em:
15/01/2024

Aceito em:
18/03/2025

Publicado em:
26/09/2025

68d6ee01a95395062e448a93 alb Articles
Links & Downloads

Acta Limnol. Bras. (Online)

Share this page
Page Sections