Controlo Biológico - FCUL 2014 Hélia Marchante

Controlo biológico de Acacia longifolia em Portugal – utopia ou realidade?

Hélia Marchante

Centro de Ecologia FuncionalUniversidade de Coimbra

12 janeiro 2014 FCUL, “Espécies exóticas, invasoras e pragas em Portugal … 2

Acacia longifolia - o problema (1)• Invasão por Acacia longifolia

- Árvore exótica, vinda da Austrália

- Introduzida no início séc. XX (finais XIX) para estabilização de dunas

- Actualmente: invade áreas extensas de dunas costeiras e outros habitats em Portugal e outros EM: Espanha, França, Itália



Acacia longifolia - o problema (1)• Invasão por Acacia longifolia

- Árvore exótica, vinda da Austrália

- Introduzida no início séc. XX (finais XIX) para estabilização de dunas

- Actualmente: invade áreas extensas de dunas costeiras e outros habitats em Portugal e outros EM: Espanha, França, Itália

- Ponto-chave: produção massiva de sementes – banco de sementes muito numeroso, com grande longevidade

potential de re-invasão rápida



Acacia longifolia - o problema (1)








Principais impactes: - Diminuição da biodiversidades; ameaça a espécies e

habitats protegidos, e.g., sítios Natura 2000 and Áreas Protegidas1

- Alterações na microbiologia e química do solo2

1(Marchante et al., 2003, Marchante, 2001, 2011, Rascher et al., 2011, Hellmann et al., 2011)2(Marchante et al., 2008a,b, Marchante 2008, Rodríguez-Echeverría, 2010):

Acacia longifolia - o problema





- Diminuição da productividade florestal- Alteração das condições de fogo

Impactes económicos: >> 1M€ + dados não disponíveis











- Diminuição da productividade florestal






















Controlo mecânico e químico disponíveis

Solução?


• Sucesso baixo devido ao banco-de-sementes


• Demasiado dispendioso

Controlo biológico?

Alternativas sustentáveis são necessárias

Solução?




Solução?


Solução?





Solução?


Solução?





Controlo biológico?

Alternativas sustentáveis são necessárias

Solução?


• Uso de uma espécie (específica para o hospedeiro) para controlar outra espécie que se tornou problemática; a 1ª é considerada inimigo natural da 2ª

• Desvantagens:– introdução de um agente exótico– potenciais riscos para as espécies nativas/não-alvo

– risco do agente ser vector de parasitas/ parasitóides/ …

- investimento elevado em investigação

Controlo biológico


Controlo biológico


Controlo biológico• Vantagens:

˗ Baseado em princípios e protocolos cientificamente credíveis˗ Método “amigo do ambiente”, não poluidor˗ Pode afectar apenas a espécie-alvo (invasora)˗ Baixos custos a longo-prazo - método sustentável

˗ “Ferramenta-chave” para a gestão das espécies invasoras globalmente (CBD; EPPO; European Strategy Invasive Alien Species)˗ Bom historial de segurança…


• A nível mundial (e.g., Austrália, África-do-Sul, EUA):– Desde finais de 1800, > 400 agentes contra ca. 150 PLANTAS-

alvo/ infestantes– Muitas delas, significativa ou permanentemente controladas

• Algumas dessas plantas são invasoras em Portugal (agentes libertados >> África-do-Sul):– A. longifolia: Trichilogaster acaciaelongifoliae e Melanterius

ventralis–Acacia melanoxylon: Melanterius acaciae

- Acacia dealbata: Melanterius maculatus - Hakea sericea: Carposina autologa… - Eichhornia crassipes: Neochetina eichhorniae …

Controlo biológico – no mundo


• > 300 libertações de 176 predadores/ parasitoides contra INSECTOS; e.g., Anaphes inexpectatus contra Gonipterus platensis (Eucalyptus globulus) em Portugal

• Libertado (2010) o 1º ÚNICO agente, no Reino Unido contra 1 PLANTA: Aphalara itadori para controlo de Fallopia japonica

Controlo biológico – na Europa

http://news.bbc.co.uk/2/hi/8555378.stm http://www.guardian.co.uk/environment/2009/jul/23/japanese-knotweed-bug-control


• > 300 libertações de 176 predadores/ parasitoides contra INSECTOS; e.g., Anaphes inexpectatus contra Gonipterus platensis (Eucalyptus globulus) em Portugal

• Libertado (2010) o 1º ÚNICO agente, no Reino Unido contra 1 PLANTA: Aphalara itadori para controlo de Fallopia japonica

• Portugal: não está disponível nenhum agente de controlo biológico para plantas invasoras

• em análise o pedido de libertação de agente para A. longifolia

Controlo biológico – na Europa

Trichilogaster acaciaelongifoliae

1mm


• Hymenoptera: Pteromalidae • Vespa formadora de galhas; de dimensões reduzidas ca. 3mm


1mm


• Hymenoptera: Pteromalidae • Vespa formadora de galhas; de dimensões reduzidas ca. 3mm• ♀: partenogénica• ♀: oviposição em gemas florais (e vegetativas)• ciclo de vida anual - 362 dias dentro das galhas• ♀ emergem, procuram gemas florais, põem ovos e morrem

as galhas começam a desenvolver-se depois da oviposição, inibindo a formação de flores e consequentemente de frutos e sementes



• Hymenoptera: Pteromalidae • Vespa formadora de galhas; de dimensões reduzidas ca. 3mm• ♀: partenogénica• ♀: oviposição em gemas florais (e vegetativas)• ciclo de vida anual - 362 dias dentro das galhas• ♀ emergem, procuram gemas florais, põem ovos e morrem



Curto prazo: • Reduz produção sementes e taxa dispersão – Diminui/ pára adição de sementes ao banco-de-sementes

Longo prazo: • Reduz germinação (pós-fogo / outra perturbação)

- galhas nas gemas vegetativas redução da folhada; planta fica mais susceptível/ debilitada condições de stress – podem morrer




• Espécies-alvo: A. longifolia subsp. longifolia e A. longifolia subsp. sophorae e A. floribunda

• libertado: 1982, África do Sul• reduziu produção de sementes - 85-100%• reduziu biomassa induzindo a abscisão folhear• eficácia limitada em climas com temperaturas muito baixas• não afeta plantas não-alvo, exceto colonização temporária e

negligenciável de A. melanoxylon e Albizzia lophanta (ambas próximas e invasoras) - populações muito elevadas

» parasitado por parasitóides nativos»muito eficaz exemplo de sucesso de C.B.

T. acaciaelongifoliae – “cv” agente c.b.

Podemos usá-lo?


Legislação – Decreto-Lei nº 565/99

• Introdução intencional de espécies exóticas na natureza

• Exceções “económicas” - agricultura, horticultura, interesse zootécnico

+ restrições fitossanitárias


1º passo - Pedido de autorização (ICN) para introdução/ estudos em quarentena – de acordo com Decreto-Lei nº 565/99– vantagens inequívocas para o Homem ou para as biocenoses

naturais - controlar a disseminação da invasora A. longifolia – nenhuma espécie indígena apta para o fim pretendido - A.

longifolia em Portugal desde finais do séc. XIX e não se conhecem agentes antagonístas naturais

– elaboração de um estudo de impacte cujas conclusões são relevantes para a autorização - feito

T. acaciaelongifoliae – em Portugal (1)


2º passo - Autorização concedida para realização dos testes em quarentena; “aprovação” de lista de espécies não-alvo a testar

3º passo - Realização dos testes de especificidade – Condições controladas– Testes complementares aos testes anteriores (África-do-Sul)– Setembro a Dezembro de 2005 – 2010

– Galhas enviadas da África-do-sul (fêmeas)

T. acaciaelongifoliae – em Portugal (2)


Testes de especificidade:• fase I (“no-choice”):

oviposição em A. longifolia e 3 espécies não-alvo

• fase II: – “Double-choice”: prefere

A. longifolia– “em vaso”: galhas apenas

em A. longifolia • Fase III: natureza, Austrália e

África-do-Sul : ausência de galhas nas espécies não-alvo

Family

Non-target species

Anacardiaceae1 n Pistacia lentiscus L.

Caprifoliaceae2 n Viburnum tinnus L.

Cistaceae3 n Cistus psilosepalus Sweet

Empetraceae4 n Corema album (L.) D.Don

Ericaceae5 n Arbutus unedo L.

6 n Erica scoparia L.

Fabaceae 7 e subfam. Caesalpinioideae - Ceratonia siliqua L.

(=Leguminosae) 8 n subfam. Faboideae - Cytisus striatus (Hill.) Rothm.

9 n subfam. Faboideae - Genista falcata Brot.

10 n subfam. Faboideae – Medicago marina L.

11 e subfam. Faboideae - Phaseolus vulgaris L.

12 e subfam. Faboideae - Pisum sativum L.

13 n subfam. Faboideae - Stauracanthus genistoides (Brot.) Samp. subsp. genistoides

14 n subfam. Faboideae - Ulex parviflorus L.

15 e subfam. Faboideae - Vicia faba L.

16 e subfam. Mimosoideae - Acacia melanoxylon R. Br.

Fagaceae17 n Quercus faginea Lam.

18 n Quercus lusitanica Lam.

19 n Quercus pyrenaica Willd.

20 n Quercus robur L.

21 n Quercus rotundifolia Lam.

22 n Quercus suber L.

23 n Quercus x coutinhoi Samp.

Lamiaceae24 n Lavandula luisieri (Rozeira) Rivas-Martinez

Lauraceae25 n Laurus nobilis L.

Myricaceae26 n* Myrica faya Aiton

Myrtaceae27 e Eucalyptus globulus Labill.

Oleaceae28 n Phillyrea angustifolia L.

Pinaceae 29 n* Pinus pinaster Aiton

30 e Pseudotsuga menziesii (Mirbel) Franco

Polygalaceae31 n Polygala vulgaris L.

Rhamnaceae32 n Rhamnus alaternus L.

Rosaceae33 e Pyrus communis L.

34 e Prunus persica (L.) Batsch.

35 n Prunus lusitanica L.

36 e Malus domestica Borkh.

Rutaceae37 e Citrus sinensis (L) Osbeck

Salicaceae38 n Salix atrocinerea Brot.

Ulmaceae39 n Ulmus procera Salisb.

Vitaceae40 e Vitis vinifera L.

species phylogentically related (centrifugal phylogenetic method)

species with ecological/distribution overlap

Note: Where more than one criteria was used for selection of a particular species,species with conservation value

the relative importance of each of the criteria is indicated by the width of the blocks

T.acaciaelongifoliae – resultados (Portugal)


1º Testes “non-choice” (em ramos)• Oviposição em APENAS 3 espécies não-alvo

(Acacia melanoxylon, Vitis vinifera, Cytisus striatus) MAS confinação alteração do comportamento é normal

2º Testes em plantas envasadas: Galhas APENAS em A. longifolia (ciclo de vida

completo)

3º Amostragens em campo - África do Sul e Austrália:

Galhas APENAS em A. longifolia

T.acaciaelongifoliae – resultados (Portugal)


4º passo - Pedido de autorização para libertação em condições naturais – ICNF DGAV

… passa fronteiras …5º passo – apresentação do pedido ao Comité

Fitossanitário Permanente (Comissão Europeia), 27 EM… apoiaram … mas… recomendaram:

6º passo – Análise de Risco - EFSA…

7º passo - ??

T.acaciaelongifoliae – em Portugal


Resumindo…

As “Desvantagens”:• introdução de um agente exótico – já usado na África do Sul há

muito tempo (1982), muito estudado• potenciais riscos para as espécies nativas/não-alvo – testes

especificidade na África-do-Sul + Portugal – mono-específico (A.melanoxylon e Paraserianthes lophanta; <<; invasoras)

• risco do agente ser vector de parasitas/ parasitóides – introdução APENAS de vespas (não galhas) risco reduzido

• elevados investimentos em investigação – já selecionado e estudado antes investimento muito reduzido


Resumindo (2)…

As vantagens:• Método “amigo do ambiente”• Pode afetar apenas a espécie-alvo (invasora) – específico• Baixos custos a longo-prazo• Método sustentável• Relação custo-benefício muito favorável

–África-do-Sul - reduziu a produção de sementes (> 85%) e atrasou o crescimento vegetativo

- 1980: A. longifolia top 10 plantas invasoras 2013: trivial


• Depois de todos os testes em Portugal + historial na África do sul …

SIM, T. acaciaelongifoliae pode ser usado com segurança+

Pode diminuir os impactes económicos e biológicos de A. longifolia de forma eficaz, sustentável e sem efeitos não desejáveis

É seguro?

Mas será uma utopia?

Mas será uma utopia?

…

Acreditamos que não


Invader-B - Gestão de plantas INVasoras em Portugal: da prevenção à DEtecção Remota e controlo biológico de Acacia longifolia – INVADER-B

1) Impactes de A. longifolia em redes de interação; 2) Efeitos indirectos de T. acaciaelongifoliae; 3) Distribuição de A. longifolia e agente por detecção

remota; 4) Monitorização de T. acaciaelongifoliae;

5) Detecção rápida de espécies e agente- vossa ajuda!!! Plataforma on-line de Ciência Participativa!

Futuro …


Mapa de avistamentos de plantas invasoras •Projeto de Ciência Participativa, disponível em www.invasoras.pt •Contribuições possíveis por “upload” de informação online ou através de aplicação para Smartphone Android•Registo na newsletter (www.invasoras.pt)

http://www.invasoras.pt/

http://www.invader.uc.pt/



Ponderar o uso de outros agentes de controlo biológico para outras plantas invasoras em Portugal?

- Acacia dealbata (mimosa) - Acacia melanoxylon (austrália)

- Hakea sericea (háquia-picante)…- Eichhornia crassipes (jacinto-de-água);)

O outro futuro..


Obrigada

• Mais informação: www.invasoras.pt • https://www.facebook.com/InvasorasPt

• [email protected]

nova edição em breve

http://www.invasoras.pt/

https://www.facebook.com/InvasorasPt

mailto:[email protected]


Referências citadas e outras…• Almeida JD, Freitas H (2006) Exotic naturalized flora of continental Portugal - a reassessment. Botanica

Complutensis 30:117-130• Hulme, P.E., Pysek, P., Nentwig, W. & Vilà, M. (2009) Will Threat of Biological Invasions Unite the European

Union? Science, 40-41.• Marchante, H.. 2011. Invasion of Portuguese dunes by Acacia longifolia: present status and perspectives for the

future. Faculdade de Ciências e Tecnologia. UC. Doutoramento em Biologia, especialidade em Ecologia. 184 pág. • Marchante E, Freitas H, Marchante H (2008a) Guia prático para a identificação de Plantas Invasoras de Portugal

Continental. Natura Naturata. Imprensa da Universidade de Coimbra, Coimbra• Ministério do Ambiente (1999) Decreto-lei n.º 565/99, 21/12. In: Diário da República - I Série - A. 295: 9100-14. • Pyšek P, Richardson DM, Rejmanek M, Webster GL, Williamson M, Kirschner J (2004) Alien plants in checklists

and floras: towards better communication between taxonomists and ecologists. Taxon 53 (1):131-143• Richardson DM, Pyšek P, Rejmánek M, Barbour MG, Panetta FD, West CJ (2000) Naturalization and invasion of

alien plants: concepts and definitions. Divers Distrib 6:93-107• Vilà M, Espinar JL, Hejda M, Hulme PE, et al (2011) Ecological impacts of invasive alien plants: a meta-analysis of

their effects on species, communities and ecosystems. Ecol Lett 14:702-708• Marchante, H; Marchante, E. & Freitas, H. 2003. Invasion of the Portuguese dune ecosystems by the exotic

species Acacia longifolia (Andrews) Willd.: effects at the community level. In: Child, L.E.; Brock, J.H.; et al Plant Invasions: Ecological Threats and Management Solutions. Pp. 75-85. Backhuys Publishers. The Netherlands.

• Marchante, H. 2001. Invasão dos ecossistemas dunares portugueses por Acacia: uma ameaça para a biodiversidade nativa. Tese de Mestrado. Universidade de Coimbra.


• Hellmann, C., Sutter, R., Rascher, K.G., Máguas, C., Correia, O. & Werner, C. (2010) Impact of an exotic N2-fixing Acacia on composition and N status of a native Mediterranean community. Acta Oecologica, doi:10.1016/j.actao.2010.11.005.

• Elizabete Marchante, Annelise Kjøller, Sten Struwe & Helena Freitas. 2008. Invasive Acacia longifolia induce changes in the microbial catabolic diversity of sand dunes. Soil Biology & Biochemistry, 40: 2563–2568.

• Elizabete Marchante, Annelise Kjøller, Sten Struwe & Helena Freitas. 2008. Short and long-term impacts of Acacia longifolia invasion on the belowground processes of a Mediterranean coastal dune ecosystem. Applied Soil Ecology. 40: 210-217

• Marchante, E. 2008. Invasion of Portuguese coastal dunes by Acacia longifolia: impacts on soil ecology. Tese de Doutoramento em Biologia, especialidade de Ecologia, Universidade de Coimbra

• Marchante, H., Freitas, H. & Hoffmann, J.H. 2010 Assessing the suitability and safety of a well-known bud-galling wasp, Trichilogaster acaciaelongifoliae, for biological control of Acacia longifolia in Portugal. Biological Control. DOI:10.1016/j.biocontrol.2010.11.001

• Marchante, H., Freitas, H. & Hoffmann, J.H. 2010. The potential role of seed banks in the recovery of dune ecosystems after removal of invasive plant species. Applied Vegetation Science. DOI: 10.1111/j.1654-109X.2010.01099.x

• Marchante, H., Freitas, H. & Hoffmann, J.H. 2010. Seed ecology of an invasive alien species, Acacia longifolia (Fabaceae), in Portuguese dune ecosystems. American Journal of Botany 97(11): 1–11.

• Rodríguez-Echevérria 2010

Referências citadas e outras…

Education

Controlo Biológico - FCUL 2014 Hélia Marchante