Comparación do nicho realizado das diferentes poboacións coñecidas de vespa velutina (Himenoptera, Vespidae) e predición do risco de invasión en Europa

Abstract

As especies invasoras son, actualmente, un grave problema tanto medioambiental como económico e social. Este é o caso de Vespa velutina (Lepeletier, 1836), un membro da familia Vespidae actualmente invasor en Europa, Corea e o Xapón. Os perniciosos impactos que produce nas áreas invadidas inducen a necesidade de predicir o futuro alcance da súa invasión, para o cal é necesario coñecer previamente o seu nicho ecolóxico. O obxectivo deste traballo é, polo tanto, caracterizar e comparar o nicho ecolóxico realizado tanto dentro da área nativa como invadida tendo en conta as condicións climáticas en ambas áreas. Isto permite coñecer se o nicho realizado, estimado a partir da distribución xeográfica da especie, pode ser utilizado como substituto do nicho fundamental. Esta relación entre o nicho realizado e o fundamental é clave para determinar a fiabilidade dos modelos de distribución da especie baseados no nicho realizado empregados neste traballo e, para estimar o risco de invasión. Mediante a realización dunha Análise de Compoñentes Principais (Principal Component Analysis, PCA) foi posible caracterizar o nicho en base a catro variables principais: a precipitación do trimestre máis húmido, a temperatura media do trimestre máis frío, a estacionalidade da precipitación e a temperatura media do trimestre máis húmido. Nesta análise foron detectadas diferenzas entre os rangos climáticos correspondentes á poboación nativa e a europea, feito que suxire que o nicho ecolóxico da área nativa non comprende o fundamental da especie. A análise, mediante a metodoloxía de humboldt, que incorpora a área climática accesible de cada rexión, corrobora estas diferenzas e mostra que están relacionadas co feito de que a maior parte das presenzas en Europa ocupan un espazo climático inexistente en Asia. Estes resultados son apoiados polo cálculo do hipervolume do nicho climático, en catro dimensións, de cada unha das poboacións, que indica que existe un segmento do espazo climático europeo fóra do ocupado pola poboación nativa. Usando os valores para os catro Compoñentes Principais para predicir a distribución potencial de V. velutina en Europa mediante a proxección xeográfica do nicho realizado, observamos unha moi probable futura expansión polo oeste europeo e a maior parte das costas de Europa. Non obstante, estas predicións deben ser consideradas estimacións conservadoras, xa que os resultados anteriores mostran que é posible que o nicho fundamental teña unha amplitude que o nicho que é posible estimar nestes momentos mediante as presenzas coñecidas tanto na área nativa como invadida. Así, este traballo permitiu identificar, segundo os datos dispoñibles, as zonas de Europa máis susceptibles de ser invadidas pola avespa asiática, á vez que evidencia a necesidade de incrementar o coñecemento sobre o nicho fundamental da especie para poder realizar predicións máis precisas do risco de invasión. Invasive species are currently a severe problem not only environmentally but also with economical and social impacts. This is the case of Vespa velutina (Lepeletier, 1836), a family member of Vespidae and currently invading Europe, Korea and Japan. The impacts that causes in invaded areas demand for knowledge on its possible future expansion, and therefore deeper insight about its ecological niche are needed. The main goal of this study is, then, to describe and compare the realized niche of this species either in native and invaded areas considering climatic conditions on both regions. This will inform about its realized niche, estimated from the geographical distribution of the species, which can be used as a proxy of its fundamental niche. This relationship among realized and fundamental niches is key for assesing the accuracy of species distribution models, like the ones used in this study, and thus to be able to estimate the risk of invasion. With a Principal Component Analysis (PCA), four variables were used to describe the realized niche: precipitation of the wettest month, average temperature of the coldest quarter, precipitation seasonality and average precipitation of the wettest quarter. In this analysis differences were found among the climatic ranges corresponding to the European and Asian populations, suggesting that the ecological niche estimated from the native area doesn’t correspond to the fundamental niche. Further analysis, with the humboldt methodology, which incorporates the accessible climatic area of each region, show that the niche differences among the native and European population may be due to the fact that many European presences occur in a climatic space non existent in Asia. These results were also supported with the calculation of the climatic niche hypervolume, in four dimensions, of each population, which showed that there is a segment of the European population outside the climatic space occupied by the Asian population. Using the values for the four Principal Components, potential distribution in Europe was predicted by means of projecting geographically its realized niche. These predictive models evidenced a very likely expansion over West Europe and most of the European coastline. Nevertheless, these predictions should be considered as conservative, since the forementioned results show that the fundamental niche of V. velutina may be bigger than the currently estimable with available data both in the native and invaded areas. This study allowed, according to present data, to identify the European regions more susceptible of being invaded by the Asian hornet, and emphasizes the need for knowledge on the fundamental niche of the species in order to make more accurate predictions of its invasion risk. Las especies invasoras son, actualmente, un grave problema tanto medioambiental como económico y social. Este es el caso de Vespa velutina (Lepeletier, 1836), un membro da familia Vespidae actualmente invasor en Europa, Corea e Xapón. Los perniciosos efectos que produce en las áreas invadidas inducen la necesidad de conocer el futuro alcance de su invasión, para lo que es necesario conocimiento previo sobre el nicho ecológico de la especie. El objetivo de este trabajo es, por lo tanto, caracterizar y comparar el nicho ecológico realizado tanto dentro del área nativa como invadida teniendo en cuenta las condiciones climáticas en ambas. Esto permite conocer si el nicho realizado, estimado a partir de la distribución geográfica de la especie, puede ser utilizado como sustituto de su nicho fundamental. Esta relación entre el nicho realizado y el fundamental es clave para determinar la fiabilidad de los modelos de distribución de especies usados en este estudio y para estimar el riesgo de invasión. Mediante la realización de un Análisis de Componentes Principales (Principal Component Analysis, PCA) ha sido posible caracterizar el nicho en base a cuatro variables principales: la precipitación del trimestre más húmedo, la temperatura del trimestre máis frío, la estacionalidad de la precipitación y la temperatura media del trimestre más húmedo. En este análisis se han detectado diferencias entre los rangos climáticos correspondientes a la población nativa y europea, hecho que sugiere que el nicho ecológico del área nativa no comprende el fundamental de la especie. El análisis, mediante la metodología humboldt, que incorpora el área climática accesible de cada región, corrobora estas diferencias e mostra que están relacionadas con que la mayor parte de presencias en Europa ocupan un espazo climático inexistente en Asia. Estos resultados son apoyados por el cálculo del hipervolumen del nicho climático, en 4 dimensiones, de cada una de las poblaciones, que indica que existe un segmento del espacio climático europeo fuera del ocupado por la población nativa. Usando valores para los 4 Componentes Principales para predecir la distribución potencial de V. velutina en Europa en base a la proyección geográfica de su nicho realizado, observamos una muy probable expansión por el oeste europeo y la mayor parte de las costas europeas. No obstante, estas predicciones deben ser consideradas estimaciones conservadoras, dado que los resultados anteriores muestran que es posible que el nicho fundamental tenga una mayor amplitud que el nicho que es posible estimar en estos momentos mediante las presencias conocidas tanto en el área nativa como invadida. Así, este trabajo ha permitido identificar, según los datos disponibles, las zonas de Europa más susceptibles de ser invadidas por la avispa asiática, a la vez que evidencia la necesidad de incrementar el conocimiento sobre el nicho fundamental de la especie para poder realizar predicciones más precisas del riesgo de invasión.