Foto: Elena Iulia Iorgu
Anodonta woodiana, scoica uriașă chineză – musafirul nepoftit care a invadat Europa27 min read
Prin abilitatea sa remarcabilă de reproducere, Anodonta woodiana poate depăși capacitatea de control a ecosistemelor locale. Asta duce la competiție pentru hrană și habitat cu speciile native și determină scăderea biodiversității locale.
Înmulțirea speciilor invazive, încălzirea globală, cu fenomenele sale meteo extreme, precum și dispariția altor specii și habitate, par să devină atributele constante ale unei noi perioade geologice pe care planeta noastră o străbate în prezent, numită Antropocen.
În ultimele decenii, globalizarea a sporit tendința de mobilitate a oamenilor și a mărfurilor în întreaga lume, ducând la o creștere a numărului de specii introduse în afara ariilor lor naturale. „Invasive alien species and climate change”, iucn.org a constatat că Peste o treime din totalul speciilor introduse în ultimii 200 de ani au apărut după anul 1970, și nu există semne că rata introducerilor ar încetini. Dimpotrivă, se preconizează că această rată va crește cu 36% între anii 2005 și 2050.
Cum apare invazia biologică?
Speciile invazive numite și alohtone, exotice sau non-native sunt animale, plante sau alte organisme care sunt introduse în mod accidental sau intenționat în afara ariei lor naturale de răspândire, având un impact negativ asupra biodiversităţii native, a serviciilor ecosistemice sau a bunăstării umane.
CITEȘTE ȘI: Cele mai agresive 10 specii invazive din România
Speciile invazive reprezintă una dintre cele mai mari cauze ale pierderii biodiversității și dispariției speciilor. Mai precis, „Alien species as a driver of recent extinctions”, ncbi.nlm.nih.gov drept a doua amenințare la adresa biodiversității globale.
Paradoxal este însă că apariția acestui fenomen de invazie biologică se datorează omului și translocării de indivizii vii sau propagule (stadii cu rol de dispersie ale unor organisme) peste bariere biogeografice pe care speciile în cauză nu le-ar fi putut trece „A proposed unified framework for biological invasions”, sciencedirect.com
Mediul acvatic este unul intens predispus invaziilor biologice mediate de om. Acvacultura precum și transporturile maritime, din cauza apelor de balast, au generat probleme costisitoare în lumea întreagă. Câteva scoici de apă dulce, printre care Dreissena polymorpha, Corbicula fluminea și Limnoperna fortunei, reprezintă unii dintre cei mai problematici invadatori din lume. Acești intruși au modificat mediile acvatice în care au ajuns prin activitățile de filtrare și prin coloniile pe care le formează.
Speciile de scoici cu cel mai mare potențial invaziv au cicluri de viață simple: fie eliberează direct juvenili în apă, fie produc larve libere. Ciclurile de viață în rândul bivalvelor (scoicilor) sunt însă diverse și pot include un stadiu obligatoriu de parazit.
Drumul de la parazit la scoică
Scoicile de apă dulce din familia Unionidae sunt creaturi sedentare de fundul apei, care se hrănesc preponderent prin filtrarea apei. În ciclul lor de viață, au un stadiu larvar parazit numit glochidium – care se atașează temporar de branhiile sau înotătoarele peștilor de apă dulce. După această etapă, larva se metamorfozează și devine o scoică tânără complet dezvoltată.
O femelă de scoică poate incuba până la câteva mii de glochidii în camera sa branhială. După ce glochidiile au atins maturitatea, sunt eliberate în apă, unde se atașează de țesutul gazdă și se închistează. Relația dintre unionide și pești este mai mult de tip foretic (ajută la răspândirea scoicilor) „Adaptations to host infection and larval parasitism in Unionoida”, journals.uchicago.edu cu toate că glochidia se hrănește temporar de la gazda sa. Această etapă parazitară este crucială pentru răspândirea și perpetuarea speciei de scoică.
Evoluția relației gazdă-parazit este o problemă complexă în „Hosts and parasites as aliens”, cambridge.org Când speciile de scoici se extind către alte zone, se confruntă cu noi gazde, ceea ce influențează direct succesul în stabilirea de noi populații. Gradul de specificitate al gazdelor pentru scoicile invazive variază, afectând dispersia și succesul reproductiv în noile arii invadate. Se întâmplă ca scoicile să nu aibă întotdeauna succes în infectarea și exploatarea noilor lor gazde, dar la fel de bine pot valorifica „naivitatea evolutivă” a gazdelor noi (care nu sunt obișnuite cu noii paraziți și nu au dezvoltate mecanisme de apărare) și le pot exploata mai eficient decât gazdele „The Bitterling-Mussel Coevolutionary Relationship in Areas of Recent and Ancient Simpatry”, onlinelibrary.wiley.com
Anodonta woodiana la Dunăre.
Anodonta woodiana, un călător clandestin din ținuturi îndepărtate, cu o extindere de succes în toată Europa
Am făcut această introducere amplă pentru a te familiariza cu problematica speciilor invazive și în particular a scoicilor dulciole invazive, care au stadii larvare parazite. Povestea de astăzi are ca personaj principal o scoică cu un ciclu evolutiv similar celui discutat mai sus. Un călător clandestin, care a pornit neinvitat într-o călătorie, într-un mod nedorit, de succes. Anodonta woodiana (Lea, 1834) este originară din Asia de Sud-Est, în special din Indochina și sudul Chinei, dar e răspândită nativ până în Coreea, Japonia, Taiwan, Primorye și Bazinul Amur din estul Rusiei.
În aria lor nativă, glochidiile (larvele) sunt eliberate vara, se atașează de înotătoarele și branhiile peștilor gazdă și se închistează. Metamorfoza este completă în câteva zile, iar juvenilii de scoică se desprind de gazda lor.
Extinderea ariei de răspândire a speciei A. woodiana a început în a doua jumătate a secolului XX. Astăzi, scoica, poate fi găsită în insulele indoneziene, America Centrală, America de Nord, Europa, partea asiatică a Turciei. Această extindere de succes a fost atribuită stadiului larvar parazit și faptului că peștii gazdă infectați servesc ca vector de răspândire a scoicii în noi regiuni, în care un animal oarecum sedentar, așa cum este scoica adultă, nu poate ajunge lesne.
Exporturile de puiet de pește în scopuri comerciale (în principal speciile de crap din Asia de Est și Bazinul fluviului Amur) sunt considerate a fi principalul mijloc de „Modelling the invasion history of Sinanodonta woodiana in Europe: Tracking the routes of a sedentary aquatic invader with mobile parasitic larvae”, ncbi.nlm.nih.gov Introducerea în crescătoriile din lumea întreagă a puietului de pește fitofag, de ciprinide din Asia de Est (Carassius auratus, Carassius gibelio, Ctenopharyngodon idella și Hypophthalmichthys molitrix), a fost principalul vector prin care specia a colonizat noi teritorii (Watters 1997). Aceasta a fost calea prin care scoica uriașă chineză a pătruns și în România.
Din Bihor, pe întreg continentul european
Un istoric al invaziei la nivel european povestește despre ferma piscicolă de la Cefa, din Bihor, unde, în anii 1960, a fost adus un transport de puiet de pește fitofag (crap chinezesc) importat din Bazinul fluviului Yangtze. Scoica a fost prima dată colectată însă, în 1979, de către Prof. Andrei Sarkany Kiss. Nimic nu lăsa de bănuit pe atunci că acest transport, împreună cu unul similar desfășurat în Franța, la crescătoriile din apropiere de Arles (Bazinul Ronului de Jos) vor fi sursa de colonizare pentru întreaga Europă.
În mai puțin de 30 de ani, această scoică, invadator de succes, a reușit să colonizeze întregul continent, fiind menționată până în Suedia. Considerată la început „Sinanodonta woodiana (Lea, 1834) (Mollusca) – A new mussel species in Poland: Occurence and habitat preferences in a heated lake system”, researchgate.net și cu un potențial de invazie mult redus din cauza acestei caracteristici, A. woodiana a dovedit o mare capacitate de adaptare, reușind să supraviețuiască și în „Establishment of a new alien species in Lake Maggiore (Northern Italy): Anodonta (Sinanodonta) woodiana (Lea, 1834) (Bivalvia: Unionidae)”, researchgate.net
La nivel european cercetări experimentale efectuate asupra specificității de gazdă a speciei A. woodiana au demonstrat că scoica este un generalist în ceea ce privește speciile de pești care pot fi infestați cu glochidii. Se pare că scoica chineză poate să paraziteze cele mai comune specii de pești din apele Europei, printre care Pseudorasbora parva (nurgoi bălțat), Carassius gibelio (caras), Cyprinus carpio (crap), Squalius cephalus (clean), Rhodeus amarus (boarță), Rutilus rutilus (babușcă), Gobio gobio (porcușor), Barbus barbus (mreană) și că pe toate se dezvoltă corespunzător, potrivit echipei de cercetare „The role of host specificity in explaining the invasion success of the freshwater mussel Anodonta woodiana in Europe”, link.springer.com
Glochidii atașate și se închistate pe un pește-gazdă.
O conviețuire mutual avantajoasă
Rhodeus amarus (boarța), una dintre speciile de pești menționate mai sus, are nevoie, la rândul său, de scoici unionide în care își depune icrele. În 2015, o lucrare publicată în „Population-specific responses to an invasive species”, royalsocietypublishing.org vorbește despre relația de coevoluție existentă între peștii din specia R. amarus și scoicile din familia Unionidae. Peștii folosesc scoicile pentru a-și depune icrele, iar scoicile folosesc boarțele pentru a-și matura glochidiile.
Lucrarea menționată analizează la nivel experimental populații localizate geografic care manifestă un comportament diferit. Astfel, în regiunea Baltică, relația dintre pește și scoică este mult mai consumatoare de energie pentru ambii parteneri implicați. Pentru că larvele de scoică nu se metamorfozează complet pe boarță, peștele dezvoltă mecanisme imune care duc la desprinderea larvelor de scoică, iar scoica ejectează icrele de boarță.
În schimb, în Bazinul Dunării, lucrurile stau cu totul altfel: peștele este o gazdă bună pentru glochidiile de A. woodiana, dar evită scoica atunci când trebuie să-și depună icrele pentru a nu pierde ponta, dat fiind că scoica chineză are capacitatea de a-i ejecta icrele. Se pare că secretul relației de coevoluție stă în faptul că populațiile simpatrice (care trăiesc împreună) din Bazinul Dunărean, acolo unde invazia scoicii este destul de veche, au învățat să dezvolte mecanisme de minimizare a pierderilor.
Glochidiile de A. woodiana nu sunt pretențioase in privința gazdelor, iar temperatura le poate influența ciclul de viață
Cercetările experimentale au arătat că incubația abundentă a glochidiilor are loc în luna mai, în timp ce incidența cea mai scăzută a fost observată în toamnă. Glochidiile sunt echipate cu „cârlige” pe fiecare valvă, cu ajutorul cărora se atașează de marginea înotătoarelor peștilor și intră în stadiul de închistare. Juvenilii ating stadiul adult încă din primul an de viață și devin maturi sexual după ce cochilia lor ajunge la dimensiunea de 30 mm.
Un studiu realizat de „Site selection and attachment duration of Anodonta woodiana (Bivalvia: Unionacea) glochidia on fish hosts”, zslpublications.onlinelibrary.wiley.com a analizat preferința glochidiilor de A. woodiana în ceea ce privește speciile de pești gazdă sau părțile corpului gazdei la care se atașează. În cazul speciei Gambusia affinis (gambuzie), cele mai multe glochidii s-au atașat de înotătoarele pectorale ale peștilor, deoarece acestea au un rol important în locomoție și facilitează contactul cu glochidiile.
Un alt aspect semnificativ este influența temperaturii apei asupra duratei de atașare a larvelor. Glochidiile mature au fost observate la temperaturi ale apei cuprinse între 15-27°C. Pe măsură ce temperatura apei crește, durata de atașare a glochidiilor scade. De exemplu, la o temperatură de 15˚C, atașarea durează aproximativ 14 zile, în timp ce la 27˚C, glochidiile rămân atașate doar șase zile. Totuși, la o temperatură de 33°C, glochidiile se desprind rapid de pești, iar metamorfoza lor este incompletă. Din fericire, acest lucru nu reprezintă o problemă pentru A. woodiana, deoarece temperatura mediului în care trăiește rareori depășește 30°C.
Anodonta woodiana. Foto: Ana-Maria Krapal
O diversitate genetică scăzută la nivel european
Un studiu complex, desfășurat cu ajutorul markerilor genetici și a modelării matematice a investigat istoria invaziei la nivel european cu stabilirea sursei și a unui „Modelling the invasion history of Sinanodonta woodiana in Europe: Tracking the routes of a sedentary aquatic invader with mobile parasitic larvae”, onlinelibrary.wiley.com Analizele genetice la nivelul ADNmitocondrial, efectuate pe mostre din Europa și din populațiile native, au relevat o diversitate genetică extrem de redusă la nivel european. Practic, s-a identificat un singur haplotip mitocondrial (aceeași secvență pentru toate fragmentele unui marker ADN mitocondrial) în majoritatea indivizilor analizați în Europa. Acest haplotip unic european corespunde cu multitudinea de haplotipuri identificate în bazinul fluviului Yangtze din China. Prin urmare, colonizarea Europei a avut loc prin introducerea de scoici provenite din regiunea Yangtze din China.
Diversitatea genetică cuantificată cu ajutorul markerilor de tip ADN microsatelit (markeri genetici cu evoluție mai rapidă decât ADN mitocondrial și utilizați pentru a studia evoluția populațiilor la scară temporală mai redusă) a fost mai mică în Europa decât în populațiile studiate din bazinul râului Yangtze. Modelarea invaziei scoicii Anodonta woodiana la nivel european a evidențiat două zone (sudul Franței și regiunea de vest a României, sudul Ungariei și nordul Croației – cele mai vechi înregistrări europene ale prezenței speciei), regiuni geografice care au funcționat ca sursă/donor pentru celelalte zone din Europa unde s-au semnalat populații de A. woodiana.
Prin combinarea datelor genetice obținute de la markeri nucleari și mitocondriali, precum și a datelor geografice și istorice de răspândire a populațiilor la nivel European, și prin utilizarea unor metode matematice complexe (metoda ABC approximate Bayesian Computation) s-a demonstrat că A. woodiana, o specie extrem de invazivă de scoică de apă dulce, a colonizat Europa printr-un singur eveniment de colonizare și dintr-o singură regiune sursă. În datele genetice nu au fost identificate dovezi ale apariției recente a unui genotip nou.
O toleranță la temperaturi scăzute recent dobândită de specie a apărut probabil prin adaptarea populațiilor locale la condițiile de mediu. Populațiile europene actuale de A. woodiana sunt conectate printr-o rețea de evenimente de întrepătrundere între populațiile sursă originale și cele derivate. Rămâne de investigat pe deplin cum și de ce diferitele populații de A. woodiana variază în ceea ce privește potențialul lor invaziv, precum și impactul lor specific asupra comunităților native.
Un pericol pentru speciile native protejate
A. woodiana reprezintă o amenințare reală pentru speciile native de Unionide, scoici de apă dulce dintre care poate cea mai problematică este Unio crassus, o scoică mică de râu, specie protejată la nivel european. Pe lângă competiția pentru spațiu și hrană, scoica uriașă chineză concurează această specie autohtonă și pentru gazde.
Spre deosebire de A. woodiana, U. crassus are o specificitate de gazdă destul de ridicată și, pentru că scoica chineză nu este deloc pretențioasă în alegerea unei gazde, de multe ori U. crassus poate râmâne fără gazde disponibile în habitatul ocupat. După ce au fost infestați de glochidiile unei scoici, peștii dezvoltă un mecanism imunologic de apărare, astfel încât o a doua infestare cu glochidii devine foarte puțin probabilă.
Viitoare studii sunt necesare pentru a elucida mecanismele fine ale acestei competiții în care se află A. woodiana cu scoicile native, deoarece gazdele disponibile pot varia mult între diferite bazine acvatice și populații de scoici.
Rubrica Jurnal de naturalist este o colaborare între Muzeul Național de Istorie Naturală „Grigore Antipa” și Mindcraft Stories și conține texte realizate de cercetătorii muzeului, care-și propun să ofere cititorilor articole despre biodiversitatea din România.
