Variación de la distribución geográfica potencial del invasor Lithobates catesbeianus (Ranidae) en Ecuador frente al cambio climático

Yarelys Ferrer-Sánchez; Anthony Michael Mendoza-Loor; Alexis Herminio Plasencia-Vázquez; María del Cielo Macías-Cusme; Kevin Fernando Loor-Lucero; Rossana Lourdes  Canales-Briones; Bryan Patricio Calle-Cedeño

doi:10.56124/yaku.v7i13.002

Autores/as

Yarelys Ferrer-Sánchez Carrera Ingeniería Ambiental, Facultad de Ciencias de la Ingeniería, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Ecuador
Anthony Michael Mendoza-Loor Carrera Ingeniería Ambiental, Facultad de Ciencias de la Ingeniería, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Ecuador
Alexis Herminio Plasencia-Vázquez Centro de Investigaciones Históricas y Sociales, Universidad Autónoma de Campeche. México
María del Cielo Macías-Cusme Carrera Ingeniería Ambiental, Facultad de Ciencias de la Ingeniería, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Ecuador
Kevin Fernando Loor-Lucero Carrera Ingeniería Ambiental, Facultad de Ciencias de la Ingeniería, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Ecuador
Rossana Lourdes Canales-Briones Carrera Ingeniería Ambiental, Facultad de Ciencias de la Ingeniería, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Ecuador
Bryan Patricio Calle-Cedeño Carrera Ingeniería Ambiental, Facultad de Ciencias de la Ingeniería, Universidad Técnica Estatal de Quevedo. Ecuador

DOI:

https://doi.org/10.56124/yaku.v7i13.002

Palabras clave:

calentamiento de la tierra, especie exótica invasora, Kuenm, modelo de simulación, rana toro

Resumen

Ecuador, con su amplia gama de climas y biodiversidad, enfrenta al desafío de la expansión de especies invasoras como Lithobates catesbeianus (rana toro), que pueden beneficiarse de futuras variaciones climáticas. Este estudio modeló la distribución potencial de Lithobates catesbeianus en Ecuador bajo escenarios de cambio climático utilizando registros de bases internacionales y literatura científica. Se descargaron variables bioclimáticas relevantes para la especie y se construyeron 1581 modelos candidatos con el paquete kuenm y algoritmo de Máxima Entropía en R. La especie prevaleció principalmente en la región costera, especialmente en Guayas, Los Ríos, Manabí, Santa Elena y Esmeraldas, y en la parte oriental en Napo, Morona Santiago y Zamora Chinchipe, esta última siendo especialmente propicia para su hábitat. Sin embargo, en la Sierra la favorabilidad climática decreció. Para el futuro, en el escenario moderado (SSP 24,5), se esperan cambios tolerables en las áreas donde la rana toro ya está presente. La diversidad climática de Ecuador podría incluso favorecer su expansión. Sin embargo, en el escenario extremo (SSP 5 8,5), se prevé una pérdida considerable de áreas con condiciones climáticas favorables, pero aun así la especie podría mantener poblaciones, sobre todo hacia el interior de áreas protegidas. Se espera que el rango de expansión para la distribución de la rana toro aumente en áreas como la Reserva Ecológica Cayambe Coca, Cotacachi Cayapas, Manglares Churute y los Parques Nacionales Sangay y Llanganates. Esto resultará en una mayor prevalencia de la especie en el Sistema Nacional de Áreas Protegidas, pero también causará la pérdida de biodiversidad y la fauna local.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Abad, R. C., & Casal, R. F. (2020). Técnicas de Remuestreo. Madrid: https://rubenfcasal. github. io/book_remuestreo

Akmentins, M. S., & Cardozo, D. E. (2010). American bullfrog Lithobates catesbeianus (Shaw, 1802) invasion in Argentina. Biological invasions, 12, 735-737. https://doi.org/10.1007/s10530-009-9515-3

Beaumont, L. J., Gallagher, R. V., Thuiller, W., Downey, P. O., Leishman, M. R., & Hughes, L. (2009). Different climatic envelopes among invasive populations may lead to underestimations of current and future biological invasions. Diversity and Distributions, 15(3), 409-420. https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2008.00547.x

Becerra-López, J. L., Esparza Estrada, C. E., Romero Méndez, U., Sigala Rodríguez, J. J., Mayer Goyenechea, I. G. & Castillo Cerón, J. M. (2017). Evidence of niche shift and invasion potential of Lithobates catesbeianus in the habitat of Mexican endemic frogs. Plos One, 12(9), e0185086. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0185086

Beaumont, L. J., Gallagher, R. V., Thuiller, W., Downey, P. O., Leishman, M. R., & Hughes, L. (2009). Different climatic envelopes among invasive populations may lead to underestimations of current and future biological invasions. Diversity and Distributions, 15(3), 409-420. https://doi.org/10.1111/j.1472-4642.2008.00547.x

Bissattini, A. M. & Vignoli, L. (2017). Let’s eat out, there’s crayfish for dinner: American bullfrog niche shifts inside and outside native ranges and the effect of introduced crayfish. Biological Invasions 19(9), 2633–2646. https://doi.org/10.1007/s10530-017-1473-6

Bonilla, J. A. (2019). Distribución potencial de la especie Lithobates catesbeianus en la región continental de Colombia bajo iteraciones de cambio climático. Recuperado de: http://hdl.handle.net/10654/31932.

Booth, T. H. (2022). Checking bioclimatic variables that combine temperature and precipitation data before their use in species distribution models. Austral Ecology 47: 1506-1514. https://doi.org/10.1111/aec.13234

Boria, R. A., Olson, L. E., Goodman S. M. & Anderson, R. (2014). Spatial filtering to reduce sampling bias can improve the performance of ecological niche models. Ecological Modelling 275: 73-77. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2013.12.012

Chamberlain, S., Oldoni, D. & Waller, J. (2022). rgbif: Interface to the Global

Biodiversity Information Facility API. https://doi.org/10.5281/zenodo.6023735

Cobos, M. C., Penichet, C. N., & Valarezo-Aguilar, K. (2015). First record of an American Bullfrog (Lithobates catesbeianus) population in Loja, Ecuador. Reptiles & Amphibians, 22(1), 46-48.

Cobos, M. E., Peterson, A. T., Barve, N. & Osorio‐Olvera, L. (2019). kuenm: an R package for detailed development of ecological niche models using Maxent. PeerJ, 7, e6281. https://doi.org/10.7717/peerj.6281

Cruz-Cordovez, C., Herrera, I., Espinoza, F., Rizzo, K., Sarmiento, M-B., Rodas, N., Coello, M-J., Bravo, W. & Lampo, M. (2020). New record of a feral population of Lithobates catesbeianus Shaw, 1802 in a protected area (Santay Island) in the Ecuadorian coast. BioInvasions Records 9(2): 421–433. https://doi.org/10.3391/bir .2020.9.2.28

Daszak, P., Strieby, A., Cunningham, A. A., Longcore, J. E., Brown, C. C., & Porter, D. (2004). Experimental evidence that the bullfrog (Rana catesbeiana) is a potential carrier of chytridiomycosis, an emerging fungal disease of amphibians. Herpetological Journal, 14, 201-208.

Datta, A., Schweiger, O. & Kühn, I. (2020). Origin of climatic data can determine the transferability of species distribution models. NeoBiota 59: 61-76. https://doi.org/10.3897/neobiota.59.36299

De Andrade, A. F. A., Velazco, S. J. E., & De Marco Júnior, P. (2020). ENMTML: An R package for a straightforward construction of complex ecological niche models. Environmental Modelling and Software, 125, 104615. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2019.104615

Dueñas, M-A., Hemming, D., Roberts, A. & Diaz-Soltero, S. (2021). The threat of invasive species to IUCN-listed critically endangered species: a systematic review. Global Ecology and Conservation, 26, e01476. https://doi.org/10.1016/j.gecco.2021.e01476

Dueñas Tituaña, M. R. (2020). Efectos de la variabilidad climática en la distribución espacial de la rana invasora Lithobates catesbeianus (Shaw 1802) (Anura: Ranidae) en el Ecuador continental para evaluar su respuesta frente al cambio climático (Master's thesis, Quito: Universidad Tecnológica Indoamérica).

Ferrer-Sánchez, Y., Jacho-Saa, W. R., Urdánigo Zambrano, J. P., Abasolo-Pacheco, F., Plasencia-Vázquez, A. H., Zambrano-Mero, G. J., ... & Estrella Bravo, G. V. (2021). Invasiones biológicas en agroecosistemas de Ecuador continental: nicho ecológico de especies exóticas y cultivos agrícolas bajo riesgo. Acta Biológica Colombiana, 26(3), 352-364.

Fick, S. E. & Hijmans, R. J. (2017). WorldClim 2: new 1km spatial resolution climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology 37 (12): 4302-4315. https://doi.org/10.1002/joc.5086

Forti, L. R., Becker, C. G., Tacioli, L., Pereira, V. R., Santos, A. C. F., Oliveira, I., ... & Toledo, L. F. (2017). Perspectives on invasive amphibians in Brazil. Plos One, 12(9), e0184703. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0184703

Gallagher, R. V., Beaumont, L. J., Hughes, L., & Leishman, M. R. (2010). Evidence for climatic niche and biome shifts between native and novel ranges in plant species introduced to Australia. Journal of Ecology, 98(4), 790-799. https://doi.org/10.1111/j.1365-2745.2010.01677.x

Govindarajulu, P. (2004). Introduced bullfrogs (Rana catesbeiana) in British Columbia: impacts on native Pacific treefrogs (Hyla regilla) and red-legged frogs (Rana aurora). Dissertation. University of Victoria, Victoria, British Columbia, Canada.

Govindarajulu, P., Altwegg, R., & Anholt, B. R. (2005). Matrix model investigation of invasive species control: bullfrogs on Vancouver Island. Ecological Applications, 15(6), 2161-2170. https://doi.org/10.1890/05-0486

Hanselmann, R., Rodrıguez, A., Lampo, M., Fajardo-Ramos, L., Aguirre, A. A., Kilpatrick, A. M., ... & Daszak, P. (2004). Presence of an emerging pathogen of amphibians in introduced bullfrogs Rana catesbeiana in Venezuela. Biological Conservation, 120(1), 115-119. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2004.02.013

Haubrock, P. J., Cuthbert, R. N., Hudgins, E. J., Crystal‐Ornelas, R., Kourantidou, M., Moodley, D., Liu, C., Turbelin, A. J., Leroy, B. & Courchamp, F. (2022). Geographic and taxonomic trends of rising biological invasion costs. Science of the Total Environment, 817, 152948. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.152948

Hellmann, J. J., Byers, J. E., Bierwagen, B. G., & Dukes, J. S. (2008). Five potential consequences of climate change for invasive species. Conservation Biology, 22(3), 534-543. https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2008.00951.x

Holt, R. D. (1990). The microevolutionary consequences of climate change. Trends in Ecology & Evolution, 5(9), 311-315. https://doi.org/10.1016/0169-5347(90)90088-U

Iñiguez, C. A., & Morejón, F. J. (2012). Potential distribution of the American bullfrog (Lithobates catesbeianus) in Ecuador. South American Journal of Herpetology, 7(2), 85-90. https://doi.org/10.2994/057.007.0211

Kumschick, S., Measey, G. J., Vimercati, G., De Villiers, F. A., Mokhatla, M. M., Davies, S. J., ... & Kraus, F. (2017). How repeatable is the Environmental Impact Classification of Alien Taxa (EICAT)? Comparing independent global impact assessments of amphibians. Ecology and Evolution, 7(8), 2661-2670. https://doi.org/10.1002/ece3.2877

Laufer, G., Kacevas, N. & Gobel, N. (2021). La rana toro (Lithobates catesbeianus): Estado de invasión, efectos y posibilidades de manejo en Uruguay. En A. Brazeiro, D. Bresciano, E. Brugnoli & M. Iturburu (Eds.), Especies Exóticas Invasoras de Uruguay: Distribución, Impactos Socioambientales y Estrategias de Gestión (1era ed., 175-189). RETEMA-UdelaR, CEEI-Ministerio de Ambiente. https://hdl.handle.net/20.500.12008/31864

Mainka, S. A., & Howard, G. W. (2010). Climate change and invasive species: double jeopardy. Integrative Zoology, 5(2), 102-111. https://doi.org/10.1111/j.1749-4877.2010.00193.x

Moodley, D., Angulo, E., Cuthbert, R. N., Leung, B., Turbelin, A. & Diagne, C. (2022). Surprisingly high economic costs of biological invasions in protected areas. Biological Invasions, 24, 5-6. https://doi.org/10.1007/s10530-022-02732-7

Narváez, A. E., Barreno, M., Cuadrado, S., Vera, K., & Molina-Moreira, N. (2023). Updated distribution of an alien frog species, Lithobates catesbeianus (Shaw, 1802), in Ecuador: new records of Bullfrog in the semideciduous lowland forest of western Ecuador. Check List, 19(4), 533-539. https://doi.org/10.15560/19.4.533

Nori, J., Urbina-Cardona, J. N., Loyola, R. D., Lescano, J. N., & Leynaud, G. C. (2011). Climate change and American bullfrog invasion: what could we expect in South America?. PloS One, 6(10), e25718.

Osorio‐Olvera, L., Lira‐Noriega, A., Soberón, J., Peterson, A. T., Falconi, M., Contreras-Díaz, R. G., Martínez‐Meyer, E., Barve, V. & Barve, N. (2020). ntbox: An r package with graphical user interface for modelling and evaluating multidimensional ecological niches. Methods in Ecology and Evolution, 11(10), 1199-1206. https://doi.org/10.1111/2041-210x.13452

Peterson, A. T., Cobos, M. E., & Jiménez‐García, D. (2018). Major challenges for correlational ecological niche model projections to future climate conditions. Annals of the New York Academy of Sciences, 1429(1), 66-77. https://doi.org/10.1111/nyas.13873

Phillips, S. J., & Dudík, M. (2008). Modeling of species distributions with Maxent: new extensions and a comprehensive evaluation. Ecography, 31(2), 161-175. https://doi.org/10.1111/j.0906-7590.2008.5203.x

Phillips, S. J., Anderson, R. P., & Schapire, R. E. (2006). Maximum entropy modeling of species geographic distributions. Ecological Modelling, 190(3-4), 231-259. https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2005.03.026

Prass, M., Ramula, S., Jauni, M., Setala, H. & Kotze, J. (2022). The invasive herb Lupinus polyphyllus can reduce plant species richness independently of local invasion age. Biological Invasions, (24), 425–436. https://doi.org/10.1007/s10530-021-02652-y

Pyron, R. A., Burbrink, F. T., & Guiher, T. J. (2008). Claims of potential expansion throughout the US by invasive python species are contradicted by ecological niche models. PLoS One, 3(8), e2931. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0002931

Pyšek, P., Hulme, P. E., Simberloff, D., Bacher, S., Blackburn, T. M., Carlton, J. T., ... & Richardson, D. M. (2020). Scientists' warning on invasive alien species. Biological Reviews, 95(6), 1511-1534. https://doi.org/10.1111/brv.12627

Ravi, S., Law, D. J., Caplan, J. S., Barron‐Gafford, G. A., Dontsova, K. M., Espeleta, J. F., ... & Huxman, T. E. (2022). Biological invasions and climate change amplify each other’s effects on dryland degradation. Global Change Biology, 28(1), 285-295. https://doi.org/10.1111/gcb.15919

Rodda, G. H., Jarnevich, C. S., & Reed, R. N. (2011). Challenges in identifying sites climatically matched to the native ranges of animal invaders. PloS One, 6(2), e14670. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0014670

Sales, L., Rebouças, R. & Toledo, L. F. (2021). Native range climate is insufficient to predict anuran invasive potential. Biological Invasions 23, 2635–2647. https://doi.org/10.1007/s10530-021-02528-1

Soberón, J., & Peterson, A.T. (2005). Interpretation of models of fundamental ecological niches and species’ distributional areas. Biodiversity Informatics, 2, 1–10. https://doi.org/10.17161/bi.v2i0.4

Urbina, J., Bredeweg, E. M., Garcia, T. S. & Blaustein, A. R. (2018). Host–pathogen dynamics among the invasive American bullfrog (Lithobates catesbeianus) and chytrid fungus (Batrachochytrium dendrobatidis). Hydrobiologia 817(1), 267–277. https://doi.org/10.1007/s10750-018-3614-z

Urbina-Cardona, J. N., Nori, J., & Castro, F. (2011). Áreas vulnerables a la invasión actual y futura de la rana toro (Lithobates catesbeianus: Ranidae) en Colombia: estrategias propuestas para su manejo y control. Biota Colombiana, 12(2).

Valarezo-Aguilar, K., Cisneros-Heredia, D. F., & Ordonez-Gutierrez, O. (2016). A new distribution record for the invasive American Bullfrog, Lithobates catesbeianus (Shaw, 1802)(Anura: Ranidae), from eastern Ecuador. Reptiles & Amphibians, 23(2), 147-149.

Vargas, C., Encarnación-Luévano, A., Ortega-Andrade, H.M., Prieto-Torres, D.A., Peña-Peniche, A., Rojas-Soto, O.R. (2020). Una breve introducción a los modelos de nicho ecológico. En: Moreno, C.E. (Ed.) La biodiversidad en un mundo cambiante: Fundamentos teóricos y metodológicos para su estudio (39-63). Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo/Libermex.

Yang, X., Zhou, B., Xu, Y. & Han, Z. (2021). CMIP6 Evaluation and Projection of Temperature and Precipitation over China. Advances in Atmospheric Sciences, 38(5), 817-830. https://doi.org/10.1007/s00376-021-0351-4

Yuan, L., Li, J. M., Yu, F. H., Oduor, A. M., & van Kleunen, M. (2021). Allelopathic and competitive interactions between native and alien plants. Biological Invasions, 23(10), 3077-3090. https://doi.org/10.1007/s10530-021-02565-w