Marlene Jahnke, Per-Olav Moksnes, Jeanine L. Olsen, Núria Serra Serra, Martin Nilsson Jacobi, Kadri Kuusemäe, Hanna Corell, Per R. Jonsson; Integrating genetics, biophysical, and demographic insights identifies critical sites for seagrass conservation, ESA – Ecological Society of America – Ecological Application, Volume 30, Issue 6, September 2020 – e02121 – (link)

 

Título

Integrating genetics, biophysical, and demographic insights identifies critical sites for seagrass conservation

(A integração de conhecimentos genéticos, biofísicos e demográficos identifica locais críticos para a conservação de ervas marinhas)

 

Resumo

The eelgrass Zostera marina is an important foundation species of coastal areas in the Northern Hemisphere, but is continuing to decline, despite management actions. The development of new management tools is therefore urgent in order to prioritize limited resources for protecting meadows most vulnerable to local extinctions and identifying most valuable present and historic meadows to protect and restore, respectively. We assessed 377 eelgrass meadows along the complex coastlines of two fjord regions on the Swedish west coast—one is currently healthy and the other is substantially degraded. Shoot dispersal for all meadows was assessed with Lagrangian biophysical modeling (scale: 100–1,000 m) and used for barrier analysis and clustering; a subset (n = 22) was also assessed with population genetic methods (20 microsatellites) including diversity, structure, and network connectivity. Both approaches were in very good agreement, resulting in seven subpopulation groupings or management units (MUs). The MUs correspond to a spatial scale appropriate for coastal management of “waterbodies” used in the European Water Framework Directive. Adding demographic modeling based on the genetic and biophysical data as a third approach, we are able to assess past, present, and future metapopulation dynamics to identify especially vulnerable and valuable meadows. In a further application, we show how the biophysical approach, using eigenvalue perturbation theory (EPT) and distribution records from the 1980s, can be used to identify lost meadows where restoration would best benefit the present metapopulation. The combination of methods, presented here as a toolbox, allows the assessment of different temporal and spatial scales at the same time, as well as ranking of specific meadows according to key genetic, demographic and ecological metrics. It could be applied to any species or region, and we exemplify its versatility as a management guide for eelgrass along the Swedish west coast..

 

TRADUÇÃO LIVRE

A enguia Zostera marina é uma importante espécie de base das áreas costeiras do Hemisfério Norte, mas continua a diminuir, apesar das ações de gestão. O desenvolvimento de novas ferramentas de gestão é, portanto, urgente, a fim de dar prioridade aos recursos limitados para proteger os prados mais vulneráveis às extinções locais e identificar os prados actuais e históricos mais valiosos para proteger e restaurar, respectivamente. Avaliamos 377 prados de enguia ao longo das complexas costas de duas regiões de fiordes na costa oeste sueca – uma está atualmente saudável e a outra está substancialmente degradada. A dispersão de rebentos para todos os prados foi avaliada com modelação biofísica Lagrangiana (escala: 100–1.000 m) e utilizada para análise de barreiras e agrupamento; um subconjunto (n = 22) também foi avaliado com métodos genéticos populacionais (20 microssatélites), incluindo diversidade, estrutura e conectividade de rede. Ambas as abordagens estavam em muito boa concordância, resultando em sete agrupamentos subpopulacionais ou unidades de gestão (UGs). As UGs correspondem a uma escala espacial apropriada para a gestão costeira de “corpos de água” utilizada na Directiva-Quadro Europeia da Água. Adicionando a modelagem demográfica baseada em dados genéticos e biofísicos como uma terceira abordagem, somos capazes de avaliar a dinâmica metapopulacional passada, presente e futura para identificar prados especialmente vulneráveis e valiosos. Numa aplicação adicional, mostramos como a abordagem biofísica, utilizando a teoria de perturbação de valores próprios (EPT) e registos de distribuição da década de 1980, pode ser usada para identificar prados perdidos onde a restauração beneficiaria melhor a metapopulação actual. A combinação de métodos, aqui apresentada como uma caixa de ferramentas, permite a avaliação de diferentes escalas temporais e espaciais ao mesmo tempo, bem como a classificação de prados específicos de acordo com as principais métricas genéticas, demográficas e ecológicas. Pode ser aplicado a qualquer espécie ou região, e exemplificamos a sua versatilidade como guia de gestão para a enguia ao longo da costa oeste sueca..

 

Artigo publicado no site ESA – Ecological Society of America – Ecological Application