Relações entre os processos de domesticação e invasão biológica: análises para o continente americano e consequências ecológicas da invasão por psidium guajava

Abstract

A domesticação de plantas é um processo co-evolutivo em que populações de espécies selvagens são selecionadas para se tornarem adaptadas às necessidades humanas e seu habitat. As populações humanas, por sua vez, dependem dessas plantas para diversos usos, como os frutos utilizados na alimentação. Com a globalização, o movimento de plantas de interesse humano aumentou, introduzindo muitas espécies exóticas em novos ambientes, o que representa um ponto crítico para a biodiversidade e as invasões biológicas. A relação entre domesticação e invasão de plantas é pouco estudada, especialmente em relação aos diferentes graus de domesticação que interferem na capacidade de estabelecimento das espécies fora do cultivo. É crucial considerar tanto os diferentes graus de domesticação quanto as interações ecológicas com a comunidade receptora, especialmente no que se refere às consequências ecológicas da invasão por espécies domesticadas com frutos atrativos para a fauna. O objetivo geral deste trabalho é ampliar o conhecimento sobre o processo de domesticação de espécies vegetais nativas frutíferas das Américas e processos de invasão biológica globalmente, investigando como esses, em sinergia, podem causar alterações ecológicas em uma comunidade vegetal invadida. No primeiro capítulo, com um recorte para as Américas, avaliamos o potencial de invasão de espécies de plantas com frutos utilizados na alimentação humana, com diferentes graus de domesticação. Nossos resultados revelam uma correlação negativa entre o grau de domesticação e o potencial de invasão, sugerindo que aumentos sutis no grau de domesticação reduzem o potencial de invasão. Mesmo assim, algumas espécies com alto grau de domesticação também são consideradas invasoras em diversos locais, o que ressalta a necessidade de investigar os fatores subjacentes a esse fenômeno por meio de estudos adicionais. As consequências ecológicas da invasão por uma planta frutífera considerada de alto grau de domesticação são avaliadas no segundo capítulo, utilizando redes ecológicas de interações de frugivoria entre aves e plantas. Este capítulo revela que a eliminação da espécie invasora Psidium guajava de uma comunidade de plantas diversifica significativamente a dieta das populações de aves locais, aumenta a riqueza geral e os números de interação nas redes de frugivoria entre plantas e aves. Ressaltamos a importância de manejar espécies exóticas para reforçar as interações entre plantas e frugívoros e manter a biodiversidade em ecossistemas nativos, oferecendo percepções cruciais para os esforços de restauração ecológica. A tese conclui que, apesar da correlação negativa entre o grau de domesticação e o potencial de invasão, os indicadores de domesticação, por si só, não são suficientes para prever o potencial invasor. Mostramos a importância de os diferentes graus de domesticação e as interações ecológicas com a comunidade receptora. Além disso, trazemos recomendações para estratégias de manejo adaptadas a diferentes graus de domesticação e que podem apoiar políticas públicas e fornecer avaliações de risco mais precisas e seguras.

Abstract: Plant domestication is a co-evolutionary process in which populations of wild species are selected to become adapted to human needs and habitats. In turn, human populations rely on these plants for various uses, such as fruits for consumption. With globalization, the movement of plants of human interest has increased, introducing many non-native species into new environments, representing a critical point for biodiversity and biological invasions. The relationship between plant domestication and invasion is understudied, especially regarding the different degrees of domestication, which influence species' ability to establish outside cultivation. It is crucial to consider both the varying degrees of domestication and the ecological interactions with the recipient community, particularly concerning the ecological consequences of invasion by domesticated species with fruits attractive to wildlife. The general objective of this study is to expand knowledge on the domestication process of native fruit plant species from the Americas and global biological invasion processes, investigating how these, in synergy, can cause ecological changes in an invaded plant community. In the first chapter, focusing on the Americas, we assessed the global invasion potential of plant species with fruits used for human consumption, considering different degrees of domestication. Our results reveal a negative correlation between this factor and invasion potential, suggesting that subtle increases in domestication degrees reduce invasion potential. Nevertheless, some highly domesticated species are also considered invasive in multiple locations, highlighting the need to investigate the underlying factors of this phenomenon through further studies. The ecological consequences of the invasion by a highly domesticated fruiting plant are evaluated in the second chapter, using ecological networks of frugivory interactions between birds and plants. This chapter reveals that the elimination of the invasive species Psidium guajava from a plant community significantly diversifies the diet of local bird populations, increases overall richness, and enhances interaction numbers in plantbird frugivory networks. We emphasize the importance of managing non-native species to reinforce plant-frugivore interactions and maintain biodiversity in native ecosystems, providing crucial insights for ecological restoration efforts. This thesis concludes that, despite the negative correlation between domestication degree and invasion potential, domestication indicators alone are insufficient to predict invasion potential. We highlight the importance of considering both domestication levels and ecological interactions with the recipient community. Furthermore, we provide recommendations for management strategies adapted to different degrees of domestication that can support public policies and provide more accurate and reliable risk assessments.