Οι ανώτεροι θηρευτές των θαλάσσιων οικοσυστημάτων ως δείκτες λειτουργικής και φυλογενετικής ποικιλότητας
Creators: name: Δασκαλάκη, Ευαγγελία Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: Δείκτες βιοποικιλότητας
Ανώτεροι θηρευτές
Θαλάσσιες προστατευόμενες περιοχές
Biodiversity indices
Top predators
Marine protected areas (MPAs)

description: Οι θαλάσσιες προστατευόμενες περιοχές (MPAs) είναι αποτελεσματικά εργαλεία διατήρησης της βιοποικιλότητας και ωφελούν την αλιευτική παραγωγή αυξάνοντας την παραγωγικότητα τόσο των οικοσυστημάτων που περικλείουν αλλά και αυτών που τις περιβάλλουν μέσω ενός φαινομένου που στην αγγλική βιβλιογραφία συναντάται ως «the spillover effect». Επίσης, είναι γνωστό από τα χερσαία οικοσυστήματα ότι οι κορυφαίοι θηρευτές θεωρούνται δείκτες βιοποικιλότητας και χρησιμοποιούνται συχνά ως είδη-ομπρέλα για διαχειριστικούς σκοπούς. Δεν ισχύει το ίδιο στη διαχείριση θαλάσσιων οικοσυστημάτων, καθώς δεν υπήρχε δημοσιευμένη βιβλιογραφία σχετικά με τη χρήση των θαλάσσιων ανώτερων θηρευτών ως δείκτες βιοποικιλότητας. Συγκεντρώσαμε δεδομένα παρουσίας με γεωαναφορά σε 526 κυψελίδες κλίμακας 0,5 βαθμών· για είδη ακτινοπτερύγιων, χονδριχθύων και θηλαστικών τροφικού επιπέδου (TL) ≥ 4,5, στη λεκάνη της Μεσογείου. Στη συνέχεια, χρησιμοποιήσαμε Γενικευμένα Μοντέλα Μεικτών Επιδράσεων (GAMM) για να ελέγξουμε αν υπάρχει συσχέτιση ανάμεσα στην θήρευση σε ανώτερο επίπεδο και τη λειτουργική και φυλογενετική ποικιλότητα των ιχθύων των Μεσογειακών κοινοτήτων. Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν μια θετική και ισχυρή σχέση ανάμεσα στον αριθμό των ειδών ανώτερων θηρευτών, αλλά και το μήκος τροφικής αλυσίδας, κάθε κυψελίδας και έναν αριθμό λειτουργικών (λειτουργικός πλούτος, λειτουργική διασπορά, λειτουργική ποικιλότητα με τη χρήση δένδρου λειτουργικών χαρακτήρων) και φυλογενετικών (δείκτης φυλογενετικής ποικιλότητας Faith, κατά ζεύγη μέση απόσταση ειδών, μέση απόσταση γειτνιαζόντων ειδών) δεικτών ποικιλότητας. Επιπροσθέτως, χρησιμοποιήσαμε και δεδομένα παρουσίας/απουσίας των δύο θηρευτών με το υψηλότερο TL, του σφυροκέφαλου καρχαρίας Sphyrna zygaena (TL= 4.9) και της όρκας Orcinus orca (TL=5.5) στα μοντέλα και δείξαμε πως συναντώνται συχνότερα μέσα σε περιοχές υψηλής λειτουργικής και φυλογενετικής ποικιλότητας. Επιπλέον, αποκαλύψαμε την θετική και ισχυρή συσχέτιση ανάμεσα στις τρεις μεταβλητές που σχετίζονται με την ύπαρξη θήρευσης σε υψηλό επίπεδο· τον πλούτο των ανώτερων θηρευτών, το μήκος τροφικής αλυσίδας και την παρουσία των δύο κορυφαίων θηρευτών, και την παρουσία απειλούμενων ειδών της κόκκινης λίστας της International Union for Conservation of Nature (IUCN). Συνοψίζοντας, αναδείξαμε τη δυνητική χρήση μιας λίστας ανώτερων θηρευτών και του καταγεγραμμένου τροφικού επιπέδου τους, αλλά και ενός μεμονωμένου κορυφαίου θηρευτή ως δείκτες βιοποικιλότητας στα θαλάσσια οικοσυστήματα. Στο πλαίσιο της νέας στρατηγικής της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τη Βιοποικιλότητα με ορίζοντα το 2030, προκρίνουμε τη χρήση ειδών ανώτερων θηρευτών στη σχεδίαση νέων ή επέκταση ήδη υπαρχόντων MPAs.
description: The marine protected areas (MPAs) are known to be effective tools of conservation and beneficial to fisheries as they restore the productivity of the entire area stretching further than their actual borders, shortly called “the spillover effect”. It is also known from land ecosystems that top predators act as biodiversity indices and are frequently considered as umbrella species in management efforts. The same does not apply to marine ecosystems management as we spotted a gap in published literature regarding marine top predators and their biodiversity index potential. We gathered georeferenced data, 526 cells of half degree grid; for ray-finned, chondrichthyan and mammal marine predators of trophic level (TL) ≥ 4.5 in the Mediterranean basin. Then we used Generalized Additive Mixed Models (GAMM) to check the correlation between high-level predation and the functional and phylogenetic diversity of fish species in the same Mediterranean communities. The results highlighted a strong, positive correlation between the number of top predators, as well as the food-chain length, of each community and a selection of functional (Functional richness, Functional Dispersion and Functional diversity through the use of functional trait dendrograms) and phylogenetic (Faith’s PD, MPD, MNTD) diversity indices of the communities. Additionally, we utilized the presence/absence data of the two predators with the highest TL, Sphyrna zygaena (TL= 4.9) and Orcinus orca (TL=5.5) in our models and revealed that they are more likely to be found within areas of high functional and phylogenetic diversity. Furthermore, we demonstrated that all three variables indicating high-level predation in the Mediterranean communities; the top predators’ richness, the food-chain length, and the presence of the two most notorious apex predators, correlate strongly and positively with the species richness of Mediterranean species considered threatened, vulnerable, endangered and critically endangered under the International Union for Conservation of Nature (IUCN) redlist. Concluding, it was showcased that a list of top predators and their reported trophic level, or even one apex predator can act as a proxy for marine biodiversity hotspots. Within the frame of European Union’s new Biodiversity Strategy for 2030, we propose the distribution of Mediterranean Sea’s top predators be considered in the establishment of new or expansion of existing MPAs.