Especies invasoras
Organismo no nativo que causa daños a un entorno establecido

Represa de castores norteamericanos en Tierra del Fuego
Kudzu , Atlanta
La vara de oro de Canadá como maleza en las carreteras de Polonia
Vinca en un jardín [1]

Una especie invasora es una especie introducida que daña su nuevo entorno. [2] Las especies invasoras afectan negativamente los hábitats y las biorregiones , causando daños ecológicos, ambientales y/o económicos. El término también se puede utilizar para las especies nativas que se vuelven dañinas para su entorno nativo después de las alteraciones humanas a su red alimentaria . Desde el siglo XX, las especies invasoras se han convertido en amenazas económicas, sociales y ambientales graves en todo el mundo.

La invasión de ecosistemas establecidos desde hace mucho tiempo por organismos es un fenómeno natural, pero las introducciones facilitadas por los humanos han aumentado enormemente la tasa, la escala y el alcance geográfico de la invasión. Durante milenios, los humanos han servido como agentes de dispersión tanto accidentales como deliberados, comenzando con sus primeras migraciones , acelerándose en la Era de los Descubrimientos y acelerándose nuevamente con el comercio internacional . Las especies de plantas notablemente invasoras incluyen la enredadera kudzu , la cicuta gigante , la hierba japonesa y el cardo estrella amarillo . Los animales notablemente invasores incluyen conejos europeos , gatos domésticos y carpas .

Terminología

Las especies invasoras son el subconjunto de especies exóticas o naturalizadas no nativas establecidas que son una amenaza para las especies nativas y la biodiversidad. [3] El término "invasor" está mal definido y a menudo es muy subjetivo. [4] Las especies invasoras pueden ser plantas, animales, hongos y microbios; algunas incluyen especies nativas que han invadido hábitats humanos como granjas y paisajes. [5] Algunos amplían el término para incluir especies indígenas o "nativas" que han colonizado áreas naturales. [4] Algunas fuentes nombran al Homo sapiens como una especie invasora, [6] [7] pero la apreciación amplia de la capacidad de aprendizaje humano y su potencial y plasticidad conductual pueden argumentar en contra de cualquier categorización fija de este tipo. [8] La definición de "nativo" puede ser controvertida. Por ejemplo, los ancestros de Equus ferus (caballos modernos) evolucionaron en América del Norte y se irradiaron a Eurasia antes de extinguirse en América del Norte. Cuando los conquistadores españoles los introdujeron en América del Norte en 1493 , es discutible si los caballos salvajes eran nativos o exóticos del continente de sus ancestros evolutivos. [9]

Aunque las especies invasoras pueden estudiarse en muchos subcampos de la biología, la mayoría de las investigaciones sobre organismos invasores se han realizado en ecología y biogeografía . Gran parte del trabajo ha sido influenciado por el libro de Charles Elton de 1958, The Ecology of Invasion by Animals and Plants , que crea una imagen generalizada de las invasiones biológicas. [10] [11] Los estudios siguieron siendo escasos hasta la década de 1990. [11] Esta investigación, en gran medida estudios de observación de campo, se ha centrado desproporcionadamente en plantas terrestres . [11] El rápido crecimiento del campo ha impulsado la necesidad de estandarizar el lenguaje utilizado para describir las especies y los eventos invasores. A pesar de esto, existe poca terminología estándar; el campo carece de cualquier designación oficial, pero comúnmente se lo conoce como "ecología de la invasión" o, de manera más general, "biología de la invasión". [10] [11] Esta falta de terminología estándar ha surgido debido a la naturaleza interdisciplinaria del campo que toma prestados términos de disciplinas como la agricultura , la zoología y la patología , así como debido a que los estudios se realizan de forma aislada. [12] [10]

Nomenclatura de Colautti y MacIsaac [4]
EscenarioCaracterística
0Propágulos que residen en una región donante
IDe viaje
IIIntroducido
IIILocalizado y numéricamente raro
IVaExtendido pero raro
IVbLocalizado pero dominante
VExtendido y dominante

En un intento de evitar el vocabulario ambiguo, subjetivo y peyorativo que tan a menudo acompaña el debate sobre las especies invasoras incluso en los artículos científicos, Colautti y MacIsaac propusieron un nuevo sistema de nomenclatura basado en la biogeografía en lugar de en los taxones . [4] Al descartar la taxonomía, la salud humana y los factores económicos, este modelo se centró únicamente en los factores ecológicos. El modelo evaluó poblaciones individuales en lugar de especies enteras. Clasificó cada población en función de su éxito en ese entorno. Este modelo se aplicó por igual a las especies autóctonas y a las introducidas, y no categorizó automáticamente las introducciones exitosas como dañinas. [4]

El Centro Nacional de Información sobre Especies Invasoras del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) define las especies invasoras de manera muy estricta. Según la Orden Ejecutiva 13112, " 'Especie invasora' significa una especie exótica cuya introducción causa o es probable que cause daño económico o ambiental o daño a la salud humana". [13]

Causas

Por lo general, una especie introducida debe sobrevivir en densidades de población bajas antes de volverse invasora en una nueva ubicación. [14] En densidades de población bajas, puede ser difícil para la especie introducida reproducirse y mantenerse en una nueva ubicación, por lo que una especie puede llegar a un lugar varias veces antes de establecerse. Los patrones repetidos de movimiento humano, como los barcos que navegan hacia y desde los puertos o los automóviles que suben y bajan por las carreteras, ofrecen oportunidades repetidas para el establecimiento (una alta presión de propágulos ). [15]

Mecanismos basados ​​en ecosistemas

En los ecosistemas , la disponibilidad de recursos determina el impacto de especies adicionales en el ecosistema. Los ecosistemas estables tienen un equilibrio de recursos, que puede cambiar fundamentalmente por la llegada de especies invasoras. [16] Cuando ocurren cambios como un incendio forestal , la sucesión ecológica normal favorece a las gramíneas y herbáceas nativas . Una especie introducida que puede propagarse más rápido que las nativas puede superar a las especies nativas en la competencia por el alimento, expulsándolas. El nitrógeno y el fósforo son a menudo los factores limitantes en estas situaciones. [17] Cada especie ocupa un nicho ecológico en su ecosistema nativo; algunas especies cumplen funciones amplias y variadas, mientras que otras son altamente especializadas. Las especies invasoras pueden ocupar nichos no utilizados o crear otros nuevos. [18] Por ejemplo, los efectos de borde describen lo que sucede cuando se altera parte de un ecosistema, como cuando se despeja la tierra para la agricultura . El límite entre el hábitat restante no perturbado y la tierra recién despejada forma un hábitat distinto, creando nuevos ganadores y perdedores y posiblemente albergando especies que no prosperarían fuera del hábitat límite. [19]

En 1958, Charles S. Elton afirmó que los ecosistemas con mayor diversidad de especies estaban menos expuestos a las especies invasoras porque quedaban menos nichos desocupados. [20] Más tarde, otros ecólogos señalaron los ecosistemas muy diversos, pero muy invadidos, argumentando que los ecosistemas con una gran diversidad de especies eran más susceptibles a la invasión. [21] Este debate se centró en la escala espacial de los estudios de invasión. Los estudios a pequeña escala tendían a mostrar una relación negativa entre diversidad e invasión, mientras que los estudios a gran escala tendían a mostrar lo contrario, tal vez un efecto secundario de la capacidad de las especies invasoras de aprovechar la mayor disponibilidad de recursos y las interacciones más débiles entre especies que son más comunes cuando se consideran muestras más grandes. [22] [23] Sin embargo, este patrón no parece ser válido para los vertebrados invasores. [24]

La serpiente arbórea marrón ha tenido un impacto en la población de aves nativas del ecosistema insular de Guam.

Los ecosistemas insulares pueden ser más propensos a la invasión porque sus especies enfrentan pocos competidores y depredadores fuertes, y porque su distancia de las poblaciones de especies colonizadoras hace que sea más probable que tengan nichos "abiertos". [25] Por ejemplo, las poblaciones de aves nativas en Guam han sido diezmadas por la serpiente arbórea marrón invasora . [26]

En Nueva Zelanda, las primeras especies invasoras fueron los perros y ratas traídos por los colonos polinesios alrededor de 1300. Estas y otras introducciones devastaron las especies endémicas de Nueva Zelanda. [27] [28] La colonización de Madagascar trajo consigo daños similares a sus ecosistemas. [29] La tala ha causado daños directamente al destruir el hábitat y ha permitido la invasión de especies no autóctonas como la tuna y la acacia plateada . [30] [31] El jacinto de agua forma esteras densas en las superficies del agua, lo que limita la penetración de la luz y, por lo tanto, daña a los organismos acuáticos y causa costos de gestión sustanciales. [32] [33] El arbusto lantana ( Lantana camara ) ahora se considera invasor en más de 60 países y ha invadido grandes geografías en varios países, lo que provocó esfuerzos federales agresivos para intentar controlarlo. [34] [35]

Los principales efectos geomorfológicos de las plantas invasoras son la bioconstrucción y la bioprotección. Por ejemplo, el kudzu ( Pueraria montana ), una enredadera originaria de Asia, se introdujo ampliamente en el sureste de los Estados Unidos a principios del siglo XX para controlar la erosión del suelo . Los principales efectos geomorfológicos de los animales invasores son la bioturbación , la bioerosión y la bioconstrucción. Por ejemplo, las invasiones del cangrejo chino ( Eriocheir sinensis ) han dado lugar a mayores tasas de bioturbación y bioerosión. [36]

Una especie nativa puede volverse dañina y efectivamente invasiva para su entorno nativo después de que los humanos alteren su cadena alimentaria . Este ha sido el caso del erizo de mar morado ( Strongylocentrotus purpuratus ), que ha diezmado los bosques de algas a lo largo de la costa norte de California debido a la sobreexplotación de su depredador natural, la nutria marina de California ( Enhydra lutris ). [37]

Mecanismos basados ​​en especies

La Reynoutria japonica se considera una de las peores especies invasoras del mundo .
Los gatos (aquí, matando a un pájaro carpintero ) se consideran especies invasoras en Australia y tienen un impacto negativo en la vida silvestre en todo el mundo.

Las especies invasoras parecen tener rasgos específicos o combinaciones específicas de rasgos que les permiten superar a las especies nativas . En algunos casos, la competencia se trata de tasas de crecimiento y reproducción. En otros casos, las especies interactúan entre sí de manera más directa. Un estudio encontró que el 86% de las especies invasoras podían identificarse solo a partir de estos rasgos. [38] Otro estudio encontró que las especies invasoras a menudo tenían solo algunos de los rasgos, y que las especies no invasoras también los tenían. [38] [39] [40] Los rasgos comunes de las especies invasoras incluyen un crecimiento rápido y una reproducción rápida , como la reproducción vegetativa en plantas; [38] asociación con humanos; [41] e invasiones exitosas anteriores. [42] Los gatos domésticos son depredadores efectivos; se han vuelto salvajes e invasores en lugares como los Cayos de Florida . [43]

Una especie introducida puede volverse invasora si puede competir con las especies nativas por los recursos. Si estas especies evolucionaron bajo una gran competencia o depredación , entonces el nuevo ambiente puede albergar menos competidores capaces, lo que permite que el invasor prolifere. Los ecosistemas utilizados al máximo de su capacidad por las especies nativas pueden modelarse como sistemas de suma cero , en los que cualquier ganancia para el invasor es una pérdida para el nativo. Sin embargo, esa superioridad competitiva unilateral (y la extinción de las especies nativas con el aumento de las poblaciones del invasor) no es la regla. [21] [44]

Lantana , cítricos abandonados , Sdei Hemed

Una especie invasora podría ser capaz de utilizar recursos que antes no estaban disponibles para las especies nativas, como el agua profunda a la que accede mediante una raíz pivotante larga , o vivir en tipos de suelos previamente deshabitados. Por ejemplo, la hierba cabruna se introdujo en California en suelos serpentinos , que tienen baja retención de agua, bajos niveles de nutrientes, una alta relación magnesio / calcio y posible toxicidad por metales pesados . Las poblaciones de plantas en estos suelos tienden a mostrar baja densidad, pero la hierba cabruna puede formar rodales densos en estos suelos y desplazar a las especies nativas. [45]

Las especies invasoras pueden alterar su entorno liberando compuestos químicos, modificando factores abióticos o afectando el comportamiento de los herbívoros , lo que repercute en otras especies. Algunas, como Kalanchoe daigremontana , producen compuestos alelopáticos que inhiben a los competidores. [46] Otras, como Stapelia gigantea , facilitan el crecimiento de plántulas de otras especies en entornos áridos al proporcionar microclimas apropiados y evitar que los herbívoros se coman las plántulas. [47]

Los cambios en los regímenes de incendios son otra forma de facilitación. Bromus tectorum , originario de Eurasia, está muy adaptado al fuego. Se propaga rápidamente después de quemarse y aumenta la frecuencia e intensidad de los incendios al proporcionar grandes cantidades de detritos secos durante la temporada de incendios en el oeste de América del Norte. Donde está ampliamente distribuido, ha alterado tanto el régimen de incendios local que las plantas nativas no pueden sobrevivir a los incendios frecuentes, lo que le permite volverse dominante en su área de introducción. [48]

La facilitación ecológica se produce cuando una especie modifica físicamente un hábitat de maneras que resultan ventajosas para otras especies. Por ejemplo, los mejillones cebra aumentan la complejidad del hábitat en los fondos de los lagos, creando grietas en las que viven los invertebrados . Este aumento de la complejidad, junto con la nutrición proporcionada por los productos de desecho de la alimentación por filtración de los mejillones , aumenta la densidad y la diversidad de las comunidades de invertebrados bentónicos . [49]

Las especies introducidas pueden propagarse rápidamente y de manera impredecible. [50] Cuando los cuellos de botella y los efectos fundadores causan una gran disminución en el tamaño de la población y pueden restringir la variación genética , [51] los individuos comienzan a mostrar una variación aditiva en lugar de una variación epistática. Esta conversión puede conducir a una mayor variación en las poblaciones fundadoras, lo que permite una rápida evolución . [52] La selección puede entonces actuar sobre la capacidad de dispersión, así como sobre la tolerancia fisiológica a nuevos estresores en el medio ambiente, como cambios de temperatura y diferentes depredadores y presas. [53]

La rápida evolución adaptativa a través de la plasticidad fenotípica intraespecífica, la preadaptación y la evolución posterior a la introducción conducen a una descendencia con una mayor aptitud. Fundamentalmente, la plasticidad permite cambios para adaptar mejor al individuo a su entorno. Las preadaptaciones y la evolución posterior a la introducción refuerzan el éxito de la especie introducida. [54]

La hipótesis de la liberación de enemigos plantea que la evolución conduce al equilibrio ecológico en todos los ecosistemas. Ninguna especie puede ocupar la mayoría de un ecosistema debido a la presencia de competidores, depredadores y enfermedades. Las especies introducidas que se trasladan a un nuevo hábitat pueden volverse invasivas, con un rápido crecimiento de la población, cuando estos controles no existen en el nuevo ecosistema. [55]

Vectores

Las especies no autóctonas tienen muchos vectores , pero la mayoría están asociados con la actividad humana. Las ampliaciones de los rangos naturales son comunes, pero los humanos suelen transportar especímenes más rápido y a mayores distancias que las fuerzas naturales. [56] Un vector humano temprano apareció cuando los humanos prehistóricos introdujeron la rata del Pacífico ( Rattus exulans ) en Polinesia. [57]

Cangrejo chino de manopla

Los vectores incluyen plantas o semillas importadas para la horticultura . El comercio de mascotas traslada animales a través de las fronteras, donde pueden escapar y volverse invasores. Los organismos se esconden en los vehículos de transporte. La transferencia incidental asistida por humanos es la principal causa de introducciones, excepto en las regiones polares . [58] Las enfermedades pueden ser transmitidas por insectos invasores: el psílido asiático de los cítricos transmite la enfermedad bacteriana llamada enverdecimiento de los cítricos . [59] La llegada de propágulos invasores a un nuevo sitio es una función de la invasibilidad del sitio. [60]

Muchas especies invasoras, una vez que dominan en una zona, se vuelven esenciales para el ecosistema de esa zona y su eliminación podría ser perjudicial. [61] La economía desempeña un papel importante en la introducción de especies exóticas. La alta demanda del valioso cangrejo chino es una explicación de la posible liberación intencional de la especie en aguas extranjeras. [62]

Dentro del medio acuático

El comercio marítimo ha afectado rápidamente la forma en que se transportan los organismos marinos dentro del océano; los nuevos medios de transporte de especies incluyen las incrustaciones en los cascos y el transporte de agua de lastre. De hecho, Molnar et al. 2008 documentaron las rutas de cientos de especies marinas invasoras y descubrieron que el transporte marítimo era el mecanismo dominante para la transferencia de especies invasoras. [63]

Deslastrado de buques de carga

Muchos organismos marinos pueden adherirse a los cascos de los buques. Estos organismos se transportan fácilmente de un cuerpo de agua a otro y constituyen un factor de riesgo significativo para un evento de invasión biológica. [64] El control de la incrustación en los cascos de los buques es voluntario y actualmente no existen regulaciones para gestionarla. Sin embargo, los gobiernos de California y Nueva Zelanda han anunciado un control más estricto de la incrustación en los cascos de los buques dentro de sus respectivas jurisdicciones. [65]

Otro vector de especies acuáticas no autóctonas es el agua de lastre que los buques transoceánicos recogen en el mar y liberan en puerto. [66] [67] Cada día se transportan unas 10.000 especies en el agua de lastre. [68] Muchas de ellas son nocivas. Por ejemplo, es muy probable que los mejillones cebra de agua dulce de Eurasia hayan llegado a los Grandes Lagos en el agua de lastre. [69] Estos organismos compiten con los nativos por el oxígeno y el alimento, y pueden ser transportados en el pequeño charco que queda en un tanque de lastre supuestamente vacío. [66] Las reglamentaciones intentan mitigar esos riesgos, [70] [71] pero no siempre con éxito. [72]

El cambio climático está provocando un aumento de la temperatura de los océanos , lo que a su vez provocará cambios en el área de distribución de los organismos, [73] [74] lo que podría dañar el medio ambiente a medida que se produzcan nuevas interacciones entre especies. Por ejemplo, los organismos en un tanque de lastre de un barco que viaja desde la zona templada a través de aguas tropicales pueden experimentar fluctuaciones de temperatura de hasta 20 °C. [75] Los desafíos de calor durante el transporte pueden mejorar la tolerancia al estrés de las especies en su área de distribución no nativa, al seleccionar genotipos que sobrevivirán a un segundo estrés térmico aplicado, como el aumento de la temperatura del océano en la población fundadora. [76]

Efectos de los incendios forestales y la lucha contra ellos

Las especies invasoras a menudo aprovechan las perturbaciones de un ecosistema ( incendios forestales , caminos , senderos ) para colonizar un área. Los grandes incendios forestales pueden esterilizar los suelos, al tiempo que añaden nutrientes . [17] Las plantas invasoras que pueden regenerarse a partir de sus raíces tienen una ventaja sobre las nativas que dependen de las semillas para su propagación. [48]

Efectos adversos

Las especies invasoras pueden afectar negativamente los hábitats y biorregiones invadidos, causando daños ecológicos, ambientales o económicos. [77]

Ecológico

La Unión Europea define "especies exóticas invasoras" como aquellas que están fuera de su área de distribución natural y que amenazan la diversidad biológica . [78] [79] La invasión biótica es uno de los cinco principales impulsores de la pérdida de biodiversidad global y está aumentando debido al turismo y la globalización . [80] [81] Esto puede ser particularmente cierto en sistemas de agua dulce regulados inadecuadamente , aunque las cuarentenas y las reglas sobre el agua de lastre han mejorado la situación. [82]

Caimán americano luchando contra una pitón birmana en Florida

Las especies invasoras pueden llevar a las especies nativas locales a la extinción a través de la exclusión competitiva , el desplazamiento de nichos o la hibridación con especies nativas relacionadas. Por lo tanto, además de sus ramificaciones económicas, las invasiones exóticas pueden dar lugar a cambios extensos en la estructura, la composición y la distribución global de la biota en los sitios de introducción, lo que en última instancia conduce a la homogeneización de la fauna y la flora del mundo y a la pérdida de biodiversidad . [83] [84] Es difícil atribuir inequívocamente las extinciones a una invasión de especies, aunque, por ejemplo, hay pruebas sólidas de que la extinción de unas 90 especies de anfibios fue causada por el hongo quitridio difundido por el comercio internacional. [85]

La introducción sucesiva de varias especies no autóctonas puede empeorar el efecto total, como ocurrió con la introducción de la almeja gema amatista y el cangrejo verde europeo . La almeja gema se introdujo en el puerto de Bodega en California desde la costa este de los EE. UU. hace un siglo. Por sí sola, nunca desplazó a las almejas nativas ( Nutricola spp.). A mediados de la década de 1990, la introducción del cangrejo verde europeo resultó en un aumento de la almeja gema amatista a expensas de las almejas nativas. [86] En la India, múltiples plantas invasoras han invadido el 66% de las áreas naturales, reduciendo las densidades de plantas forrajeras nativas, disminuyendo el uso del hábitat por parte de los herbívoros salvajes y amenazando el sustento a largo plazo de los carnívoros dependientes, incluido el tigre . [87] [88]

Las especies invasoras pueden cambiar las funciones de los ecosistemas. Por ejemplo, las plantas invasoras pueden alterar el régimen de incendios (pasto de caña, Bromus tectorum ), el ciclo de nutrientes (pasto liso Spartina alterniflora ) y la hidrología ( Tamarix ) en los ecosistemas nativos. [89] Las especies invasoras que están estrechamente relacionadas con especies nativas raras tienen el potencial de hibridarse con las especies nativas. Los efectos nocivos de la hibridación han llevado a una disminución e incluso a la extinción de las especies nativas. [90] [91] Por ejemplo, la hibridación con el pasto de caña introducido, Spartina alterniflora , amenaza la existencia del pasto de caña de California ( Spartina foliosa ) en la bahía de San Francisco . [92] Las especies invasoras causan competencia por las especies nativas y debido a esto 400 de las 958 especies en peligro de extinción según la Ley de Especies en Peligro de Extinción están en riesgo. [93]

Cartel pidiendo a los campistas no mover leña, evitando la propagación de especies invasoras

La introducción no intencional de especies de plagas forestales y patógenos vegetales puede cambiar la ecología forestal y dañar la industria maderera . En general, los ecosistemas forestales de los EE. UU. están ampliamente invadidos por plagas, plantas y patógenos exóticos. [94] [95]

El escarabajo asiático de cuernos largos ( Anoplophora glabripennis ) se introdujo por primera vez en los EE. UU. en 1996 y se esperaba que infectara y dañara millones de acres de árboles de madera dura. Hasta 2005, se habían gastado treinta millones de dólares en intentos de erradicar esta plaga y proteger millones de árboles en las regiones afectadas. [96] El pulgón lanígero ha infligido daños a los bosques antiguos de piceas, abetos y cicutas y daña la industria de los árboles de Navidad . [97] La ​​plaga del castaño y la enfermedad del olmo holandés son patógenos de plantas con graves impactos. [98] [99] La mostaza de ajo, Alliaria petiolata , es una de las especies de plantas invasoras más problemáticas en los bosques del este de América del Norte, donde es altamente invasiva del sotobosque , reduciendo la tasa de crecimiento de las plántulas de árboles y amenazando con modificar la composición arbórea del bosque. [100]

Las especies nativas pueden verse amenazadas de extinción [101] a través del proceso de contaminación genética . La contaminación genética es la hibridación e introgresión no intencionales , que conducen a la homogeneización o reemplazo de genotipos locales como resultado de una ventaja numérica o de aptitud de las especies introducidas. [102] La contaminación genética ocurre ya sea por introducción o por modificación del hábitat, donde especies previamente aisladas entran en contacto con los nuevos genotipos. Se ha demostrado que las especies invasoras se adaptan a sus nuevos entornos en un período de tiempo notablemente corto. [101] El tamaño de la población de las especies invasoras puede permanecer pequeño durante varios años y luego experimentar una explosión en la población, un fenómeno conocido como "el efecto de retraso". [89]

Los híbridos resultantes del cruce de especies invasoras con especies nativas pueden incorporar sus genotipos al acervo genético con el tiempo a través de la introgresión . De manera similar, en algunos casos una pequeña población invasora puede amenazar a poblaciones nativas mucho más grandes. Por ejemplo, Spartina alterniflora se introdujo en la bahía de San Francisco y se hibridó con Spartina foliosa nativa . El mayor recuento de polen y la aptitud masculina de las especies invasoras dieron como resultado una introgresión que amenazó a las poblaciones nativas debido a menores recuentos de polen y menor viabilidad de las especies nativas. [103] La reducción en la aptitud no siempre es aparente a partir de observaciones morfológicas únicamente. Un cierto grado de flujo genético es normal y preserva constelaciones de genes y genotipos. [91] [104] Un ejemplo de esto es el cruce de coyotes migratorios con el lobo rojo , en áreas del este de Carolina del Norte donde se reintrodujo el lobo rojo , reduciendo el número de lobos rojos. [105]

Ambiental

En la región de Ciudad del Cabo, en Sudáfrica, los análisis demostraron que la restauración de las subcuencas de fuentes de agua prioritarias mediante la eliminación de las invasiones de plantas exóticas sedientas (como las acacias, los pinos y los eucaliptos australianos y la acacia negra australiana) generaría ganancias de agua anuales esperadas de 50 mil millones de litros dentro de 5 años en comparación con el escenario habitual (lo cual es importante ya que Ciudad del Cabo experimenta una escasez significativa de agua ). Esto es el equivalente a una sexta parte de las necesidades de suministro actuales de la ciudad. Estas ganancias anuales se duplicarán dentro de 30 años. La restauración de la cuenca es significativamente más rentable que otras soluciones de aumento de agua (1/10 del costo unitario de las opciones alternativas). [106] Se ha establecido un fondo de agua y se están erradicando estas especies exóticas. [107]

Salud humana

Las especies invasoras pueden afectar la salud humana. Con la alteración de la funcionalidad de los ecosistemas (debido a la homogeneización de las comunidades de la biota), las especies invasoras han tenido efectos negativos en el bienestar humano, que incluyen una menor disponibilidad de recursos, la propagación desenfrenada de enfermedades humanas, actividades recreativas y educativas y turismo. [108] [109] Las especies exóticas han causado enfermedades, entre ellas el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), la viruela del mono y el síndrome respiratorio agudo severo (SARS). [109]

Las especies invasoras y los esfuerzos de control que las acompañan pueden tener implicaciones a largo plazo para la salud pública . Por ejemplo, los pesticidas aplicados para tratar una especie de plaga en particular podrían contaminar el suelo y las aguas superficiales. [96] La invasión de humanos en ecosistemas previamente remotos ha expuesto enfermedades exóticas como el VIH a la población en general. [96] Las aves introducidas (por ejemplo, palomas ), roedores e insectos (por ejemplo, plagas de mosquitos , pulgas , piojos y moscas tsé-tsé ) pueden servir como vectores y reservorios de afecciones humanas. A lo largo de la historia registrada, las epidemias de enfermedades humanas, como la malaria , la fiebre amarilla , el tifus y la peste bubónica , se propagaron a través de estos vectores. [20] Un ejemplo reciente de una enfermedad introducida es la propagación del virus del Nilo Occidental , que mató a humanos, aves, mamíferos y reptiles. [110] Los cangrejos de manopla chinos introducidos son portadores de la duela pulmonar asiática . [69] Los agentes patógenos transmitidos por el agua, como la bacteria del cólera ( Vibrio cholerae ) y los agentes causantes de floraciones de algas nocivas, suelen transportarse a través del agua de lastre. [111]

Económico

Los jacintos de agua invasores obstruyen el río Pasig en Manila , Filipinas, en octubre de 2020. [112]

A nivel mundial, la gestión y el control de las especies invasoras suponen una carga económica considerable, con gastos que alcanzan aproximadamente los 1,4 billones de dólares anuales. [55] Se estima que el impacto económico de las especies exóticas invasoras por sí solas supera los 423 000 millones de dólares anuales en 2019. Este costo ha aumentado significativamente, cuadruplicándose cada década desde 1970, lo que pone de relieve las crecientes implicaciones financieras de estas invasiones biológicas. [113]

Las especies invasoras contribuyen a la degradación ecológica , alterando la funcionalidad de los ecosistemas y reduciendo los servicios que estos proporcionan. Esto requiere gastos adicionales para controlar la propagación de invasiones biológicas, mitigar impactos adicionales y restaurar los ecosistemas afectados. Por ejemplo, se ha estimado que el daño causado por 79 especies invasoras entre 1906 y 1991 en los Estados Unidos fue de 120 mil millones de dólares. De manera similar, en China , se ha informado que las especies invasoras reducen el producto interno bruto (PIB) del país en un 1,36% por año. [109] [114]

La gestión de las invasiones biológicas puede ser costosa. En Australia , por ejemplo, el gasto para monitorear, controlar, gestionar e investigar las especies de malezas invasoras es de aproximadamente 116,4 millones de dólares australianos por año, y los costos se destinan únicamente al gobierno central y local. [109]

Si bien en algunos casos las especies invasoras pueden ofrecer beneficios económicos, como la posibilidad de explotación forestal comercial a partir de árboles invasores, estos beneficios suelen verse eclipsados ​​por los costos sustanciales asociados con las invasiones biológicas. En la mayoría de los casos, los beneficios económicos de las especies invasoras son mucho menores que los costos que imponen. [115] [109]

Estados Unidos

En la región de los Grandes Lagos, la lamprea marina es una especie invasora. En su hábitat original, había coevolucionado como un parásito que no mataba a su huésped. Sin embargo, en la región de los Grandes Lagos, actúa como un depredador y puede consumir hasta 40 libras de pescado en su período de alimentación de 12 a 18 meses. [116] Las lampreas marinas se alimentan de todo tipo de peces grandes, como la trucha de lago y el salmón . Los efectos destructivos de las lampreas marinas sobre los peces grandes afectan negativamente a la industria pesquera y han contribuido a provocar el colapso de la población de algunas especies. [116]

Los costos económicos de las especies invasoras pueden dividirse en costos directos a través de la pérdida de producción en la agricultura y la silvicultura, y los costos de gestión. Los daños estimados y los costos de control de las especies invasoras en los EE. UU. ascienden a más de $ 138 mil millones anuales. [96] Las pérdidas económicas pueden ocurrir a través de la pérdida de ingresos recreativos y turísticos . [117] Cuando los costos económicos de las invasiones se calculan como pérdida de producción y costos de gestión, son bajos porque no consideran el daño ambiental; si se asignaran valores monetarios a la extinción de especies, la pérdida de biodiversidad y la pérdida de servicios ecosistémicos , los costos de los impactos de las especies invasoras aumentarían drásticamente. [96] A menudo se argumenta que la clave para la gestión de las especies invasoras es la detección temprana y la respuesta rápida. [118] Sin embargo, la respuesta temprana solo ayuda cuando la especie invasora no se reintroduce con frecuencia en el área administrada y el costo de la respuesta es asequible. [119]

Parthenium hysterophorus , Reserva de Tigres de Achanakmar

Las malezas reducen el rendimiento en la agricultura . Muchas malezas son introducciones accidentales que acompañan a las importaciones de semillas y plantas comerciales. Las malezas introducidas en los pastos compiten con las plantas forrajeras nativas, amenazan al ganado joven (por ejemplo, Euphorbia virgata ) o son desagradables debido a las espinas y las púas (por ejemplo, el cardo estrella amarillo ). La pérdida de forraje por malezas invasoras en los pastos asciende a casi US$ 1 mil millones en los EE. UU. [96] Una disminución en los servicios de polinización y la pérdida de producción de fruta han sido causadas por abejas melíferas infectadas por el ácaro varroa invasor . Las ratas introducidas ( Rattus rattus y R. norvegicus ) se han convertido en plagas graves [120] en las granjas, destruyendo los granos almacenados. [96] La introducción de moscas minadoras de hojas ( Agromyzidae ), incluida la mosca minadora serpentina americana ( Liriomyza trifolii ), en California ha causado pérdidas en la industria de la floricultura de California , ya que las larvas de estas especies invasoras se alimentan de plantas ornamentales. [121]

Los patógenos vegetales invasores y los insectos vectores de enfermedades vegetales pueden reducir los rendimientos agrícolas y dañar las plantas de vivero. El enverdecimiento de los cítricos es una enfermedad bacteriana transmitida por el psílido asiático invasor de los cítricos . Como resultado, los cítricos están en cuarentena y altamente regulados en áreas donde se ha encontrado el psílido. [59]

Las especies invasoras pueden afectar la recreación al aire libre, como la pesca, la caza , el senderismo , la observación de la vida silvestre y las actividades acuáticas. Pueden dañar los servicios ambientales, incluida la calidad del agua , la diversidad de plantas y animales y la abundancia de especies , aunque el alcance de esto no se ha investigado lo suficiente. [122] La milenrama acuática euroasiática ( Myriophyllum spicatum ) en partes de los EE. UU., llena lagos con plantas, lo que complica la pesca y la navegación. [123] El fuerte llamado del coquí común introducido deprime los valores inmobiliarios en los vecindarios afectados de Hawái . [124] Las grandes redes de la araña tejedora de orbes Zygiella x-notata , invasora en California, interrumpen el trabajo de jardinería. [125]

Europa

Se ha estimado que el costo económico total de las especies exóticas invasoras en Europa entre 1960 y 2020 fue de alrededor de 140 000 millones de dólares (incluidos los costos potenciales que pueden o no haberse materializado realmente) o de 78 000 millones de dólares (incluidos solo los costos observados que se sabe que se han materializado). Estas estimaciones son muy conservadoras. Los modelos basados ​​en estos datos sugieren un costo anual real de alrededor de 140 000 millones de dólares en 2020. [126]

Italia es uno de los países más invadidos de Europa , con un estimado de más de 3.000 especies exóticas. Los impactos de las especies exóticas invasoras en la economía han sido de amplio alcance, desde costos de gestión hasta pérdida de cultivos y daños a la infraestructura. El costo económico total de las invasiones en Italia entre 1990 y 2020 se estimó en US$819,76 millones (EUR€704,78 millones). Sin embargo, solo 15 especies registradas tienen costos estimados de manera más confiable, por lo que el costo real puede ser mucho mayor que la suma mencionada anteriormente. [127]

Se estima que en Francia hay un mínimo de 2.750 especies exóticas introducidas e invasoras. Renault et al. (2021) obtuvieron 1.583 registros de costos para 98 especies exóticas invasoras y descubrieron que causaron un costo total conservador de entre 1.200 y 11.500 millones de dólares durante el período 1993-2018. Este estudio extrapoló los costos de las especies que invaden Francia, pero para las cuales solo se informaron costos en otros países pero no en Francia, lo que arrojó un costo adicional que oscila entre 151 y 3.030 millones de dólares. Los costos de los daños fueron casi ocho veces superiores a los gastos de gestión. Los insectos, y en particular el mosquito tigre asiático Aedes albopictus y el mosquito de la fiebre amarilla Ae. aegypti , totalizaron costos económicos muy altos, seguidos de las plantas terrestres no gramíneas con flores y acuáticas ( Ambrosia artemisiifolia , Ludwigia sp. y Lagarosiphon major ). Más del 90% de las especies exóticas registradas actualmente en Francia no tienen costos reportados en la literatura, lo que resulta en grandes sesgos en las coberturas taxonómicas, regionales y del sector de actividad. Sin embargo, la falta de informes no significa que no haya consecuencias negativas y, por lo tanto, que no haya costos. [128]

Efectos favorables

El entomólogo Chris D. Thomas sostiene que la mayoría de las especies introducidas son neutrales o beneficiosas con respecto a otras especies [129], pero se trata de una opinión minoritaria. La comunidad científica considera de forma generalizada que sus efectos sobre la biodiversidad son negativos. [130]

Algunas especies invasoras pueden proporcionar un hábitat adecuado o una fuente de alimento para otros organismos. En áreas donde una especie nativa se ha extinguido o ha llegado a un punto en el que no se puede restaurar, las especies no nativas pueden cumplir su papel. Por ejemplo, en los EE. UU., el papamoscas saucero del suroeste en peligro de extinción anida principalmente en el tamarisco no nativo . [131] El mezquite introducido es una especie invasora agresiva en la India, pero es el sitio de anidación preferido de las aves acuáticas nativas en pequeñas ciudades como Udaipur en Rajastán. [132] De manera similar, el rascón de Ridgway se ha adaptado al híbrido invasor de Spartina alterniflora y Spartina foliosa , que ofrece mejor cobertura y hábitat de anidación. [133] En Australia , los cocodrilos de agua salada, que se habían vuelto en peligro de extinción, se han recuperado alimentándose de cerdos salvajes introducidos . [134]

Las especies no autóctonas pueden actuar como catalizadores de la restauración, aumentando la heterogeneidad y la biodiversidad de un ecosistema. Esto puede crear microclimas en ecosistemas dispersos y erosionados, promoviendo el crecimiento y el restablecimiento de especies autóctonas. Por ejemplo, en Kenia, los árboles de guayaba en tierras de cultivo son atractivos para muchas aves frugívoras, que dejan caer semillas de árboles de la selva tropical a una distancia de hasta 2 km (1,2 mi) debajo de las guayabas, lo que fomenta la regeneración del bosque. [135]

Las especies no nativas pueden proporcionar servicios ecosistémicos, funcionando como agentes de biocontrol para limitar los efectos de las plagas agrícolas invasoras. [131] Las ostras asiáticas , por ejemplo, filtran los contaminantes del agua mejor que las ostras nativas de la bahía de Chesapeake . [136] Algunas especies han invadido un área hace tanto tiempo que se considera que se han naturalizado allí. Por ejemplo, la abeja Lasioglossum leucozonium , que según el análisis genético de poblaciones es una especie invasora en América del Norte, [137] se ha convertido en un importante polinizador del arándano ( Rubus spp.), así como de las cucurbitáceas , los manzanos y los arbustos de arándanos . [138] En los EE. UU., la mariposa damero de Taylor , en peligro de extinción , ha llegado a depender del llantén menor invasor como planta alimenticia para sus orugas. [139]

Algunas invasiones ofrecen posibles beneficios comerciales. Por ejemplo, la carpa plateada y la carpa común pueden ser cosechadas para la alimentación humana y exportadas a mercados que ya están familiarizados con el producto, o procesadas para alimentos para mascotas o alimento para visones . El jacinto de agua puede convertirse en combustible mediante digestores de metano [140] , y otras plantas invasoras pueden ser cosechadas y utilizadas como fuente de bioenergía [141] .

Control, erradicación y estudio

Los seres humanos son lo suficientemente versátiles como para remediar los efectos adversos de las invasiones de especies. [142] [8] [143] El público se siente motivado por las especies invasoras que impactan su área local. [144] El control de las poblaciones de especies exóticas es importante para la conservación de la biodiversidad en los ecosistemas naturales. Uno de los métodos más prometedores para controlar las especies exóticas es el genético. [145]

Inspección y cuarentena de carga

La motivación original era proteger contra las plagas agrícolas y al mismo tiempo permitir la exportación de productos agrícolas. En 1994 se acordó el primer conjunto de normas globales, incluido el Acuerdo sobre la Aplicación de Medidas Sanitarias y Fitosanitarias (Acuerdo MSF). Estos son supervisados ​​por la Organización Mundial del Comercio . La Organización Marítima Internacional supervisa el Convenio internacional para el control y la gestión del agua de lastre y los sedimentos de los buques (el Convenio sobre la gestión del agua de lastre ). Aunque se dirige principalmente a otras preocupaciones ambientales más generales, el Convenio sobre la Diversidad Biológica especifica algunas medidas que sus miembros deben adoptar para controlar las especies invasoras. El CDB es el acuerdo internacional más importante sobre las consecuencias ambientales de las especies invasoras; la mayoría de estas medidas son voluntarias y no específicas. [146]

Disminución de la propagación

Los bomberos se están haciendo responsables de la descontaminación de sus propios equipos, equipos de agua públicos y equipos de agua privados, debido al riesgo de transferencia de especies acuáticas invasoras. [147] En los Estados Unidos esto es especialmente una preocupación para los bomberos forestales porque la invasión de mejillones quagga y cebra y los incendios forestales ocurren simultáneamente en el oeste americano. [148] [149] [150] [151]

Restablecimiento de especies

Los takahē se han reproducido después de la translocación a islas restauradas , como estas en la isla Kapiti , frente a la costa de Nueva Zelanda.

La restauración de islas se ocupa de la erradicación de especies invasoras. Un estudio de 2019 sugiere que si se llevaran a cabo erradicaciones de animales invasores en tan solo 169 islas, mejorarían las perspectivas de supervivencia del 9,4% de los vertebrados insulares terrestres más amenazados de la Tierra. [152]

La erradicación de vertebrados invasores en las islas está en consonancia con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 15 de las Naciones Unidas y sus metas asociadas. [153] [154]

En el siglo XVIII, los roedores fueron llevados a Georgia del Sur , una isla en el océano Atlántico sur sin habitantes permanentes, por barcos balleneros y cazadores de focas. Pronto causaron estragos en la población de aves de la isla, comiéndose los huevos y atacando a los polluelos. En 2018, la isla Georgia del Sur fue declarada libre de roedores invasores después de un esfuerzo de exterminio de varios años. Las poblaciones de aves se han recuperado, incluido el bisbita de Georgia del Sur y el ánade rabudo de Georgia del Sur , ambos endémicos de la isla. [155] [156]

Sustitución de taxones

La tortuga gigante de Aldabra ha ayudado a restablecer el equilibrio ecológico en dos islotes frente a la costa de Mauricio, incluida la Île aux Aigrettes (en la foto).

Se pueden introducir especies no nativas para llenar un papel de ingeniería ecológica que antes desempeñaba una especie nativa ahora extinta. El procedimiento se conoce como sustitución de taxones. [131] [157] [158] En muchas islas, la extinción de las tortugas ha dado lugar a ecosistemas disfuncionales con respecto a la dispersión de semillas y la herbivoría. En los islotes costeros de Mauricio , las tortugas ahora extintas habían servido como herbívoros clave. La introducción de las tortugas gigantes de Aldabra no nativas en dos islotes en 2000 y 2007 ha comenzado a restablecer el equilibrio ecológico. Las tortugas introducidas están dispersando semillas de varias plantas nativas y están pastando selectivamente especies de plantas invasoras. Se espera que el pastoreo y el ramoneo reemplacen el desmalezado manual intensivo en curso, y las tortugas introducidas ya se están reproduciendo. [159]

Al usarlos como alimento

Se ha explorado la práctica de comer especies invasoras para reducir sus poblaciones. En 2005, el chef Bun Lai de Miya's Sushi en New Haven, Connecticut, creó el primer menú dedicado a las especies invasoras. En ese momento, la mitad de los elementos del menú eran conceptuales porque esas especies invasoras aún no estaban disponibles comercialmente. [160] Para 2013, Miya's ofrecía especies acuáticas invasoras como el bagre azul de Chesapeake , el pez león de Florida , la carpa plateada de Kentucky , la medusa bola de cañón de Georgia y plantas invasoras como la hierba japonesa y el olivo de otoño . [161] [162] [163] [164] Joe Roman , un biólogo conservacionista de Harvard y la Universidad de Vermont y ganador del premio ambiental Rachel Carson , administra un sitio web llamado "Eat The Invaders". [165] [166] [160] En el siglo XXI, organizaciones como Reef Environmental Educational Foundation y el Institute for Applied Ecology han publicado libros de cocina y recetas que utilizan especies invasoras como ingredientes. [167] [168] Se han explorado las especies vegetales invasoras como una fuente sostenible de fitoquímicos beneficiosos y proteínas comestibles. [169] [170] [171]

Los defensores de la ingestión de organismos invasores argumentan que los humanos tienen la capacidad de devorar cualquier especie por la que tengan apetito, y señalan a los muchos animales que los humanos han podido cazar hasta extinguirlos, como la foca monje del Caribe y la paloma migratoria . Además, señalan el éxito que ha tenido Jamaica al reducir significativamente la población de pez león al fomentar el consumo de este pez. [172] Los escépticos señalan que una vez que una especie extranjera se ha atrincherado en un nuevo lugar, como el pez león del Indo-Pacífico que ahora prácticamente se ha apoderado de las aguas del Atlántico occidental , el Caribe y el Golfo de México, la erradicación es casi imposible. Los críticos argumentan que fomentar el consumo podría tener el efecto no deseado de propagar especies dañinas aún más ampliamente. [173]

Pesticidas y herbicidas

Los pesticidas se utilizan comúnmente para controlar las plantas invasoras. [174] Los herbicidas utilizados contra plantas invasoras incluyen herbicidas fúngicos . [174] Aunque el tamaño efectivo de la población de una población introducida es limitado , se sabe que alguna variación genética proporciona a las plantas invasoras resistencia contra estos bioherbicidas fúngicos . [174] Existen poblaciones invasoras de Bromus tectorum con resistencia a Ustilago bullata utilizado como biocontrol, y se ha informado de un problema similar en Microstegium vimineum sujeto a Bipolaris microstegii y B. drechsleri . [174] Esto no es únicamente una característica de la genética de las plantas invasoras, sino que es normal en plantas silvestres como la maleza Linum marginale y su patógeno fúngico Melampsora lini . [174] Los cultivos tienen otra desventaja sobre cualquier planta no controlada, silvestre nativa o invasora, a saber, su mayor absorción de nutrientes, ya que se crían deliberadamente para aumentar la ingesta de nutrientes para permitir una mayor producción. [174]

Impulso genético

Se podría utilizar una unidad genética para eliminar especies invasoras y, por ejemplo, se ha propuesto como una forma de eliminar especies invasoras de mamíferos en Nueva Zelanda . [175] En pocas palabras, un individuo de una especie puede tener dos versiones de un gen, una con un resultado de codificación deseado y otra no, y la descendencia tiene una probabilidad del 50:50 de heredar una u otra. La ingeniería genética se puede utilizar para inhibir la herencia del gen no deseado, lo que resulta en una propagación más rápida del gen deseado en las generaciones posteriores. [176] Las unidades genéticas para fines de conservación de la biodiversidad se están explorando como parte del programa de Biocontrol Genético de Roedores Invasores porque ofrecen el potencial de reducir el riesgo para las especies no objetivo y los costos reducidos en comparación con las técnicas tradicionales de eliminación de especies invasoras. [177] Existe una red de alcance más amplio para la investigación de la unidad genética para crear conciencia sobre el valor de la investigación de la unidad genética para el bien público. [176] Algunos científicos están preocupados de que la técnica pueda acabar con las especies en sus hábitats nativos originales. [178] El gen podría mutar, causando problemas imprevistos, [179] o hibridarse con especies nativas. [180]

Predicción de plantas invasoras

La predicción precisa de los impactos de las plantas no nativas puede ser una opción de gestión especialmente eficaz porque la mayoría de las introducciones de especies vegetales no nativas son intencionales. [181] [182] [183] ​​Las evaluaciones de riesgo de malezas intentan predecir las probabilidades de que una planta específica tenga efectos negativos en un nuevo entorno, a menudo utilizando un cuestionario estandarizado. La puntuación total resultante se asocia con una acción de gestión como "prevenir la introducción". [184] [185] Las evaluaciones suelen utilizar información sobre la fisiología, [184] el ciclo de vida, [185] las áreas de distribución nativas, [186] y las relaciones filogenéticas de las especies evaluadas. La eficacia de este enfoque es objeto de debate. [187] [188]

Véase también

Referencias

Atribución

Este artículo incorpora texto CC-BY-3.0 de la referencia [84]

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Lectura adicional

  • Mitchell, Heidi J.; Bartsch, Detlef (21 de enero de 2020). "Regulación de organismos modificados genéticamente para el control de especies invasoras". Frontiers in Bioengineering and Biotechnology . 7 : 454. doi : 10.3389/fbioe.2019.00454 . PMC  6985037 . PMID  32039172.
  • Eliminar la amenaza de las especies invasoras mediante ingeniería genética: la ciencia en las noticias
  • Sheppard, Andy; et al. (4 de septiembre de 2023). "El verdadero daño de las especies exóticas invasoras acaba de revelarse en un informe histórico. Así es como debemos actuar". The Conversation .
  • White, Michael (13 de diciembre de 2017) [6 de diciembre de 2017]. “¿Deberíamos combatir las especies invasoras con ingeniería genética?”, Pacific Standard .
  • Red de Especies Invasoras de América del Norte, un consorcio que utiliza una red coordinada para promover la comprensión basada en la ciencia y mejorar la gestión de especies invasoras no nativas.
  • Sitio web de la Secretaría de Especies No Nativas (NNNS) de Gran Bretaña
  • Compendio de especies invasoras del CABI, un recurso enciclopédico de información científica
  • Especies invasoras, Centro Nacional de Información sobre Especies Invasoras, Biblioteca Nacional Agrícola de los Estados Unidos
  • Grupo de especialistas en especies invasoras – Base de datos mundial sobre especies invasoras
  • Proyecto Ecosistemas de las islas del Pacífico en riesgo
  • invadingspecies.com del Ministerio de Recursos Naturales de Ontario y la Federación de Pescadores y Cazadores de Ontario
  • Especies acuáticas invasoras en Irlanda, Inland Fisheries Ireland
  • Especies exóticas invasoras en Bélgica Foro Belga sobre Especies Invasoras (BFIS)
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