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Keywords:

  • Chinese mitten crab;
  • ecological niche modeling;
  • Eriocheir sinensis;
  • genetic algorithm for rule-set prediction;
  • habitat matching;
  • nonindigenous species;
  • species dispersal
  • algoritmo genético para la predicción de conjunto de reglas;
  • concordancia de hábitats;
  • dispersión de especies;
  • Eriocheir sinensis;
  • especies no nativas;
  • modelado del nicho ecológico

Abstract: Ecological niche modeling provides a means for predicting the potential future distribution of a nonindigenous species based on environmental characteristics of the species' native range. We applied this method to the Chinese mitten crab (Eriocheir sinensis), a catadromous crustacean with a long history of invasion in Europe. We used genetic algorithm for rule-set prediction to predict the potential European distribution of mitten crab based on its distribution in 42 locations in its native Asia. The climatic variables, air temperature, number of days, amount of precipitation, and wetness index, contributed significantly to predictions of native distribution limits. Although the genetic algorithm for rule-set prediction model was developed for the native range, the species' extensive distribution in Europe (n =434) allowed independent validation of the predictions. Application of the model to Europe was successful, with 84% of occurrences in regions predicted to be suitable by >80% of the models and <4% of occurrences in areas predicted suitable by <50% of the models (mainly along the northern range). At the watershed scale, areas with established mitten crab populations had significantly higher habitat matching than sites that were not invaded. The independent validation of the Asian-based model by the European distribution revealed that predictions were highly accurate. The model also identified large areas of Europe, particularly along the Mediterranean coast, as vulnerable to future invasion. These predictions can be used to develop strategies to control the spread of mitten crab by preventing introductions into vulnerable areas.

Resumen: El modelado del nicho ecológico proporciona un medio para la predicción de la distribución potencial futura de una especie no nativa con base en características ambientales del rango de distribución nativo de la especie. Aplicamos este método a Eriocheir sinensis, un crustáceo catádromo con una larga historia de invasión en Europa. Utilizamos GARP (algoritmo genético para la predicción de conjunto de reglas) para predecir la distribución potencial en Europa del crustáceo con base en 42 localidades en su nativa Asia. Las variables climáticas temperatura del aire, número de días y cantidad de precipitación e índice de humedad contribuyeron significativamente a la predicción de los límites de distribución nativa. Aunque el modelo GARP fue desarrollado para el rango de distribución nativo, la distribución extensiva de la especie en Europa (n =434) permitió la validación independiente de las predicciones. La aplicación del modelo en Europa fue exitoso, con 84% de ocurrencias en regiones pronosticadas como adecuadas por >80% de los modelos y <4% de ocurrencias en regiones pronosticadas como adecuadas por <50% de los modelos (principalmente a lo largo del rango norteño). A escala de cuenca hidrológica, las áreas con poblaciones establecidas de Eriocheir sinensis tenían significativamente mayor número de sitios concordantes que no estaban invadidos. La validación independiente del modelo basado en Asia por la distribución europea reveló que las predicciones eran altamente precisas. El modelo también identificó que extensas áreas de Europa, particularmente a lo largo de la costa Mediterránea, son vulnerables a invasiones futuras. Estas predicciones pueden ser utilizadas para desarrollar estrategias para controlar la expansión de Eriocheir sinensis mediante la prevención de introducciones en áreas vulnerables.