invasiones biológicas históricas y contemporáneas

Invasiones biolInvasiones biolóógicas histgicas históóricasricasy contempory contemporááneasneas

…… continuacicontinuacióónn

En esta clase …

1.1. Las invasiones histLas invasiones históóricasricas• Arribo y establecimiento

• Intercambio biótico

• Consecuencias a largo plazo

• Diferencias con invasiones antrópicas

2.2. Las invasiones antrLas invasiones antróópicaspicas (human-assisted)

• Principales preguntas de la disciplina

• Ejemplos locales

¿¿CCóómo llega a mo llega a convertirse enconvertirse en invasorainvasora una una especie exespecie exóótica?tica?

Nutrientes – Competencia con nativas – Enemigos naturales – Dispersores –

Clima

Cuidados humanos

INVASORAS

EXÓTICAS

Filtros a escala Filtros a escala regionalregional

Filtros a escala Filtros a escala locallocal

Filtros regionales

Cuidados humanos

Filtros locales

INVASORAS

¿¿CuCuáánto tiempo pasa?nto tiempo pasa?

LatenciaLatencia en el proceso de en el proceso de invasiinvasióón n …

LAGLAG PHASEPHASE…

Adaptación al ambiente

Tamaño poblacional crítico

Llegada agente polinización y/o dispersión

Establecer interacciones positivas con especies residentes

Etc., etc., etc. …

En una revisión de 184 leñosas invasoras se observó que:

• 6% se expandieron en los primeros 50 a50 aññososposteriores a la introducción

• 25% les tomó 100 a100 aññosos

• 54 les tomó 200 a200 aññosos

• 15% les tomó 300 a300 aññosos

Kowarik (1995) Libro: Plant invasions, general aspects and special problems. Pysek et al. (eds).

Preguntas centrales en EcologPreguntas centrales en Ecologíía de a de InvasionesInvasiones

¿Cuáles son los factores quedeterminan la susceptibilidad de un sistema al establecimiento de

especies exóticas?

InvasibilidadInvasibilidad

¿Existen características particulares que permiten que unaespecie pueda establecerse fuera

de su rango nativo de distribución?

InvasividadInvasividad

¿Cuáles son las consecuenciasde las invasiones en la estructura

y el funcionamiento de los ecosistemas invadidos?

ImpactoImpacto

¿¿CCóómo se estima la invasibilidad?mo se estima la invasibilidad?

Riqueza y/o abundancia de especies exRiqueza y/o abundancia de especies exóóticas ticas

Comunidad A Comunidad B

Invasibilidad

¿¿QuQuéé factores determinan la invasibilidad de factores determinan la invasibilidad de un ecosistema?un ecosistema?

Invasibilidad

1.1. ContextoContexto abiabióótico tico (clima, recursos en el suelo)

2. Contexto bi2. Contexto bióóticotico(características de la comunidad residente)

¿¿QuQuéé factores determinan la invasibilidad de factores determinan la invasibilidad de un ecosistema?un ecosistema?

Clima

Recursos en el sueloComunidad residente

1.1. ContextoContexto abiabióótico tico (clima, recursos en el suelo)

2. Contexto bi2. Contexto bióóticotico(características de la comunidad residente)

Pueden interpretarse como Pueden interpretarse como filtros filtros operando aoperando a distintas distintas escalasescalas, cuyos efectos pueden interactuar fuertemente., cuyos efectos pueden interactuar fuertemente.

Inferencias a escala regionalInferencias a escala regional

Nativas Exóticas Nativas Exóticas

Clima 1 “adverso” Clima 2 “favorable”

La riqueza de especies nativas y La riqueza de especies nativas y exexóóticas se relacionarticas se relacionaríían en forma an en forma

positiva positiva (respuesta independiente a los mismos filtros

climáticos)

exexóó t

icas

ticas

nativasnativas

Exóticas ExóticasInferencias a escala localInferencias a escala local

Recursos -- -- + + -- -- -- -- ++ Recursos + + + + + + -- + ++ +

La fluctuacifluctuacióón en la disponibilidad de n en la disponibilidad de recursos recursos determina la invasibilidad del

sistema (dinámico)

Exóticas ExóticasInferencias a escala localInferencias a escala local

Recursos -- -- + + -- -- -- -- ++ Recursos + + + + + + -- + ++ +

exexóó t

icas

ticas

((……))No No se esperarse esperaríía una relacia una relacióón n entre la riqueza de nativas y entre la riqueza de nativas y

exexóóticasticasnativasnativas

Inferencias a escala localInferencias a escala localExóticas Exóticas

Especies NativasEspecies Nativas

SegSegúún la teorn la teoríía cla cláásica de Resistencia Bisica de Resistencia Bióótica:tica:

La riqueza de especies nativas determina la invasibilidad de un sistema…


Especies NativasEspecies Nativas

…… A mayor A mayor riqueza de riqueza de especies nativas, menor especies nativas, menor

invasibilidadinvasibilidad

(uso más completo de los recursos)exex

óó tic

astic

as

SegSegúún la teorn la teoríía cla cláásica de Resistencia Bisica de Resistencia Bióótica:tica:

nativasnativas


Especies Nativas Especies Nativas

La identidadidentidad de las especies residentes (no la riqueza) define las interacciones entre

las especies nativas y exóticas


Especies Nativas Especies Nativas

exexóó t

icas

ticas

((……))No No se esperarse esperaríía una relacia una relacióón n entre la riqueza de nativas y entre la riqueza de nativas y

exexóóticasticasnativasnativas

Ejemplo local Ejemplo local ……

Cinco ecosistemas del centroCinco ecosistemas del centro--oeste de oeste de ArgentinaArgentina

Monte

Reserva de la biosfera Ñacuñáne inmediaciones


EspinalMonte

Inmediaciones de Villa María de Río Seco


EspinalMonte

Bosque Chaqueño

Inmediaciones de Villa del Rosario y Capilla

de los Remedios


EspinalMonte

Bosque Chaqueño

Bosque Serrano

Reserva Hídrica Natural Parque la Quebrada e

inmediaciones Salsipuedes


EspinalMonte

Bosque Chaqueño

Bosque SerranoPastizal de altura

Pampa de Achala y Pampa de San Luis

Ecosistema Altitud (msnm)

Precipitación (mm)

Temp. media anual (ºC)

Meses sin heladas (nº)

MonteMonte 541-602 326 20 6-7

B. ChaqueB. Chaqueññoo 107-540 612 18 8

EspinalEspinal 250-393 683 17 6-7

B. SerranoB. Serrano 720-1032 847 16 5

PastizalPastizal 1800-2295 952 8 0

Diferencias climDiferencias climááticas entre ecosistemasticas entre ecosistemas

Cuatro tipos de uso de la tierra:Cuatro tipos de uso de la tierra:

Pastoreado y/o con tala selectivaSin uso

Costados de caminos Sitios roturados (1 año abandono)

aa

cc

aa

c

b

aa

cc

Especies nativas

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ueza

de

espe

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70

60

50

40

30

20

10

0Monte B. Chaqueño Espinal B. Serrano Pastizal

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Riqueza de especiesRiqueza de especiesSin usoPastoreado/ tCaminosRoturadosnativasnativas

Especies exóticas

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Monte B. Chaqueño Espinal B. Serrano Pastizal

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50

40

30

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10

0a

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a ab b b

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a ab

a

En todos los casos la En todos los casos la riqueza de especies riqueza de especies nativas fue nativas fue significativamente significativamente mayor a la de exmayor a la de exóóticas

exexóóticasticasticas

aa

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Especies nativas

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Especies exóticas

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70

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40

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10

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a ab b b

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a ab

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Riqueza de especiesRiqueza de especiesSin usoPastoreado/ tCaminosRoturados Ecosistemas con Ecosistemas con

mayor riqueza de mayor riqueza de especies especies nativasnativas(sitios (sitios con menor con menor

disturbiodisturbio))

nativasnativas

exexóóticasticas Riqueza de nativas estarRiqueza de nativas estaríía a estructurada estructurada principalmente por el principalmente por el clima y en segundo lugar clima y en segundo lugar por el tipo de uso de la por el tipo de uso de la tierratierra

aa

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Especies nativas

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espe

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70

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20

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a a a

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Riqueza de especiesRiqueza de especiesSin usoPastoreado/ tCaminosRoturadosnativasnativas

Especies exóticas

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a ab b b

cb b

a ab

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exexóóticasticas En general, mayor En general, mayor riqueza de especies riqueza de especies

exexóóticasticas en costados en costados de de caminoscaminos y sitios y sitios

roturadosroturados

Riq

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9

12

15

Sin usoPastoreado/ tCaminosRoturados

Riqueza de especies exRiqueza de especies exóóticasticas

En general En general ……


<<

Riq

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b b

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0

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12

15



PatrPatróón similar a las n similar a las nativas nativas ……

El El climaclimaafectarafectaríía la a la invasibilidad de invasibilidad de sitios sitios menos menos disturbadosdisturbados

Ninguna exNinguna exóóticatica

Riq

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15



…… pero los pero los c. caminosc. caminos y y sitios roturados sitios roturados tendrtendríían una an una invasibilidadinvasibilidadsimilarsimilar en los en los cinco cinco ecosistemasecosistemas

Ninguna exNinguna exóóticatica



<<

Riq

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<<

La La invasibilidadinvasibilidadestarestaríía a influenciada por influenciada por una fuerte una fuerte interacciinteraccióón n entre clima y entre clima y tipo de uso de tipo de uso de la tierrala tierra

ExóticasNativasExóticas

Nativas

Clima “adverso” Clima “favorable”nativasnativas

exexóó t

icas

ticas

La riqueza de nativas y exLa riqueza de nativas y exóóticas estarticas estaríía a influenciada de modo similar por el clima influenciada de modo similar por el clima (mayor RQ en ecosistemas m(mayor RQ en ecosistemas máás favorables)s favorables)

Sin embargo, estoSin embargo, esto NO se cumplirNO se cumpliríía a en sitios disturbadosen sitios disturbados

(RQ similar independientemente del ecosistemas)(RQ similar independientemente del ecosistemas)

Exóticas Exóticas

nativas nativas

nativasnativas

exexóó t

icas

ticas

A escala regional NO se cumple:A escala regional NO se cumple:Los ecosistemas mLos ecosistemas máás diversos (bosques) s diversos (bosques) fueron los mfueron los máás invadidoss invadidos

A escala local SA escala local SÍÍ se cumple:se cumple:Los sitios mLos sitios máás disturbados s disturbados (donde la riqueza de nativas era (donde la riqueza de nativas era menor) fueron los mmenor) fueron los máás invadidoss invadidos


especies exóticas?


¿Existen características morfo-funcionales

particulares que permiten que unaespecie pueda establecerse fuera

de su rango nativo de distribución?




ImpactoImpacto


ExExóóticas vs. Nativas:ticas vs. Nativas: evidencias contradictorias…

DifierenDifieren Estrategia ventajosa o pobremente representada(Rejmánek & Richardson 1996

Williamson & Fitter 1996 Theoharides & Dukes 2007van Kleunen et al 2010)

Se parecenSe parecen Les permite establecer interacciones positivas con especies residentes(Thompson et al. 1995

Richardson et al. 2000Thompson & McCarthy 2008

Thompson & Davis 2011)

Depende del Depende del contextocontexto

(Davis et al. 2000)

Su éxito no depende de las características sino de cambios en la disponibilidad de recursos

¿¿CuCuáál serl seríía la importancia del contexto bia la importancia del contexto bióótico y tico y el abiel abióótico en las caractertico en las caracteríísticas de las especies sticas de las especies exexóóticas?ticas?

Ejemplo local Ejemplo local ……

CaracterCaracteríísticas sticas morfomorfo--funcionales funcionales consideradasconsideradas

CaracterCaracteríísticas sticas vegetativas vegetativas asociadas a asociadas a

estrategias generales estrategias generales de uso de recursos de uso de recursos

116 especies: 116 especies: -- 82 herb82 herbááceas (51 nativas y 31 exceas (51 nativas y 31 exóóticas)ticas)-- 34 le34 leññosas (23 nativas y 11 exosas (23 nativas y 11 exóóticas)ticas)

CaracterCaracteríísticas sticas morfomorfo--funcionales funcionales consideradasconsideradas

LongevidadLongevidad

Densidad de leDensidad de leññoo

AlturaAltura

ReproducciReproduccióón n vegetativavegetativa

NitrNitróógeno foliargeno foliar

FFóósforo foliarsforo foliar

ÁÁrea foliarrea foliar

ÁÁrea foliar especrea foliar especííficafica

Espesor de la lEspesor de la lááminamina

Dureza foliarDureza foliar

+leaf toughness (0.57)

SLA (-0.42)leaf area (-0.52)

++

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thi

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alien woodyalien herbaceousnative woodynative herbaceous

CP

2

CP

2

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CP 1

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Dureza foliarÁrea foliar

SLA

SLA

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exóticas leñosasexóticas herbáceasnativas leñosasnativas herbáceas

+leaf toughness (0.57)

SLA (-0.42)leaf area (-0.52)

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2

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Dureza foliarÁrea foliar

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exóticas leñosasexóticas herbáceasnativas leñosasnativas herbáceas

NoNo se observa un se observa un ssííndromendromemorfomorfo--funcional funcional

(conjunto recurrente de caracter(conjunto recurrente de caracteríísticas)sticas)exclusivoexclusivo de las especies de las especies exexóóticasticas

Solo leSolo leññosas osas ……

0

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-40 2 4-2-4

CP1

CP

2

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CP

1

CP

2

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3

native

wood

y

native

wood

y

alien w

oody

alien w

oody

Las leLas leññosas exosas exóóticas se diferenciaron de las ticas se diferenciaron de las nativas en caracternativas en caracteríísticas que maximizarsticas que maximizaríían an su crecimientosu crecimiento

Espesor foliarSLA Densidad de leño

Clo

nes

Altu

raÁ

rea

folia

r

Nativa

Exótic

a

Nativa

Exótic

a

La similitud funcional de las herbsimilitud funcional de las herbááceas ceas (independientemente del origen)y la diferenciacidiferenciacióón entre las len entre las leññosasosas nativas y nativas y exexóóticasticas se observó como un patrón consistente a lo largo de los contrastantes climas y usos de la tierra considerados

Integrando y especulando Integrando y especulando ……

Especies exóticas

Clima y uso de Clima y uso de la tierrala tierra

herbáceasleñosas

CaracterCaracteríísticas sticas especies exespecies exóóticasticas≠ =


especies exóticas?


¿Existen características morfo-funcionales

particulares que permiten que unaespecie pueda establecerse fuerade su rango nativo de distribución?




ImpactoImpacto


¿¿CuCuááles son las especies exles son las especies exóóticas que ticas que generan mayores generan mayores impactosimpactos??

Cuidados humanos

≠

1.Las que se vuelven abundantes

2.Las que son distintas a las nativas

3.Las que invaden sistemas naturales

Filtros regionales

Filtros locales

INVASORAS

¿¿QuQuéé problemas pueden ocasionar?problemas pueden ocasionar?Muchos antecedentes de impactoimpacto en:

Filtros locales

Filtros regionales

INVASORAS

Regimenes de fuego

Ejemplo de impacto en Ejemplo de impacto en …… Regimenes de fuegoRegimenes de fuego

Melinis minutiflora“chopín o pasto de gordura”(pasto africano de gran valor forrajero)

William et al. 2004 Diversity & Distributions 10:2, 99-103.

Aumenta la frecuencia e intensidad de fuego

en ecotonos de bosques y sabana del Cerrado (Brasil)

Antecedentes de impactoimpacto en:

Filtros locales

Filtros regionales

INVASORAS

Regimenes de fuegoCiclado de nutrientes

Ejemplo de impacto en Ejemplo de impacto en ……Ciclo de nutrientesCiclo de nutrientes

Acacia saligna(árbolito australiano invasoren Fynbos Africanos) Pinus spp

Alta acumulación de hojarasca:* tasa de descomposicidescomposicióónn lentalenta* reduce infiltración de aguaagua* aumenta riesgo de fuegofuego* acidificaci* acidificacióónn del suelo

Hojarasca con mayor tasa de descomposicidescomposicióónn y liberación de nitrógeno al suelo en comparación con la vegetación nativa.


Filtros locales

Filtros regionales

INVASORAS


Ciclos hidrológicos

Ejemplo de impacto en Ejemplo de impacto en …… Ciclos hidrolCiclos hidrolóógicosgicos

Tamarix ramosissima(originario de Eurasia)

Ligustrum lucidum (originario de Eurasia)

¿¿??

Alto consumo de aguaaguaaccede al agua freática, reduce el caudal de cursos de agua, aumenta deposición de sedimentos en las orillas, etc.


Filtros locales

Filtros regionales

INVASORAS


Ciclos hidrológicosAbundancia y supervivencia de nativas

Ejemplo de impacto en Ejemplo de impacto en ……Abundancia y supervivencia Abundancia y supervivencia

de especies nativas de especies nativas

Ligustrum lucidum


Filtros locales

Filtros regionales

INVASORAS


Ciclos hidrológicosAbundancia y supervivencia de nativasFisonomía de un lugar

Ejemplo de impacto en Ejemplo de impacto en ……

FisonomFisonomíía de un lugara de un lugar

Sierras de la Ventana


Filtros locales

Filtros regionales

INVASORAS


Ciclos hidrológicosAbundancia y supervivencia de nativasFisonomía de un lugarInteracción con otras exóticas

Ejemplo de impacto en Ejemplo de impacto en …… Interacciones con otras Interacciones con otras especies exespecies exóóticasticas

Pyracantha angustifolia

CondaliaPyracantha Sin cobertura

Efecto sobre el reclutamiento de otras especies leñosas


Especies nativas dispersadas por aves

Ligustrum lucidumEspecies exóticas dispersadas por aves (excluyendo )Ligustrum

Pyracantha Condalia Sin coberturaarbustiva

a

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0,8

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Den

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/ m)2

a”

a’b”

b’

Tecco et al. 2006

Mayor abundancia de Mayor abundancia de Ligustrum lucidumLigustrum lucidum bajo bajo las copas de las copas de PyracanthaPyracantha

100

90

80

70

60

50

40

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20

10

0SEP NOV ENE MAR MAY JUL

Supe

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s (%

)

aa

aa

aa

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aa

a a a

ab ab abb b b

Pyracantha

Condalia

Sin cobertura


Ligustrum lucidum

Pyracantha aumentaaumenta la supervivenciasupervivencia de los renovales de Ligustrum

Tecco et al. 2007

Interacciones con otras Interacciones con otras especies exespecies exóóticasticas

FisonomFisonomííasas


Filtros locales

Filtros regionales

INVASORAS


Ciclos hidrológicosAbundancia y supervivencia de nativasFisonomía de un lugarInteracción con otras exóticas

CostosCostos econeconóómicos micos

CostosCostos econeconóómicosmicos

Nutria americana: invasora en el sur de Inglaterra

Algunos ejemplos …

Introducido por valor peletero

EconEconóómico:mico:costo anual de erradicación aprox. 13 millones de d13 millones de dóólareslares..

Castor canadiense: invasor en el sur de Argentina y Chile

Costos econCostos econóómicosmicos

Introducido por valor ornamental y como

fijador de dunas

Tamarix spp: invasor en USA(y también en Argentina!)

EconEconóómico:mico:costo anual de erradicación aprox. U$ 1800 por mU$ 1800 por m22 durante al menos 20 a20 aññosos..

Zavaleta et al. 2000

Las invasiones Las invasiones antrantróópicas son muy picas son muy recientes (estrecientes (estáán n actualmente en curso).actualmente en curso).

La biLa bióósfera se readapta sfera se readapta ……

Los antecedentes de invasiones Los antecedentes de invasiones histhistóóricas sugieren que los ricas sugieren que los procesos y consecuencias de las procesos y consecuencias de las invasiones invasiones trasciendentrascienden las las particularidades de los particularidades de los tiempos, tiempos, lugares y participanteslugares y participantes..

Las invasiones Las invasiones antrantróópicas son muy picas son muy recientes (estrecientes (estáán n actualmente en curso).actualmente en curso).

La biLa bióósfera se readapta sfera se readapta ……

Especie humana podrá o no readaptarse a las biotas y ecosistemas que evolucionen influenciados por lo impactos a largo plazo de las invasiones antrópicas

EcologEcologíía de invasiones es una disciplina que todava de invasiones es una disciplina que todavíía a tiene muchas preguntas por respondertiene muchas preguntas por responder

invasiones biológicas históricas y contemporáneas

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