Effects of Amazonian flying rivers on frog biodiversity and populations in the Atlantic rainforest

Conserv Biol. 2023 Jun;37(3):e14033. doi: 10.1111/cobi.14033. Epub 2023 Mar 14.

Abstract

Given the speed at which humans are changing the climate, species with high degrees of endemism may not have time to avoid extinction through adaptation. We investigated through teleconnection analysis the origin of rainfall that determines the phylogenetic diversity of rainforest frogs and the effects of microclimate differences in shaping the morphological traits of isolated populations (which contribute to greater phylogenetic diversity and speciation). We also investigated through teleconnection analysis how deforestation in Amazonia can affect ecosystem services that are fundamental to maintaining the climate of the Atlantic rainforest biodiversity hotspot. Seasonal winds known as flying rivers carry water vapor from Amazonia to the Atlantic Forest, and the breaking of this ecosystem service could lead Atlantic Forest species to population decline and extinction in the short term. Our results suggest that the selection of morphological traits that shape Atlantic Forest frog diversity and their population dynamics are influenced by the Amazonian flying rivers. Our results also suggest that the increases of temperature anomalies in the Atlantic Ocean due to global warming and in the Amazon forest due to deforestation are already breaking this cycle and threaten the biodiversity of the Atlantic Forest hotspot.

Efectos de los ríos voladores de la Amazonía sobre la diversidad y las poblaciones de ranas en la Mata Atlántica Resumen Con la velocidad a la que la humanidad está alterando el clima, puede que las especies con un nivel elevado de endemismo no cuenten con tiempo suficiente para adaptarse y evitar la extinción. Usamos un análisis de teleconexión para investigar el origen de las precipitaciones que determinan la diversidad filogenética de las ranas selváticas y los efectos de las diferencias microclimáticas sobre la determinación de las características morfológicas de las poblaciones aisladas, las cuales contribuyen a una mayor especiación y diversidad filogenética. También utilizamos este análisis para investigar cómo la deforestación en la Amazonía puede afectar los servicios ambientales que son fundamentales para mantener el punto caliente de biodiversidad que es la Mata Atlántica. Los ríos voladores son vientos estacionales que transportan vapor de agua desde la Amazonía hasta la Mata Atlántica; la interrupción de este servicio ambiental podría derivar en la declinación poblacional y la extinción a corto plazo de las especies en este ecosistema. Nuestros resultados sugieren que los ríos voladores de la Amazonía influyen sobre la selección de las características morfológicas que determinan la diversidad de ranas y sus dinámicas poblacionales en la Mata Atlántica. Nuestros resultados también sugieren que el incremento de anomalías térmicas en el Océano Atlántico, causadas por el calentamiento global, y en la Amazonía, causadas por la deforestación, ya están interrumpiendo este ciclo y son una amenaza para la biodiversidad del punto caliente que es la Mata Atlántica.

人类正在快速改变全球气候, 而具有高度地方特有性的物种来不及通过适应来避免灭绝。我们通过遥相关分析研究了决定雨林蛙类系统发育多样性的降水来源, 以及微气候差异对孤立种群形态特征的影响(有助于提高系统发育多样性和物种形成)。我们还通过遥相关分析探究了亚马逊地区的森林砍伐对于在维持大西洋雨林生物多样性热点地区气候中发挥重要作用的生态系统服务的影响。被称为飞河的季风把水蒸气从亚马逊带到大西洋森林, 这种生态系统服务的丧失可能导致大西洋森林物种在短期内发生种群下降和灭绝。我们的研究发现, 塑造大西洋森林蛙类多样性和种群动态的基于形态特征的选择受到了亚马逊飞河的影响。此外, 全球变暖导致的大西洋温度异常的增加, 以及森林砍伐导致的亚马逊森林温度异常的增加已经打破了飞河的循环, 并对大西洋森林热点地区的生物多样性造成了威胁。【翻译:胡怡思;审校:聂永刚】.

Keywords: Hylodes; Red Queen theory; anurans; anuros; biogeografía; biogeography; cambio climático; climate change; conservación; conservation; dinámicas poblacionales; ecosystem services; environmental pressures; hipótesis de la Reina Roja; macroevolución; macroevolution; natural selection; population dynamics; presión ambiental; selección natural; servicios ambientales; teleconexión; teleconnection; 保护; 宏演化; 无尾目动物; 气候变化; 环境压力; 生态系统服务; 生物地理学; 种群动态; 红皇后理论; 自然选择; 遥相关.

Publication types

  • Research Support, Non-U.S. Gov't

MeSH terms

  • Animals
  • Anura
  • Biodiversity
  • Brazil
  • Conservation of Natural Resources
  • Ecosystem*
  • Humans
  • Phylogeny
  • Rainforest*