Identifying climate change refugia for South American biodiversity.

Refugia-based conservation offers long-term effectiveness and minimize uncertainty on strategies for climate change adaptation. We used distribution modelling to identify climate change refugia for 617 terrestrial mammals and to quantify the role of protected areas (PAs) in providing refugia across South America. To do so, we compared species potential distribution across different scenarios of climate change, highlighting those regions likely to retain suitable climatic conditions by year 2090, and explored the proportion of refugia inside PAs. Moist tropical forests in high-elevation areas with complex topography concentrated the highest local diversity of species refugia, although regionally important refugia centers occurred elsewhere. Andean-Amazon forests contained climate change refugia for more than half of the continental species' pool and for up to 87 species locally (17 × 17 km2 grid cell). The highlands of the southern Atlantic Forest also included megadiverse refugia for up to 76 species per cell. Almost half of the species that may find refugia in the Atlantic Forest will do so in a single region-the Serra do Mar and Serra do Espinhaço. Most of the refugia we identified, however, were not in PAs, which may contain <6% of the total area of climate change refugia, leaving 129-237 species with no refugia inside the territorial limits of PAs of any kind. Our results reveal a dismal scenario for the level of refugia protection in some of the most biodiverse regions of the world. Nonetheless, because refugia tend to be in high-elevation, topographically complex, and remote areas, with lower anthropogenic pressure, formally protecting them may require a comparatively modest investment.

Identificación de refugios para la biodiversidad de Sudamérica ante el cambio climático Resumen Las estrategias de conservación basadas en refugios ofrecen efectividad a largo plazo y minimizan la incertidumbre sobre las estrategias de adaptación al cambio climático. Utilizamos modelos de distribución para identificar los refugios del cambio climático de 617 especies de mamíferos terrestres y cuantificar el papel de las áreas protegidas en la provisión de refugios en Sudamérica. Para esto, comparamos la distribución potencial de las especies en diferentes escenarios de cambio climático, destacando las regiones que probablemente conservarán las condiciones climáticas adecuadas para el año 2090, y exploramos la proporción de refugios dentro de las áreas protegidas. Los bosques tropicales húmedos de zonas de gran altitud y topografía compleja concentraron la mayor diversidad local de refugios de especies, aunque también hubo centros de refugio de importancia regional en otras localidades. Los bosques amazónicos andinos albergaron los refugios ante el cambio climático de más de la mitad del conjunto de especies continentales y para hasta 87 especies a escala local (celda cuadriculada de 17 × 17 km2 ). Las tierras altas del sur del Bosque Atlántico también incluyeron refugios megadiversos para hasta 76 especies por celda. Casi la mitad de las especies que pueden refugiarse en el Bosque Atlántico lo harán en una sola región: la Serra do Mar y la Serra do Espinhaço. Sin embargo, la mayoría de los refugios que identificamos no estaban en áreas protegidas, las cuales pueden contener <6% del área total de refugios del cambio climático, dejando entre 129 y 237 especies sin refugio dentro de los límites territoriales de las áreas protegidas de cualquier tipo. Nuestros resultados revelan un panorama desolador para el nivel de protección de los refugios en algunas de las regiones con mayor biodiversidad del mundo. No obstante, dado que los refugios suelen encontrarse en zonas remotas de gran altitud con topografía compleja y menor presión antropogénica, protegerlos formalmente puede requerir una inversión comparativamente modesta.

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

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.