Use of carrion fly iDNA metabarcoding to monitor invasive and native mammals.

Severely fragmented habitats increase the risk of extirpation of native mammal populations through isolation, increased edge effects, and predation. Therefore, monitoring the movement of mammal populations through anthropogenically altered landscapes can inform conservation. We used metabarcoding of invertebrate-derived DNA (iDNA) from carrion flies (Calliphoridae and Sarcophagidae) to track mammal populations in the wheat belt of southwestern Australia, where widespread clearing for agriculture has removed most of the native perennial vegetation and replaced it with an agricultural system. We investigated whether the localization of the iDNA signal reflected the predicted distribution of 4 native species-echidna (Tachyglossus aculeatus), numbat (Myrmecobius fasciatus), woylie (Bettongia penicillata), and chuditch (Dasyurus geoffroii)-and 2 non-native, invasive mammal species-fox (Vulpes vulpes) and feral cat (Felis catus). We collected bulk iDNA samples (n = 150 samples from 3428 carrion flies) at 3 time points from 3 conservation reserves and 35 road edges between them. We detected 14 of the 40 mammal species known from the region, including our target species. Most detections of target taxa were in conservation reserves. There were a few detections from road edges. We detected foxes and feral cats throughout the study area, including all conservation reserves. There was a significant difference between the diversity (F3, 98  = 5.91, p < 0.001) and composition (F3, 43  = 1.72, p < 0.01) of taxa detections on road edges and conservation reserves. Conservation reserves hosted more native biodiversity than road edges. Our results suggest that the signals from iDNA reflect the known distribution of target mammals in this region. The development of iDNA methods shows promise for future noninvasive monitoring of mammals. With further development, iDNA metabarcoding could inform decision-making related to conservation of endangered taxa, invasive species management, and impacts of habitat fragmentation.

Caracterización genética del ADNi de la mosca carroñera para monitorear mamíferos invasores y nativos Resumen Los hábitats con mucha fragmentación aumentan el riesgo de extirpación de las poblaciones de mamíferos nativos debido al aislamiento, el aumento de los efectos de borde y la depredación. Por lo tanto, el monitoreo del movimiento de las poblaciones de mamíferos a través de paisajes alterados antropogénicamente puede guiar a la conservación. Utilizamos la caracterización genética del ADN derivado de invertebrados (ADNi) de moscas de la carroña (Calliphoridae y Sarcophagidae) para rastrear poblaciones de mamíferos en la región de Wheatbelt del suroeste de Australia, en donde la tala generalizada ha sustituido la mayor parte de la vegetación perenne nativa por un sistema agrícola. Investigamos si la localización de la señal de ADNi reflejaba la distribución prevista de cuatro especies autóctonas: equidna (Tachyglossus aculeatus), numbat (Myrmecobius fasciatus), rata canguro (Bettongia penicillata) y cuol occidental (Dasyurus geoffroii), y dos especies de mamíferos invasores no autóctonos: el zorro (Vulpes vulpes) y el gato feral (Felis catus). Recogimos muestras masivas de ADNi (n = 150 muestras de 3,428 moscas de la carroña) en tres puntos temporales de tres reservas ecológicas y 35 bordes de carreteras entre ellas. Detectamos 14 de las 40 especies de mamíferos conocidas en la región, incluidas nuestras especies objetivo. La mayoría de las detecciones de los taxones objetivo se produjeron en las reservas ecológicas. Pocas detecciones ocurrieron en los bordes de las carreteras. Detectamos zorros y gatos ferales en toda la zona de estudio, incluidas todas las reservas ecológicas. Hubo una diferencia significativa entre la diversidad (F3, 98 = 5.91, p<0.001) y la composición (F3, 43 = 1.72, p<0.01) de los taxones detectados en los bordes de las carreteras y en las reservas ecológicas. Las reservas ecológicas albergaron más biodiversidad nativa que los bordes de las carreteras. Nuestros resultados sugieren que las señales de ADNi reflejan la distribución conocida de los mamíferos objetivo en esta región. El desarrollo de métodos de ADNi es prometedor para el futuro monitoreo no invasivo de mamíferos. Con un mayor desarrollo, la caracterización genética del ADNi podría servir de base para decidir sobre la conservación de taxones amenazados, la gestión de especies invasoras y los impactos de la fragmentación del hábitat.

Obstruction of biodiversity conservation by minimum patch size criteria.

Minimum patch size criteria for habitat protection reflect the conservation principle that a single large (SL) patch of habitat has higher biodiversity than several small (SS) patches of the same total area (SL > SS). Nonetheless, this principle is often incorrect, and biodiversity conservation requires placing more emphasis on protection of large numbers of small patches (SS > SL). We used a global database reporting the abundances of species across hundreds of patches to assess the SL > SS principle in systems where small patches are much smaller than the typical minimum patch size criteria applied for biodiversity conservation (i.e., ∼85% of patches <100 ha). The 76 metacommunities we examined included 4401 species in 1190 patches. From each metacommunity, we resampled species-area accumulation curves to evaluate how biodiversity responded to habitat existing as a few large patches or as many small patches. Counter to the SL > SS principle and consistent with previous syntheses, species richness accumulated more rapidly when adding several small patches (45.2% SS > SL vs. 19.9% SL > SS) to reach the same cumulative area, even for the very small patches in our data set. Responses of taxa to habitat fragmentation differed, which suggests that when a given total area of habitat is to be protected, overall biodiversity conservation will be most effective if that habitat is composed of as many small patches as possible, plus a few large ones. Because minimum patch size criteria often require larger patches than the small patches we examined, our results suggest that such criteria hinder efforts to protect biodiversity.

Obstrucción de la conservación de la biodiversidad por el criterio del tamaño mínimo del fragmento Resumen Los criterios de tamaño mínimo de los fragmentos para la protección de los hábitats reflejan el principio de conservación según el cual un fragmento único grande (UG) de hábitat tiene mayor biodiversidad que varios fragmentos pequeños (VP) de la misma superficie total (UG > VP). Sin embargo, este principio a menudo es incorrecto; en su lugar, la conservación de la biodiversidad debería enfatizar más la protección de un gran número de pequeñas parcelas (VP > UG). Utilizamos una base de datos mundial que recopila la abundancia de especies en cientos de fragmentos para evaluar el principio UG > VP en sistemas donde los fragmentos pequeños son mucho menores que los criterios comunes de tamaño mínimo de fragmento aplicados para la conservación de la biodiversidad (es decir, ∼85% de parches <100 ha). Las 76 metacomunidades analizadas incluyeron 4,401 especies en 1,190 parcelas. Volvimos a muestrear las curvas de acumulación especie-área en cada metacomunidad para evaluar cómo respondía la biodiversidad al hábitat: como unas pocas manchas grandes o como fragmentos de muchas manchas pequeñas. Contrario al principio UG > VP y en congruencia con síntesis anteriores, la riqueza de especies se acumuló con mayor rapidez al añadir varios fragmentos pequeños (45.2% VP > UG frente a 19.9% UG > VP) para alcanzar la misma área acumulada, incluso para los fragmentos muy pequeños de nuestro conjunto de datos. Las respuestas de los taxones a la fragmentación del hábitat fueron diferentes, lo que sugiere que, cuando se trata de proteger una determinada superficie total de hábitat, la conservación global de la biodiversidad será más efectiva si ese hábitat está compuesto por el mayor número posible de pequeños fragmentos, más unos cuantos fragmentos grandes. Dado que los criterios de tamaño mínimo exigen a menudo fragmentos más grandes que los pequeños que examinamos, nuestros resultados sugieren que tales criterios dificultan los esfuerzos por proteger la biodiversidad.

Effects of habitat loss on three insect assemblages in modified ecosystems of foothills of the Colombian Orinoquia / Efectos de la pérdida de hábitat en tres ensambles de insectos en ecosistemas modificados de Piedemonte en la Orinoquia colombiana

Abstract Introduction: The effects of habitat transformation have been widely studied and the effects are well-known at different levels of biological organization. However, few studies have focused on responses to this process at the level of multiple taxa in diverse taxonomic and functional groups. Objective: Determine the variations in taxonomic and functional diversity of ants, butterflies, and dung beetles, at a spatial and temporal level in a landscape mosaic of the ecoregion of the Colombian foothills. Methods: We assessed amount of natural habitat and landscape composition in four types of vegetation, during the highest and lowest rain periods. We collected butterflies with hand nets and used baited pitfall traps for dung beetles and ants. Results: Habitat loss positively affected ant and butterfly species richness, and negatively affected dung beetles. The abundance of ants and butterflies had a positive effect on the dominance of species in the transformed vegetation, for dung beetles the abundance was negatively affected by the absence of canopy cover. Habitat loss had no negative effect on functional diversity as there is no difference between natural and transformed vegetation. Conclusions: The amount of habitat, habitat connectivity and different types of vegetation cover were important factors in the maintenance of insect diversity in the modified ecosystems of foothills of the Colombian Orinoquia. The lack of a common spatial and temporal pattern shows that studies of multiple insect taxa should be carried out for biodiversity monitoring and conservation processes.

Resumen Introducción: Los efectos de la transformación del hábitat han sido ampliamente estudiados y son bien conocidos los efectos a diferentes niveles de organización biológica. Sin embargo, pocos estudios se han centrado en las respuestas a este proceso a nivel de múltiples taxones en diversos grupos taxonómicos y funcionales. Objetivo: Determinar las variaciones en la diversidad taxonómica y funcional de hormigas, mariposas y escarabajos coprófagos, a nivel espacial y temporal en un mosaico paisajístico de la ecorregión del piedemonte colombiano. Métodos: Evaluamos la cantidad de hábitat natural y la composición del paisaje en cuatro tipos de vegetación, durante los períodos de mayor y menor lluvia. Recolectamos mariposas con redes de mano y usamos trampas de caída con cebo para escarabajos coprófagos y hormigas. Resultados: La pérdida de hábitat afectó positivamente la riqueza de especies de hormigas y mariposas y afectó negativamente a los escarabajos peloteros. La abundancia de hormigas y mariposas tuvo un efecto positivo sobre la dominancia de especies en la vegetación transformada, para los escarabajos coprófagos la abundancia se vio afectada negativamente por la ausencia de cobertura de dosel. La pérdida de hábitat no tuvo un efecto negativo sobre la diversidad funcional ya que no hay diferencia entre la vegetación natural y la transformada. Conclusiones: La cantidad de hábitat, la conectividad del hábitat y los diferentes tipos de cobertura vegetal fueron factores importantes en el mantenimiento de la diversidad de insectos en los ecosistemas modificados del piedemonte de la Orinoquia colombiana. La falta de un patrón espacial y temporal común muestra que se deben realizar estudios de múltiples taxones de insectos para los procesos de monitoreo y conservación de la biodiversidad.

Conservation value of small reserves.

The importance of large reserves has been long maintained in the scientific literature, often leading to dismissal of the conservation potential of small reserves. However, over half the global protected-area inventory is composed of protected areas that are <100 ha, and the median size of added protected area is decreasing. Studies of the conservation value of small reserves and fragments of natural area are relatively uncommon in the literature. We reviewed SCOPUS and WOK for studies on small reserve and fragment contributions to biodiversity conservation and ecosystem services, and fifty-eight taxon-specific studies were included in the review. Small reserves harbored substantial portions (upward of 50%) of regional species diversity for many taxa (birds, plants, amphibians, and small mammals) and even some endemic, specialist bird species. Unfortunately, small reserves and fragments almost always harbored more generalist and exotic species than large reserves. Community composition depended on habitat quality, surrounding land use (agricultural vs. urban), and reserve and fragment size, which presents opportunities for management and improvement. Small reserves also provided ecosystem services, such as pollination and biological pest control, and cultural services, such as recreation and improved human health. Limitations associated with small reserves, such as extinction debt and support of area-sensitive species, necessitate a complement of larger reserves. However, we argue that small reserves can make viable and significant contributions to conservation goals directly as habitat and indirectly by increasing landscape connectivity and quality to the benefit of large reserves. To effectively conserve biodiversity for future generations in landscapes fragmented by human development, small reserves and fragments must be included in conservation planning.

Valor de Conservación de las Pequeñas Reservas Resumen La importancia de las reservas muy extensas se ha mantenido durante mucho tiempo dentro de la literatura científica, lo que comúnmente lleva a la desestimación del potencial de conservación de las reservas pequeñas. Sin embargo, más de la mitad del inventario mundial de áreas protegidas está compuesto por zonas resguardadas con un tamaño menor a las 100 ha, y el tamaño promedio de área protegida añadida está disminuyendo. Los estudios sobre el valor de conservación de las reservas pequeñas y los fragmentos de área natural son relativamente poco comunes en la literatura. Revisamos estudios sobre las contribuciones de las reservas pequeñas y los fragmentos a la conservación de la biodiversidad y los servicios ambientales en SCOPUS y en WOK. Se incluyeron 58 estudios específicos de taxón en la revisión. Las reservas pequeñas albergaron porciones sustanciales (más del 50%) de diversidad de especies regionales para muchos taxones e incluso algunas especies de aves endémicas y especialistas. Desafortunadamente, las reservas pequeñas y los fragmentos casi siempre albergaron más especies exóticas y generalistas que las reservas grandes. La composición de la comunidad dependió de la calidad del hábitat, el uso de suelo (urbano versus agrícola) adyacente y el tamaño de la reserva o el fragmento, lo que presenta oportunidades de manejo y mejora. Las reservas pequeñas también proporcionaron servicios ambientales, como la polinización y el control biológico de plagas, y servicios culturales, como la recreación y una mejor salud humana. Las limitaciones asociadas con las reservas pequeñas, como la deuda de extinción y el respaldo a especies sensibles al área, requieren de un complemento de reservas más grandes. Sin embargo, argumentamos que las reservas pequeñas pueden tener contribuciones viables y significativas para las metas de conservación directamente como hábitat e indirectamente con el incremento de la conectividad y la calidad de paisajes para el beneficio de las reservas más grandes. Para conservar efectivamente a la biodiversidad para generaciones futuras en paisajes fragmentados por el desarrollo humano, se debe incluir a las reservas pequeñas y a los fragmentos en la planeación de la conservación.

Reproductive success of Cabralea canjerana (Meliaceae) in Atlantic forest fragments, Brazil / Éxito reproductivo de Cabralea canjerana (Meliaceae) en fragmentos de bosque del Atlántico, Brasil

In Brazil, the Atlantic forest remnants have high biological diversity and a high level of endemism, but very little is known about the reproductive success of native species. Cabralea canjerana is a common tree in the Montane Atlantic forest, and its reproduction is highly dependent on pollinators. In order to contribute with the particular knowledge on this species, we collected data in three fragmented and three continuous forest sites, where the effects of fragmentation on both mutualistic (pollination) and antagonistic (seed predation) interactions were analysed. We determined fruit production and weight of 25 trees per site. The number of seeds and the percentage of predated and aborted seeds were also accessed for seven fruits of 10 trees per site. Pollinator visitation frequencies to flowers were recorded in two forest fragments and in two sites of the continuous forest. Our data showed that plants of C. canjerana produced more fruits (z-value=-8.24; p<0.0001) and seeds per fruit (z-value=-6.58; p=0.002) in the continuous than in the fragmented sites. This was likely due to differences in pollination, because the number of pollinator visits was higher in the continuous forest than in the fragments. Seed abortion (z-value=4.08, p<0.001) and predation (z-value=3.72, p=0.0002), on the other hand, were higher in the fragmented than in the continuous sites. Then, mutualistic and antagonistic interactions were affected by fragmentation, decreasing the reproductive success of the study tree. This study was the first to show a decrease in the reproductive output in forest fragments in an Atlantic forest tree species. This decrease may threaten the population structure and viability of C. canjerana in forest fragments. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 515-524. Epub 2015 June 01.

En Brasil, los remanentes de bosque del Atlántico tienen una alta diversidad biológica y un alto nivel de endemismo, pero se conoce muy poco sobre el éxito reproductivo de las especies nativas. Canjerana cabralea es un árbol común en el bosque Atlántico Montano y su reproducción es altamente dependiente de los polinizadores. Con el fin de contribuir con el conocimiento particular de esta especie, se recogieron los datos en tres sitios fragmentados y tres de bosques continuos, donde se analizaron los efectos de la fragmentación tanto en relaciones mutualistas (polinización) como interacciones antagónicas (depredación de semillas). Se determinó la producción de frutos y el peso de 25 árboles. También se calculó el número de semillas y el porcentaje de semillas depredadas y abortadas en 7 frutos de 10 árboles por sitio. Frecuencia de visitas de polinizadores a las flores se registraron en dos fragmentos de bosque y en dos sitios de bosque continuo. Nuestros datos muestran que las plantas de C. canjerana produjeron más frutos (Z=-8.24; p<0.0001) y semillas por fruto (Z=-6.58; p=0.002) en el continuo que en los sitios fragmentados. Esto fue probablemente debido a las diferencias en la polinización, porque el número de visitas de polinizadores fue mayor en el bosque continuo que en los fragmentos. Por otro lado, el aborto de semillas (Z=4.08, p<0.001) y la depredación (Z=3.72, p=0.0002) fueron mayores en los sitios fragmentados que en los continuos. Entonces, las interacciones mutualistas y antagónicas se vieron afectadas por la fragmentación, disminuyendo el éxito reproductivo del árbol estudiado. Este estudio fue el primero en mostrar una disminución en el rendimiento reproductivo en los fragmentos de bosque en una especie de árboles forestales atlánticos. Esta disminución puede poner en peligro la estructura de la población y la viabilidad de C. canjerana en fragmentos de bosque.

Reproductive success and genetic diversity of Psychotria hastisepala (Rubiaceae), in fragmented Atlantic forest, Southeastearn Brazil

The impacts of forest fragmentation on both reproductive biology and genetic diversity of native plant species is hardly understood, despite some studies have analyzed this current worldwide problem. Since this constitutes one of the main threats to seasonal semi-deciduous forests in Southeastern Brazil, we investigated the reproductive success and the genetic diversity of a distylous, understory shrub (Psychotria hastisepala) within this context of forest fragmentation. For this study, a set of seven forest fragments of sizes ranging from 4.1 to 168.7 hectares were chosen. The intervenient matrix comprised pastures (25-50%), monocultures (33-50%) and rural roads and buildings (14-28.5%). Overall, 91 plants (54 for the short-styled morph and 37 for the long-styled morph; mean of 6.5 plants per fragment) were investigated. To evaluate reproductive success, we quantified fruit and seed production under natural pollination; to evaluate genetic diversity and population structure, we employed ISSR markers on genomic DNA. Plants with the short-styled morph exhibited a significantly higher reproductive success than those with the long-styled morph; there was no association between seed production and size of the forest fragment. Levels of genetic diversity were positively associated with the number of plants per fragment; but they were not related to flower morph. AMOVA showed that about 65% of the overall genetic variation was attributed to the differences between plants within fragments. The results suggested that populations of P. hastisepala were susceptible to decline owing to forest fragmentation. Rev. Biol. Trop. 62 (1): 309-319. Epub 2014 March 01.

Los impactos de la fragmentación de los bosques tanto en la biología reproductiva como en la diversidad genética de las especies de plantas nativas apenas se entienden, a pesar de que algunos estudios han analizado este problema mundial. Dado que esto constituye una de las principales amenazas para los bosques semi-deciduos estacionales en el sureste de Brasil, se investigó el éxito reproductivo y la diversidad genética de un arbusto de sotobosque, Psychotria hastisepala, en un bosque fragmentado. Para este estudio, se seleccionaron siete fragmentos de tamaños que van desde 4.1 hasta 168.7 hectáreas. La matriz intervenida comprende pastos (25-50%), monocultivos (33-50%) y carreteras y edificios rurales (14-28.5%). En total, 91 plantas fueron investigadas (54 morfos florales brevistilo y 37 longistilo, con una media de 6.5 plantas por fragmento). Para evaluar el éxito reproductivo, se cuantificó la producción de frutos y semillas de plantas con polinización natural; para evaluar la diversidad genética y la estructura poblacional, se emplearon marcadores ISSR en el ADN genómico. Las plantas con morfo brevistilo exhibieron un éxito reproductivo significativamente más alto que las longistilo, no hubo asociación entre la producción de semillas y el tamaño del fragmento de bosque. Los niveles de diversidad genética se asociaron positivamente con el número de plantas por fragmento, pero que no estaban relacionados con los morfos florales. AMOVA mostró que alrededor del 65% de la variación genética en general se atribuyó a las diferencias entre plantas dentro de fragmentos. Los resultados sugieren que las poblaciones de P. hastisepala fueron susceptibles a disminuir debido a la fragmentación de los bosques.

Diversity, natural history and conservation of amphibians and reptiles from the San Vito Region, southwestern Costa Rica

We present an inventory of the amphibians and reptiles of the San Vito de Coto Brus region, including the Las Cruces Biological Station, in southern Costa Rica, which is the result of a survey of the herpetofauna occurring in mountain forest fragments, pastures, coffee plantations, and other disturbed areas. We found 67 species, included 26 species of amphibians and of 41of reptiles. We describe the distribution patterns of the community on the basis of the life zones, elevation, fragmentation, and degree of anthropogenic impact. We also provide some nouvelle data on the systematics of some select taxa, their geographical ranges, microhabitats, activity, and other relevant ecological and natural history features. Finally, we comment on the present conservation status of the herpetofauna in the region. Previous literature and collection records indicate a higher number of species occurring in this area, which suggests that some declines have occurred, especially of amphibians, in last decades. Rev. Biol. Trop. 56 (2): 755-778. Epub 2008 June 30.

En este artículo se presenta un inventario de los anfibios y reptiles de la región de San Vito de Coto Brus incluyendo la Estación de Biología Las Cruces, en el sur de Costa Rica. Se llevó a cabo una evaluación de las poblaciones de anfibios y reptiles presentes en los parches de bosque, potreros, cafetales y otras áreas perturbadas de la región. Como resultado de esta evaluación se registraron 26 especies de anfibios y 41 de reptiles lo que suma un total de 67 especies. Asimismo se describen los patrones generales de distribución de las especies basándose en los tipos de vegetación así como en la altitud, fragmentación y grado de perturbación antrópica en el área. Se proporcionan algunos datos sobre la sistemática de las especies, su distribución geográfica, el microhábitat que ocupan, su actividad y otros datos ecológicos y biológicos relevantes. Finalmente, se presenta una breve discusión sobre la conservación de la herpetofauna en la región. Algunos registros de la literatura y de colecciones científicas muestran que el número de especies de la herpetofauna conocidos en esta región era probablemente mayor, lo que podría indicar que han ocurrido algunas declinaciones importantes de especies, especialmente de anfibios en las últimas décadas.