Environmental sympatry through time: spatio-temporal distribution and conservation status of two sympatric anuran species (Leptodactylidae) in South America / Simpatría ambiental a través del tiempo: distribución espacio-temporal y estado de conservación de dos especies de anuros simpátricos (Leptodactylidae) en América del Sur

ABSTRACT

Abstract Introduction: Leptodactylus latinasus and Physalaemus cuqui are sympatric anuran species with similar environmental requirements and contrasting reproductive modes. Climatic configuration determines distribution patterns and promotes sympatry of environmental niches, but specificity/selectivity determines the success of reproductive modes. Species distribution models (SDM) are a valuable tool to predict spatio-temporal distributions based on the extrapolation of environmental predictors. Objectives: To determine the spatio-temporal distribution of environmental niches and assess whether the protected areas of the World Database of Protected Areas (WDPA) allow the conservation of these species in the current scenario and future. Methods: We applied different algorithms to predict the distribution and spatio-temporal overlap of environmental niches of L. latinasus and P. cuqui within South America in the last glacial maximum (LGM), middle-Holocene, current and future scenarios. We assess the conservation status of both species with the WDPA conservation units. Results: All applied algorithms showed high performance for both species (TSS = 0.87, AUC = 0.95). The L. latinasus predictions showed wide environmental niches from LGM to the current scenario (49 % stable niches, 37 % gained niches, and 13 % lost niches), suggesting historical fidelity to stable climatic-environmental regions. In the current-future transition, L. latinasus would increase the number of stable (70 %) and lost (20 %) niches, suggesting fidelity to lowland regions and a possible trend toward microendemism. P. cuqui loses environmental niches from the LGM to the current scenario (25 %) and in the current-future transition (63 %), increasing the environmental sympathy between both species; 31 % spatial overlap in the current scenario and 70 % in the future. Conclusion: Extreme drought events and rainfall variations, derived from climate change, suggest the loss of environmental niches for these species that are not currently threatened but are not adequately protected by conservation units. The loss of environmental niches increases spatial sympatry which represents a new challenge for anurans and the conservation of their populations.

RESUMEN

Resumen Introducción: Leptodactylus latinasus y Physalaemus cuqui son especies de anuros simpátricos con requerimientos ambientales similares y modos reproductivos contrastantes. La configuración climática determina los patrones de distribución y promueve la simpatría de los nichos ambientales, pero la especificidad/selectividad determina el éxito de los modos reproductivos. Los modelos de distribución de especies (MDE) son una herramienta valiosa para predecir distribuciones espacio-temporales basadas en la extrapolación de predictores ambientales. Objetivos: Determinar la distribución espacio-temporal de los nichos ambientales y evaluar si las áreas protegidas de la base de Datos Mundial de Áreas Protegidas (DMAP) permiten la conservación de estas especies en el escenario actual y futuro. Métodos: Aplicamos diferentes algoritmos para predecir la distribución y superposición espacio-temporal de nichos ambientales de L. latinasus y P. cuqui dentro de América del Sur en el último máximo glacial (UGM), Holoceno medio, actual y futuro. Evaluamos el estado de conservación de ambas especies con las unidades de conservación de la DMAP. Resultados: Todos los algoritmos aplicados mostraron un alto rendimiento para ambas especies (TSS = 0.87, AUC = 0.95). Las predicciones de L. latinasus mostraron amplios nichos ambientales desde LGM hasta el escenario actual (49 % de nichos estables, 37 % de nichos ganados y 13 % de nichos perdidos), sugiriendo fidelidad histórica por regiones climático-ambientales estables. En la transición actual-futura L. latinasus incrementaría la cantidad de nichos estables (70 %) y perdidos (20 %), sugiriendo fidelidad por regiones de tierras bajas y la posible tendencia hacia el microendemismo. P. cuqui pierde nichos ambientales desde el LGM al escenario actual (25 %) y en la transición actual-futura (63 %), incrementando la simpatría ambiental entre ambas especies; 31 % de superposición espacial en el escenario actual y 70 % en el futuro. Conclusión: Los eventos de sequía extrema y las variaciones de precipitaciones, derivados del cambio climático, sugieren la pérdida de nichos ambientales para estas especies, actualmente no se encuentran amenazadas, pero no están adecuadamente protegidas por las unidades de conservación. La pérdida de nichos ambientales aumenta la simpatría espacial que representa un nuevo desafío para estos anuros y la conservación de sus poblaciones.