Evolution of the environmental niche of amphibians in Western Mediterranean and conservation implications. Integrating modelling, environmental physiology and conservation traits

Abstract

Amphibians are one of the most environment dependent organism, being limited by physiological traits at two main life stages (larvae and adult). In addition, the Western Mediterranean region, our study area, has an old and interesting palaeogeographic and palaeo-climatic history, with the apparition and disappearance of barriers, and relatively fast climate changes between glacial periods. Furthermore, in the actual scenario of Global Change, and specifically, Climate change, we expect severe changes in the habitat suitability for these species. For this reason, the study of the evolution of the niche, and the future perspectives for it, is an essential tool for the conservation goal. In this work we assess this issue throughout an integrated approach with two main blocks. First, an ecological niche modelling approach, including evolution of niche divergence, future niche scenarios, past environment variables affecting the current distribution of amphibians. And secondly, a physiological analysis block, analysing physiological traits at the two life stages, and inquiring in response of organisms in order to adapt to suboptimal environmental conditions. Our results show that divergence of environmental niche have a key role in evolution, that climatic stability is a promoter of diversity in Western Mediterranean amphibians and that anthropogenic climate warming will affect habitat suitability of these species in different way, with reductions in some and increases in others. We expect our data and future research will provide useful information for conservation of this threatened group.

Los anfibios están entre los organismos más dependientes de las condiciones ambientales, estando limitados por características fisiológicas diferentes según sus estadios de vida (larvario o adulto). Además, nuestra área de estudio, el Mediterráneo Occidental, presenta una interesante historia paleogeográfica y paleo-climática, con la aparición y desaparición de barreras físicas o ambientales, derivadas estas últimas de los relativamente rápidos cambios climáticos producidos durante las glaciaciones. Es importante destacar que, en el actual escenario de Cambio Global, y más específicamente de Cambio Climático, esperamos cambios bruscos en el hábitat disponible para estas especias. Por esta razón, el estudio de la evolución del nicho, y sus perspectivas futuras, es una herramienta esencial para la conservación. En este trabajo abordamos este tema mediante una aproximación integrada dividida en dos bloques principales. Un primer bloque centrado en el modelado de nicho ambiental, incluyendo la evolución en la divergencia de este, escenarios futuros y condiciones pasadas que afectan la distribución actual de los anfibios en nuestra área de estudio. Y un segundo bloque que analiza las cuestiones fisiológicas que afectan a ambas fases de vida, e indagando en la respuesta de estos organismos para adaptarse a condiciones ambientales subóptimas. Nuestros resultados muestran que la divergencia de nicho ambiental tiene un papel clave en la evolución, que la estabilidad climática es un promotor de la diversidad en los anfibios del Mediterráneo Occidental y que el calentamiento climático antrópico afectará la disponibilidad de hábitat de estas especies de diferentes maneras, con reducciones en algunas y aumentos en otros. Esperamos que nuestros datos, unidos a futuras investigaciones, proporcionen información útil para la conservación de este grupo tan amenazado.