Diversidade filogenética, distribuição geográfica e prioridades de conservação em jararacas sulamericanas (serpentes: Viperidae: Bothrops e Bothrocophias)

Abstract

A crise da biodiversidade impõe a necessidade urgente de avaliar de modo mais criterioso padrões de distribuição e ameaças à riqueza biológica do planeta. No entanto, há poucos estudos quantificando os efeitos da perda de hábitat sobre padrões de diversidade filogenética, uma importante medida de diversidade que incorpora informações sobre parentesco entre as espécies. Este trabalho visa estudar esta relação na linhagem de serpentes endêmicas Neotropicais incluídas em Bothrops e Bothrocophias, testando medidas usuais de diversidade biológica como substitutos para conservar a diversidade filogenética neste bem estudado e amplamente distribuído clado de serpentes. Nós buscamos registros de ocorrência dos 40 táxons terminais da filogenia utilizada como hipótese de trabalho. Em seguida, geramos modelos de distribuição potencial para todos estes táxons, calculando tamanho de distribuição e porcentagem de perda de habitat. Nós estimamos valores de diversidade evolutiva (ED) para todos os táxons terminais. Estes valores foram ponderados por dados de perda de habitat (EDHL) e categorias de ameaça da IUCN (EDGE). Testamos a presença de sinal filogenético em tamanho de área, porcentagem de perda de habitat e categorias de ameaça, e fizemos regressões destas variáveis com valores de ED para cada táxon terminal. Em seguida, mapeamos áreas de alta riqueza e alta diversidade filogenética (PD) na América do Sul. Finalmente, testamos medidas usuais de biodiversidade como indicadores da diversidade evolutiva, comparando distâncias filogenéticas obtidas ao acaso com distâncias obtidas em conjuntos de espécies selecionados de acordo com endemismo, riqueza, grau de ameaça, presença em biomas abertos ou florestais ou em hotspots. Diferentes táxons prioritários foram obtidos nas diferentes formas de ponderação de medidas de diversidade evolutiva (ED, EDHL ou EDGE). Houve relação positiva e significativa entre ED e EDHL, mas não entre EDGE e as demais medidas. Não foi encontrado sinal filogenético significativo para tamanho de área, percentagem de perda de habitat e categoria de ameaça, e nenhuma regressão entre estas variáveis e ED foi significativa. Foram encontradas três grandes regiões continentais com altos índices de PD, sendo em geral coincidentes com regiões de alta riqueza. Conjuntos de espécies reunidos de acordo com endemismo, tipos de biomas e hotspots não apresentaram valores de distância filogenética diferentes do esperado ao acaso, indicando que métricas usuais não representam bem a diversidade filogenética. Conjuntos de espécies ameaçadas ou presentes nas áreas de maior riqueza apresentaram distâncias filogenéticas menores do que esperado ao acaso, indicando que tais medidas protegem uma parcela pequena de diversidade evolutiva no grupo. Uma abordagem de priorização levando em conta a perda de habitat e diversidade evolutiva pode ser a melhor maneira para preservar a história deste grupo de serpentes, e poderá ajudar na conservação de outros organismos menos conhecidos quanto à distribuição e filogenia. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The current extinction crisis requires an urgent and detailed evaluation of the distribution of biological diversity. However, the effects of habitat loss on patterns of phylogenetic diversity, an important measure of diversity that incorporates information about relation between species, are still poorly understood. The aim of our study is understand the effects of habitat loss on phylogenetic diversity and test widely used metrics of biological diversity as surrogates for conserving evolutionary diversity in a well studied, wide ranging Neotropical endemic snakes lineage. We compiled species occurrence records for the 40 terminal taxa in a recent pitviper phylogeny. We then generated species distribution models (SDMs) for all terminal taxa and calculated range sizes and percentage of habitat loss. We estimated evolutionary distinctiveness (ED) values, and weighted this index with data on habitat loss (EDHL) and threat status (EDGE). We tested the phylogenetic signal in range size, percentage of habitat loss and IUCN threat status, and then regressed these values with ED scores. We mapped areas of high richness and high phylogenetic diversity (PD). Finally, we tested the performance of widely used biodiversity metrics for capturing phylogenetic distinctiveness of pitviper faunas, selected according to endemism, richness, threat, presence in forest or open biomes or in biodiversity hotspots. Taxonomic priority ranks differed according to different weighs applied to evolutionary diversity, with EDGE categories showing wider differences from other metrics. We found no phylogenetic signal in range sizes, threat and percentages of habitat loss, and no significant correlations between ED values and these variables. The spatial distribution of PD is concentrated in three large main areas, being generally coincident with spatial variations in richness. Pitviper faunas assembled according to endemism, open and forest biomes and biodiversity hotspots were not significantly clustered or overdispersed in the phylogeny (not different from random assemblages). However, the species subset included in the IUCN redlist showed significant phylogenetic clustering, as did the species subset found in the richest areas. Usual biodiversity metrics are poor surrogates for representing the evolutionary diversity in the group. An approach taking into account habitat loss and phylogenetic diversity would be the best way to preserve the history of this group of Neotropical snakes, and could aid in the conservation of other organisms for which phylogenetic or spatial data are not available.