Scale‐dependent drivers of the phylogenetic structure and similarity of tree communities in northwestern Amazonia. (11th November 2020)

• Record Type: Journal Article
• Authors: González‐Caro, Sebastián; Duivenvoorden, Joost F.; Balslev, Henrik; Cavelier, Jaime; Grández, César; Macía, Manuel J.; Romero‐Saltos, Hugo; Sánchez, Mauricio; Valencia, Renato; Duque, Álvaro
• Editors: Zuidema, Pieter
• Is Part Of: Journal of ecology. Volume 109:Number 2(2021)
• Page Start: 888
• Page End: 899
• Publication Date: 2020-11-11
• Subjects: Amazon meta‐community -- flooding -- historical dispersal -- null models -- soil heterogeneity -- spatial scale; Plant ecology -- Periodicals; 577.05
• DOI: 10.1111/1365-2745.13514
• Languages: English
• ISSNs: 0022-0477

Abstract

Abstract: The extent to which historical dispersal, environmental features and geographical barriers shape the phylogenetic structure and turnover of tree communities in northwestern Amazonia at multiple spatial scales remains poorly understood. We used 85 floristically standardized 0.1‐ha plots (DBH ≥ 2.5 cm) distributed in three subregions of northwestern (NW) Amazonia across three main habitat types (floodplain, swamp and terra firme forests) to hypothesize that (a) historical dispersal overcome geographical barriers, which meant low local phylogenetic relatedness and low phylogenetic turnover. (b) Geographical barriers triggered dispersal limitation, causing high local and subregional phylogenetic clustering and high regional phylogenetic turnover. (c) Edaphic properties and flooding were negatively associated with stem size and determined the tree phylogenetic structure and turnover at local and regional scales in Amazon forests. We found that the extent to which environmental or evolutionary features shaped the phylogenetic structure and phylogenetic similarity of tree communities in NW Amazonia was scale dependent. Specifically, we show that the relative importance of environmental factors increases as spatial scale and species pool decreases. Furthermore, we find that these results are generally robust for both adult and juvenile trees. Synthesis . Our analysis at the regional (NW Amazon) scale lends support to the idea of Amazonian forests as a large meta‐community primarily structured by historical dispersal at large spatial scales with an increasing importance of environmental factors at finer spatial scales. The convergence of ancestral lineages across habitat types may have been due to the relatively recent formation of geographical barriers that promoted local isolation and allopatric speciation. Abstract : Our analysis at the regional (NW Amazon) scale lends support to the idea of Amazonian forests as a large meta‐community primarily structured by historical dispersal at large spatial scales with an increasing importance of environmental factors at finer spatial scales. The convergence of ancestral lineages across habitat types may have been due to the relatively recent formation of geographical barriers that promoted local isolation and allopatric speciation. Abstracta: En este estudio evaluamos el grado en que la dispersión histórica, la variación ambiental y las barreras geográficas afectan la estructura y recambio filogenético de comunidades de árboles en la Amazonía noroccidental a multiples escalas espaciales. Usamos 85 parcelas de 0.1 ha (DAP > 2.5 cm) florísticamente estandarizadas que fueron distribuidas en tres subregiones de la Amazonía noroccidental en tres diferentes hábitats (planos inundables, pantanos y tierra firme). Las hipótesis planteadas fueron: (i) la dispersión histórica es más importante que las barreras geográficas, por lo que se espera una baja diferenciación filogenética entre parcelas y una sobredispersión filogenética local. (ii) Las barreras geográficas promueven la limitación en dispersión, por lo que se espera un alto agrupamiento filogenético local y alta diferenciación filogenética entre parcelas. (iii) Las características del suelo e inundación estas asociadas negatívamente con el tamaño de los árboles y determinan la estructura y recambio filogenético a escala local y regional en los bosques amazónicos. Encontramos que el grado en que las características ambientales y los procesos biogegráficos afectan la estructura y el recambio filogenético en las comunidades de árboles amazónicos es dependiente de la escala. Especificamente, mostramos que la importancia relativa de las características ambientales incrementa cuando la escala espacial y el acervo de especies se reduce. Estos resultados fueron robustos para árboles adultos y juveniles. Nuestro análisis a escala regional (Amazonia noroccidental) agrega soporte a la idea de los bosques amazónicos son una gran metacomunidad estructurada principalmente por dispersión de los linajes a lo largo de la historia evolutiva y que los factores ambientales son más importantes a escalas finas (a nivel de paisaje o local). La convergencia de linajes en lo más profundo de la filogenia a lo largo de diferentes habitats, puede ser debido a la reciente formación de las barreras, las cuales promueve el aislamiento local y potencialmente la especiación alopátrica.