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Title: Climate, habitat associations and the potential distributions of Neotropical birds: Implications for diversification across the Andes
Authors: Cadena, Carlos D.
Pedraza, Carlos A.
Brumfield, Robb T.
Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
Issue Date: 3-Jul-2016
Publisher: Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
Abstract: En contraste con la visión tradicional de que el levantamiento de los Andes impulsó la diversificación biótica causando vicarianza en varios grupos con distribuciones que antes eran continuas, investigaciones recientes sugieren que eventos de dispersión a través de los Andes sucedidos después de los principales episodios de levantamiento fueron catalizadores principales de la especiación en aves neotropicales, y que la habilidad de los linajes para persistir y dispersarse en el paisaje predice fuertemente los patrones de especiación. Sin embargo, se desconoce cuándo y dónde sucedieron dichos eventos de dispersión, y el papel de las fluctuaciones climáticas y el consecuente desplazamiento de la vegetación como promotores de la dispersión a través de los Andes en distintos momentos no ha sido estudiado. Empleamos modelos de la distribución potencial de especies basados en datos de clima actual e histórico para examinar escenarios de dispersión a través de los Andes en 41 especies de aves neotropicales de tierras bajas con diferentes afinidades de hábitat. Nuestros resultados indican que la conectividad ecológica que favorecería la dispersión a través de los Andes en el presente es mayor en pasos bajos de la cordillera del sur de Ecuador y el norte de Perú que en pasos bajos de Colombia, y este patrón espacial parece haberse mantenido en cuatro momentos diferentes de los últimos 130,000 años. También encontramos que aunque algunas áreas actualmente no serían propicias para la dispersión de las aves a través de los Andes, bajo condiciones climáticas del pasado (i.e. durante períodos más fríos y secos) presentaron condiciones climáticas sustancialmente más idóneas para permitir la conectividad ecológica de poblaciones a través de la cordillera. No encontramos diferencias consistentes en la conectividad ecológica presente y pasada a través de los Andes entre especies de diferentes tipos de hábitat. Sugerimos que los valles andinos impulsan la diversificación evolutiva no solo porque aíslan las poblaciones de especies de montaña, sino porque permiten la dispersión episódica de especies de las tierras bajas. Nuestros modelos permiten hacer predicciones sobre flujo genético que pueden ser evaluadas en estudios futuros que examinen patrones de intercambio genético a escala fina usando herramientas de genética del paisaje.
Contrary to the long-held view that the uplift of the Andes spurred biotic diversification by causing vicariance across multiple lineages with formerly continuous distributions, recent work suggests that dispersal across the Andes occurring after major uplift episodes was a major driver of speciation in Neotropical birds, with the ability of lineages to persist and disperse in the landscape being strong predictors of speciation. However, where and when dispersal events across the Andes occurred is unknown, and the role of climatic fluctuations and associated shifts in vegetation in promoting cross-Andes dispersal at different moments remains to be studied. We used models of species potential distributions based on contemporary and historical climatic data to examine scenarios of cross-Andes dispersal by 41 species of Neotropical lowland birds with varying habitat affinities. Our results indicate that ecological connectivity favoring cross-Andes dispersal at the present is higher in low-lying passes across the Andes of southern Ecuador and northern Peru than in passes in Colombia, and this spatial pattern appears to have been consistent at four different moments over the past 130,000 years. We also found that although some areas may be presently unsuitable for the dispersal of birds across the Andes, under past climatic conditions (i.e. during cooler and drier periods) they were substantially more likely to allow for ecological connectivity of populations across the cordillera. No consistent differences were found in ecological connectivity across the Andes in the present nor in the past for species occupying different habitat types. We suggest that valleys in the Andes are major drivers of evolutionary diversification not only by isolating populations of montane species, but also by allowing episodic dispersal of lowland species. Our models allow us to make predictions about gene flow which may be assessed in future studies examining fine-grain patterns of genetic exchange with landscape genetics tools.
URI: https://repositorio.accefyn.org.co/handle/001/927
DOI: https://doi.org/10.18257/raccefyn.280
Appears in Collections:BA. Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales

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