Autor(es): Fragkopoulou, Eliza
Data: 2024
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10400.1/26790
Origem: Sapientia - Universidade do Algarve
Assunto(s): Biodiversidade marinha; Diversidade genética; Riqueza de espécies; Modelagem de distribuição de espécies; Biogeografia; Ondas de calor Subsuperfícies
Climate change is rapidly shifting marine species distributions, with more changes anticipated for the future. For species that structure essential habitats, climate change effects can be magnified into losses of ecosystem services and functioning. Despite the key role of marine ecosystem structuring species, baseline information on their global status and projections of their biodiversity patterns are incomplete, precluding effective management and conservation. In the present work, we identified the drivers of brown macroalgae, seagrass and rhodolith distributions, with temperature and light availability emerging as the major predictors. Distinct biogeographical patterns arise among the studied groups, with species richness and endemicity hotspots matching evolutionary hypotheses. Additionally, we show that contemporary patterns of brown macroalgae genetic diversity are driven by past climate conditions during the Last Glacial Maximum. High genetic diversity matched high species richness regions, suggesting long-term persistence as a common driver of global biodiversity levels, from genes to ecosystems. Future projections anticipate range shifts for all groups and under all climate change scenarios, however with more pronounced changes under higher greenhouse gas emissions. Projected range contractions coincided with hotspots of genetic diversity for brown macroalgae, potentially eroding their evolutionary and adaptive capacity. Species turnover and composition changes are mainly projected in regions of expansion and contraction, potentially leading to novel ecosystem reconfigurations. Further, we show that marine heatwaves expose biodiversity to extreme temperature conditions across depths, with an increased risk from the surface to 250m. Nonetheless, we identify broad regions less vulnerable to heatwaves and resilient to future climate changes globally and at depth, potentially safeguarding biodiversity and ecosystem functioning in the future. Taken together, we provide multifaceted insights into the biogeography of marine ecosystem structuring species, that can be used to guide conservation, management and climate change mitigation strategies to effectively safeguard biodiversity in the face of climate change.
As alterações climáticas estão a alterar as distribuições das espécies marinhas, com mais mudanças previstas para o futuro. Os efeitos das alterações climáticas para espécies que estruturam habitats podem resultar em perdas de serviços e do próprio funcionamento dos ecossistemas. Apesar do papel fundamental das espécies estruturantes do ecossistema, atualmente falta informação sobre o seu estado global, bem como projeções dos seus padrões para o futuro. No presente trabalho, identificámos os fatores que definem a distribuição de macroalgas castanhas, ervas marinhas e rodólitos, com a temperatura e a luz a emergirem como principais preditores. Padrões biogeográficos distintos surgiram entre os grupos estudados, correspondo a expectativas baseadas em hipóteses evolutivas. Os padrões contemporâneos de diversidade genética das macroalgas castanhas foram definidos pelas condições climáticas do Último Máximo Glacial. Elevada diversidade genética identificada em regiões de elevada riqueza de espécies, sugere que a persistência a longo prazo é um fator comum dos níveis de biodiversidade global. As projeções futuras antecipam mudanças na distribuição para todos os grupos, no entanto, com mudanças mais pronunciadas sob cenários de elevada emissão de gases de efeito estufa. As contrações das distribuições projetadas para as macroalgas castanhas coincidem com regiões de elevada diversidade genética, potencialmente reduzindo a sua capacidade evolutiva. Mudanças na composição de espécies foram principalmente projetadas em regiões de expansão e contração, potencialmente levando à reconfiguração dos ecossistemas. Além disso, as ondas de calor marinhas expõem a biodiversidade a temperaturas extremas em todas as profundidades, com um risco aumentado desde a superfície até 250 metros. No entanto, identificámos regiões menos vulneráveis às ondas de calor e resilientes a alterações climáticas futuras, potencialmente salvaguardando a biodiversidade no futuro. Em conjunto, fornecemos perspetivas multifacetadas sobre a biogeografia das espécies estudadas que podem ser usadas em conservação, gestão e mitigação das alterações climáticas para salvaguardar a biodiversidade marinha.
