Community ecology of anurans and lizards in a phytophysionomical gradient of the Cerrado biodiversity hotspot

Abstract

Currently the Cerrado biome is one of the most threatened ecosystems of the world, being ranked as one of the 34 biodiversity hotspots and also classified as the Savannah with the highest species diversity in the world. In the last decades, due to economic investment mainly for agricultural and livestock production, the biome has lost about half of native area. According to some estimates, if the current exploration model is maintained, until 2030 will not exist natural areas of Cerrado. Currently, there are less than 9% of protected areas and considering the high rate of richness and endemism with the lack of studies in the North and Northeast of Savannah, the impacts to this biome promote losses of genetic heritage and extinction of species, as well as the loss of environmental services in this ecosystem. It is of utmost importance to know the species composition and their relationship with it´s habitat, especially in areas not sufficiently sampled, in order to provide subsidies for the conservation of the species in this biome. Thus, this work intends, through an inventory of anurans and lizards using pitfall traps (pitfalls with drift fences), to know the richness and local distribution of species in a phytophysionomical gradient of Cerrado, seeking to understand the dynamics of use of the species within the gradient, as well as the effects of environmental variables through the ecological modeling of a model species (GLMM). Throughout the study, the following numbers of individuals were sampled: 408 anurans from 15 species; and 937 lizards from 14 species. The phytophysionomical gradient presented a high species richness of anurans and lizards with greater rarefied species richness in the phytophysiognomy of campo sujo (anurans) and tabocal (lizards). The assemblages of frogs and lizards included: species with wide geographical distribution; species shared with the biomes Amazon, Caatinga, Atlantic forest, and Chaco; as well as endemic species of the Cerrado. The dynamics of habitat use within the gradient seemed to follow strongly the seasonal dichotomy where the species moved in different environment according to seasonal changes. After sampling of the community of frogs and lizards, we chose the most abundant species of the study with distribution in open areas in the Cerrado (Tropidurus oreadicus), in order to test through the ecological modeling (GLMM) the effect of several temporal and seasonal, climatological, meteorological, phytophysionomical and microhabitat categories in the local distribution of this species. Through the comparison among of explanatory models, we could determine which variables best explained the local distribution of T. oreadicus. We sampled a total of 536 T. oreadicus, with records in all physiognomies. The model that best explained the variation in distribution of T. oreadicus included seasonal variables (explaining 9,7% of the variation in the distribution data), followed the meteorological variables (9.2% of variation) climatic variables (7.8% of the variance), phytophysionomical variables (5.2% of variation) and microhabitat (4% of variation). The results of this study indicate that the variation on the local distribution of the lizard T. oreadicus are a response to different sets of variables, where all categories of variables used had an influence on the target species. Nevertheless, the seasonal and meteorological factor seem to better explain the local distribution of species. Lizards must meet their thermoregulatory needs to perform activities, with strict relation with the temperature, precipitation and sunlight period. Due to the serious actual changes in the Cerrado´s habitat, is essential to keep the diversity of vegetation to maintain the herpetological communities and their environmental services.

Atualmente o bioma Cerrado é um dos ecossistemas mais ameaçados do mundo, sendo classificado como um dos 34 hotspots de biodiversidade e também considerada a savana com maior diversidade de espécies do mundo. Nas ultimas décadas, devido ao investimento econômico, principalmente para atividades agrícolas e agropecuarias, o bioma tem perdido cerca da metade de sua área nativa. De acordo com algumas estimativas, se o atual modelo de exploração for mantido, até 2030 não existirão áreas naturais de Cerrado. Atualmente existem menos de 9% de áreas protegidas e considerando a alta taxa de diversidade e endemismos, aliado a carência de estudos, principalmente na região norte e nordeste do Cerrado, os impactos para esse bioma impulsionam perdas de patrimônio genético assim como a extinção de espécies, além de favorecer a perda dos serviços ambientais nesse ecossistema. Assim, é de suma importância conhecer a real composição de espécies e sua relação com seu habitat, principalmente em áreas não suficientemente amostradas, afim de fornecer subsídios para a conservação das espécies desse bioma. Sendo assim esse trabalho visou, através de um inventário de anuros e lagartos usando armadilhas de queda com redes de deriva, conhecer a riqueza e distribuição local de espécies em um gradiente fitofisionômico de Cerrado, procurando perceber qual a dinâmica de uso das especies dentro do gradiente, bem como os efeitos das variáveis ambientais através da modelação ecológica de uma espécie modelo (GLMM). Durante todo o estudo foram efetuados 408 registos de anuros representados por 15 espécies e 937 registos de lagartos representados por 14 espécies. O gradiente fitofisionômico apresentou uma elevada riqueza de espécies de anuros e lagartos com maior riqueza específica rarefeita de espécies na fitofisionomia de campo sujo (anuros) e tabocal (lagartos). As assembleias de anuros e lagartos incluíram: espécies com ampla distribuição geográfica; espécies compartilhas com os biomas Amazônia, Caatinga, Mata Atlantica e Chaco; bem como espécies endêmicas do Cerrado. A dinâmica de uso do habitat dentro do gradiente pareceu estar fortemente correlacionada com a dicotomia sazonal onde espécies transitaram em diferentes ambientes de acordo com as mudanças sazonais. Após amostragem da comunidade de anuros e lagartos, foi escolhida a espécie mais abundante do estudo com distribuição em áreas abertas no Cerrado (Tropidurus oreadicus), a fim de testar através da modelagem ecológica (GLMM) o efeito de categorias de variáveis temporais e sazonais, climatológicas, meteorológicas, fitofisionómicas e de microhabitat na distribuição local dessa espécies, onde através da geração de modelos explicativos, pode-se determinar quais as variáveis que melhor explicam a distribuição local de T. oreadicus. Foi amostrado um total de 536 T. oreadicus, com registro em todas as fitofisionomias. O modelo que melhor explicou a variação na distribuição de T. oreadicus incluiu variáveis sazonais (explicando 9,7% da variação nos dados da distribuição), seguidos das variáveis meteorológicas (9,2% da variação) variáveis climáticas (7,8% da variação), variáveis relacionadas a fitofisionomia (5,2% da variação) e de microhabitats (4% da variação). Os resultados desse estudo indicam que a variação na distribuição local do lagarto T. oreadicus ocorre em resposta a diferentes conjuntos de variáveis, onde todas as categorias utilizadas tiveram peso na espécie alvo. Ainda sim, os fatores sazonalidade e meteorologia parecem explicar melhor a distribuição local da espécie. Os lagartos devem atender às suas necessidades de termorregulação para realizar atividades com relação estrita com a temperatura, precipitação e período de luz solar. Devido ao grave estado atual de alteração de habitat no bioma Cerrado, é imprescindível manter a diversidade de vegetação a fim de manter as comunidades herpetológicas e seus serviços ambientais.