Habitat heterogeneity and neotropical bats: ecological and evolutionary processes and patterns

Abstract

Habitat loss and fragmentation pose the greatest threats to biodiversity worldwide, affecting at least 40% of mammalian species. Anthropogenic landscape changes have severe consequences for species and, therefore, for entire ecosystems because mammals provide several goods and services important for ecosystem function. Thus, the focus of this thesis is to evaluate the consequences of habitat loss and fragmentation on several dimensions of biodiversity. Firstly, meta-analysis on the genetic consequences of habitat loss and fragmentation on mammals was done. Secondly, taking Neotropical bats as models, the effect of the landscape variables on total beta diversity and on taxonomic, functional and phylogenetic diversities was evaluated. For this, bat assemblages of Serra da Bodoquena (Mato Grosso do Sul, Brazil) were sampled. Lastly, correlations between species and genetic diversity of two bat species in this region and variables affecting these correlations were evaluated. The outcomes of this thesis suggest an overall loss of genetic diversity in mammalian populations within highly fragmented habitats. The meta-analysis shows that mammalian species with large body mass are the most negatively affected by fragmentation; terrestrial and arboreal mammals are more affected than flying species; herbivores suffer consistent negative effect of fragmentation in all genetic parameters analysed; and forest-dependent species are the most susceptible to fragmentation. Concerning the bat assemblages of Serra da Bodoquena, responses to landscape variables vary according to the scale of analysis. At the smallest scale, only the distance to the nearest border of the largest continuous pristine area (the Serra da Bodoquena National Park) negatively affects diversities; at the intermediate scale both the distance to the national park and the forest borders negatively affects bat diversities; and at large scale, beyond the distance to the national park and forest border, forest area also negatively affects the three studied dimensions of biodiversity. The genetic diversity of Artibeus planirostris was not affected by any of the studied variables but the allelic richness and the expected heterozygosity of Carollia perspicillata were negatively related to the distance to the national park and forest area. Species-genetic diversity correlations were mainly negative for A. planirostris and positive for C. perspicillata indicating that A. planirostris could be considered an outlier species and that C. perspicillata is ecologically more similar to other species in communities. Isolation by distance was found in C. perspicillata populations. The results of this thesis show that conservation units with areas of continuous and unmodified habitats are fundamental in preserving the various dimensions of diversity; at least some species are sensitive to forest borders and, even areas with less forest cover are important for the dimensions of diversity evaluated. Possibly a mosaic of continuous forests and non-forests enhance diversity because it provides more resources for bats to exploit.

A perda e a fragmentação dos habitats representam as maiores ameaças à diversidade em todo o mundo, afetando pelo menos 40% das espécies de mamíferos. Mudanças antropogénicas na paisagem têm consequências para as espécies e, portanto, para todo o ecossistema, uma vez que os mamíferos fornecem vários bens e serviços importantes para o funcionamento ecossistémico. Assim, o foco desta tese é avaliar as consequências da perda e fragmentação do habitat em várias dimensões da biodiversidade. Inicialmente foi realizada uma meta-análise sobre as consequências genéticas da perda e fragmentação de habitat em mamíferos. Em segundo lugar, tendo os morcegos Neotropicais como grupo modelo, avaliou-se o efeito das variáveis da paisagem na diversidade beta e nas diversidades taxonómica, funcional e filogenética. Para isso, foram estudadas as comunidades de morcegos da região da Serra da Bodoquena (Mato Grosso do Sul, Brasil). Por fim, avaliou-se a existência de correlações entre a diversidade de espécies e diversidade genética de duas espécies de morcegos e também se explorou quais as variáveis que afetam essas correlações. Os resultados deste trabalho sugerem uma perda global da diversidade genética em populações de mamíferos que vivem em situações de alta fragmentação de habitat. A meta-análise revela que as espécies de mamíferos com grande massa corporal são as mais afetadas pela fragmentação; os mamíferos terrestres e arbóreos são mais afetados comparativamente às espécies voadoras; todas as medidas genéticas estudadas são negativamente afetadas pela fragmentação em mamíferos herbívoros; e as espécies dependentes das florestas são as mais suscetíveis à fragmentação. Relativamente às comunidades de morcegos da Serra da Bodoquena, verificou-se que as respostas das espécies às variáveis da paisagem mudam de acordo com a escala estudada. Na escala menor, apenas a distância à área pristina de maior dimensão (o parque nacional) afeta negativamente as diversidades; na escala intermédia, tanto a distância ao parque nacional como as bordas florestais afetam negativamente as diversidades; e na escala maior, além da distância ao parque nacional e das bordas florestais, também a área florestal afeta negativamente as três dimensões da biodiversidade. A diversidade genética em Artibeus planirostris não foi afetada por nenhuma das variáveis estudadas, mas a riqueza alélica e a heterozigotia esperada de Carollia perspicillata foram negativamente relacionadas à distância ao parque nacional e à área florestal. As correlações entre diversidade de espécies e genéticas foram principalmente negativas para A. planirostris e positivas para C. perspicillata indicando que esta última é ecologicamente mais semelhante às outras espécies das comunidades. Foi detetado isolamento por distância para C. perspicillata. Os resultados obtidos nesta tese mostram que unidades de conservação com áreas de habitat contínuo e pouco modificadas são fundamentais na preservação das várias dimensões da diversidade; pelo menos algumas espécies são sensíveis às bordas florestais e, mesmo áreas com menor cobertura florestal, são importantes para a manutenção das dimensões de biodiversidade avaliadas. Possivelmente, um mosaico de florestas contínuas e áreas não-florestadas aumenta a diversidade de morcegos porque fornece mais recursos para os morcegos explorarem.