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Biogeographic and diversity analysis of intertidal seaweeds and associated peracarids in the Northeast Atlantic
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Abstract(s)
The distribution and biodiversity patterns of intertidal seaweeds and associated
peracarids were studied along the Northeast Atlantic region from 65ºN to 27ºN of
latitude. In order to determine what factors drive the geographical distribution of
intertidal communities of seaweeds and peracarids, twenty-seven stations and nine
abiotic factors were considered (fetch, air temperature, precipitation, insolation, SST,
chlorophyll-a, pH, aragonite saturation, OHI). A total of 12779 specimens were sorted
and identified to the species or genus level, of which the vast majority belonged to the
group of algae. In order to assess biogeographical groups of these species along the
Northeast Atlantic, a CLUSTER analysis as well as a NMDS analysis were carried
out, resulting in the identification of three ecoregions; 1)Northern Europe, 2)Central
Iberian Peninsula and 3)Southern Macaronesia. CCA and NMDS analyses showed
high correlations between environmental factors such as precipitation, insolation and
SST minimum albeit to a lesser extent, and species distribution. Macaronesian species
were correlated with higher temperature and insolation whereas those of the Iberian
peninsula were correlated with higher pH and chlorophyll. On the other hand, the
abundance that was similar among all species and the results of the SIMPER analysis
indicated a certain homogeneity of species without dominance of one over another.
Both the species richness (S) and α diversity (indexes of H’, Dsimp and eH’) presented
a decreasing latitudinal gradient towards higher latitudes. An exception to this pattern
was observed for β-diversity, probably due to the homogeneity of abundance of
species observed between regions, mainly affected by abiotic factors of the local
environment.
Os padrões biogeográficos variam de acordo com as diferentes zonas do oceano; em águas pouco profundas, a distribuição dos organismos fica mais irregular devido a uma variedade de fatores, como características geológicas, efeitos das marés, mas tambem, foi demonstrado que variam de acordo com o tipo de organismo, habitat que ocupam ou condições ambientais a que estão sujeitos. Embora a variabilidade da ocorrência de flora e fauna em diferentes áreas do oceano seja conhecida, os limites biogeográficos de muitas comunidades permanecem obscuros. A classificação global no ambiente marinho permanece limitada na sua resolução espacial. A delimitação dos limites biogeográficos marinhos indica a importância relativa dos fatores que causaram a distribuição atual das espécies marinhas à escala global, como deriva continental, temperatura, aumento do nível do mar e glaciação. O clima, e especificamente a temperatura, é um fator importante na configuração da distribuição geográfica dos organismos e, portanto, o aquecimento global está causando uma redistribuição dos limites geográfico das espécies marinhas. A delimitação de áreas biogeográficas surgiu devido ao aumento das ameaças antrópicas à biodiversidade marinha e à necessidade de proteger a biodiversidade. Além disso, a biogeografia é uma ferramenta comumente usada para a conservação marinha e um critério para a identificação, seleção e designação de Áreas Marinhas Protegidas (AMPs). A região do Atlântico Nordeste tem sido profundamente estudada, no entanto, a maioria dos estudos biogeográficos foram realizados numa faixa latitudinal estreita e fracionada. O objetivo deste estudo é investigar a distribuição geográfica de algas e crustáceos peracarídeos associados a elas ao longo das costas da Europea. Investigamos o papel das variáveis ambientais e da pressão antrópica na determinação da distribuição geográfica, bem como os padrões de biodiversidade de algas intertidais e peracarídeos ao longo do Atlântico Nordeste, cobrindo uma ampla faixa latitudinal, da Islândia (65ºN) para as Ilhas Canárias (27ºN). As questões que queremos responder são: se há diferentes ecorregiões ou áreas com certa homogeneidade interna quanto à composição de algas e espécies de peracarídeos, bem como se os fatores que configuram essa distribuição geográfica são a temperatura superficial do mar (TSM) e o impacto humano. Além a presença de um gradiente latitudinal com diminuição da biodiversidade em direção aos pólos. A fim de investigar essas hipóteses, algas intertidais e amostras de peracarídeos de 27 estações localizadas em uma ampla faixa latitudinal foram colhidas e analisadas. Os organismos foram classificados ao nível da espécie e o conjunto de dados foi analisado. Foi realizada uma análise CLUSTER e um NMDS que revelou a presença de três ecorregiões no Atlântico Nordeste com base na presença de algas e peracarídeos: 1) Norte da Europa, 2) Península Central ou Ibérica, 3) Sul da Macaronésia. Por outro lado, a abundancia destes organismos está distribuída por muitas espécies, pelo que a análise SIMPER revelou uma baixa incidência de cada espécie na distinção entre ecorregiões. Além disso, o baixo endemismo encontrado especialmente na Península Ibérica pode indicar esta área como uma zona de transição entre a ecorregião Norte e Sul ou Macaronésia. Quando exploramos a relação da distribuição geográfica das espécies com as variáveis ambientais, as análises de CCA e NMDS mostraram, ao contrário do que se esperava, uma maior influência das variáveis como fetch, insolação, precipitação e clorofila do que da temperatura (exceto para o mínimo SST) e impacto humano. Isso pode ser devido ao fato de que os organismos que ocupam a zona entremarés estão expostos a condições ambientais extremas, na interface do ambiente marinho e terrestre e, portanto, são os mais afetados por esses tipos de fatores ambientais. Cada ecorregião foi caracterizada por uma série de condições ambientais: as espécies da ecorregião da Macaronésia correlacionaram-se com altas temperaturas, típicas desta área, bem como com elevada insolação, enquanto as espécies presentes na Península Ibérica se caracterizaram por elevadas concentrações de pH e clorofila, possivelmente devido a upwelling presente na costa de Portugal. Por fim, foi estudada a relação da biodiversidade desses organismos com a latitude. Para a biodiversidade local, foram obtidos tanto a riqueza de espécies quanto a diversidade alfa (índices H ', Dsimp e eH'), que descrevem um gradiente latitudinal com decréscimo para latitudes mais elevadas e com uma diferença marcante entre as ecorregiões norte e os sítios do sul (ecorregião Ibéria e Macaronésia). Porém, para a diversidade beta, a análise de correlação (r pearson) não mostrou relação com a latitude, o que indica que não há substituição ou troca de espécies entre estações ou ecorregiões, e a presença de habitats semelhantes dentro de cada ecorregião e entre elas. Além disso, os resultados de evenness (J ') que mostram valores elevados para as três ecorregiões indicam que dentro de cada ecorregião a abundância é distribuída entre as diferentes espécies sem predominância de uma sobre as outras, essas condições são mantidas para as três ecorregiões. Uma das causas para que a diversidade beta não siga esse padrão pode ser a pouca influência que a temperatura exerce na distribuição dessas espécies de algas e peracarídeos na região do Atlântico Nordeste. Este estudo pode melhorar o conhecimento da biogeografía da região do Atlântico Nordeste, fornecendo uma visão em maior escala dos padrões de distribuição de algas e peracarídeos que habitam a zona entremarés. Além disso, a partição espacial do Nordeste do Oceano Atlântico é valiosa para as políticas de gestão de ecossistemas marinhos, o tamanho relativamente grande das unidades aqui definidas é justificado pela grande conectividade entre os ecossistemas marinhos e ajudará a compreender as escalas espaciais em que devem aplicar ações de gestão das AMPs. Também pode ajudar a aumentar o conhecimento sobre os fatores que determinam a distribuição e diversidade desses organismos, o que pode ser útil para pesquisas futuras sobre as previsões de possíveis mudanças causadas pelas mudanças climáticas. No entanto, mais estudos biogeográficos são necessários nesta região para confirmar esta divisão espacial.
Os padrões biogeográficos variam de acordo com as diferentes zonas do oceano; em águas pouco profundas, a distribuição dos organismos fica mais irregular devido a uma variedade de fatores, como características geológicas, efeitos das marés, mas tambem, foi demonstrado que variam de acordo com o tipo de organismo, habitat que ocupam ou condições ambientais a que estão sujeitos. Embora a variabilidade da ocorrência de flora e fauna em diferentes áreas do oceano seja conhecida, os limites biogeográficos de muitas comunidades permanecem obscuros. A classificação global no ambiente marinho permanece limitada na sua resolução espacial. A delimitação dos limites biogeográficos marinhos indica a importância relativa dos fatores que causaram a distribuição atual das espécies marinhas à escala global, como deriva continental, temperatura, aumento do nível do mar e glaciação. O clima, e especificamente a temperatura, é um fator importante na configuração da distribuição geográfica dos organismos e, portanto, o aquecimento global está causando uma redistribuição dos limites geográfico das espécies marinhas. A delimitação de áreas biogeográficas surgiu devido ao aumento das ameaças antrópicas à biodiversidade marinha e à necessidade de proteger a biodiversidade. Além disso, a biogeografia é uma ferramenta comumente usada para a conservação marinha e um critério para a identificação, seleção e designação de Áreas Marinhas Protegidas (AMPs). A região do Atlântico Nordeste tem sido profundamente estudada, no entanto, a maioria dos estudos biogeográficos foram realizados numa faixa latitudinal estreita e fracionada. O objetivo deste estudo é investigar a distribuição geográfica de algas e crustáceos peracarídeos associados a elas ao longo das costas da Europea. Investigamos o papel das variáveis ambientais e da pressão antrópica na determinação da distribuição geográfica, bem como os padrões de biodiversidade de algas intertidais e peracarídeos ao longo do Atlântico Nordeste, cobrindo uma ampla faixa latitudinal, da Islândia (65ºN) para as Ilhas Canárias (27ºN). As questões que queremos responder são: se há diferentes ecorregiões ou áreas com certa homogeneidade interna quanto à composição de algas e espécies de peracarídeos, bem como se os fatores que configuram essa distribuição geográfica são a temperatura superficial do mar (TSM) e o impacto humano. Além a presença de um gradiente latitudinal com diminuição da biodiversidade em direção aos pólos. A fim de investigar essas hipóteses, algas intertidais e amostras de peracarídeos de 27 estações localizadas em uma ampla faixa latitudinal foram colhidas e analisadas. Os organismos foram classificados ao nível da espécie e o conjunto de dados foi analisado. Foi realizada uma análise CLUSTER e um NMDS que revelou a presença de três ecorregiões no Atlântico Nordeste com base na presença de algas e peracarídeos: 1) Norte da Europa, 2) Península Central ou Ibérica, 3) Sul da Macaronésia. Por outro lado, a abundancia destes organismos está distribuída por muitas espécies, pelo que a análise SIMPER revelou uma baixa incidência de cada espécie na distinção entre ecorregiões. Além disso, o baixo endemismo encontrado especialmente na Península Ibérica pode indicar esta área como uma zona de transição entre a ecorregião Norte e Sul ou Macaronésia. Quando exploramos a relação da distribuição geográfica das espécies com as variáveis ambientais, as análises de CCA e NMDS mostraram, ao contrário do que se esperava, uma maior influência das variáveis como fetch, insolação, precipitação e clorofila do que da temperatura (exceto para o mínimo SST) e impacto humano. Isso pode ser devido ao fato de que os organismos que ocupam a zona entremarés estão expostos a condições ambientais extremas, na interface do ambiente marinho e terrestre e, portanto, são os mais afetados por esses tipos de fatores ambientais. Cada ecorregião foi caracterizada por uma série de condições ambientais: as espécies da ecorregião da Macaronésia correlacionaram-se com altas temperaturas, típicas desta área, bem como com elevada insolação, enquanto as espécies presentes na Península Ibérica se caracterizaram por elevadas concentrações de pH e clorofila, possivelmente devido a upwelling presente na costa de Portugal. Por fim, foi estudada a relação da biodiversidade desses organismos com a latitude. Para a biodiversidade local, foram obtidos tanto a riqueza de espécies quanto a diversidade alfa (índices H ', Dsimp e eH'), que descrevem um gradiente latitudinal com decréscimo para latitudes mais elevadas e com uma diferença marcante entre as ecorregiões norte e os sítios do sul (ecorregião Ibéria e Macaronésia). Porém, para a diversidade beta, a análise de correlação (r pearson) não mostrou relação com a latitude, o que indica que não há substituição ou troca de espécies entre estações ou ecorregiões, e a presença de habitats semelhantes dentro de cada ecorregião e entre elas. Além disso, os resultados de evenness (J ') que mostram valores elevados para as três ecorregiões indicam que dentro de cada ecorregião a abundância é distribuída entre as diferentes espécies sem predominância de uma sobre as outras, essas condições são mantidas para as três ecorregiões. Uma das causas para que a diversidade beta não siga esse padrão pode ser a pouca influência que a temperatura exerce na distribuição dessas espécies de algas e peracarídeos na região do Atlântico Nordeste. Este estudo pode melhorar o conhecimento da biogeografía da região do Atlântico Nordeste, fornecendo uma visão em maior escala dos padrões de distribuição de algas e peracarídeos que habitam a zona entremarés. Além disso, a partição espacial do Nordeste do Oceano Atlântico é valiosa para as políticas de gestão de ecossistemas marinhos, o tamanho relativamente grande das unidades aqui definidas é justificado pela grande conectividade entre os ecossistemas marinhos e ajudará a compreender as escalas espaciais em que devem aplicar ações de gestão das AMPs. Também pode ajudar a aumentar o conhecimento sobre os fatores que determinam a distribuição e diversidade desses organismos, o que pode ser útil para pesquisas futuras sobre as previsões de possíveis mudanças causadas pelas mudanças climáticas. No entanto, mais estudos biogeográficos são necessários nesta região para confirmar esta divisão espacial.
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Distribuição Biodiversidade Algas marinhas Peracarídeos Fatores abióticos