The influence of biogeographic history on the structure and functioning of Neotropical tree communities.

Abstract

The biogeographic history is an overlooked component of community assembly analysis and its implications on ecosystem functioning. In this dissertation, we incorporated the geological history of South America to assess hypotheses about the mechanisms that drive the community assembly of Neotropical tree communities. We combined phylogenetic and vegetation plots across the Amazon and the Andean regions to evaluate the role of historical dispersal and environmental gradients as drivers of the phylogenetic structure, diversity, and phylogenetic differentiation among tree communities: 1. We assessed the role of geology, soil conditions, and flooding as environmental drivers of the Amazon tree phylogenetic diversity relative to historical dispersal. We found that historical dispersal overrides environmental at large spatial scales, while environmental conditions drive community assembly at local scales. 2. We tested the dispersal of temperate tree clades to tropical highlands after the Andean uplift and their implications on the phylogenetic diversity and forest structure. We found that the colonization of temperate clades on the tropical Andes increases the phylogenetic diversity, which increases elevation in three independent datasets (at local scales elevational gradient, at the regional scale in plots across Colombia, and at the continental scale across the subtropical and tropical Andes). We also reported the influence of temperate clades as drivers of large carbon stocks in tropical highlands because these trees maintain large sizes in cold conditions. 3. We highlight the importance of dispersal of temperate clades in the formation of tropical Andean flora. In summary, historical dispersal is a key mechanism overlooked in Neotropical tree community assembly.

La historia biogeográfica es un componente que generalmente no se tiene en cuenta en el análisis de ecología de comunidades y en el funcionamiento de los ecosistemas. En esta disertación, incorporamos la historia geológica de América del Sur para evaluar hipótesis sobre los mecanismos que determinan el ensamblaje de comunidades arbóreas neotropicales. Nosotros combinamos información filogenética y parcelas de vegetación a lo largo de las regiones amazónica y andina andinas para evaluar el papel de la dispersión histórica y los gradientes ambientales como determinantes de la estructura filogenética, la diversidad y la diferenciación filogenética entre las comunidades de árboles: 1. Evaluamos el papel de la geología, las condiciones del suelo y las inundaciones como determinantes ambientales de la diversidad filogenética de los árboles del Amazonas relativo a la dispersión histórica. Encontramos que la dispersión histórica es más importante que el medio ambiente a grandes escalas espaciales como determinante del ensamble de comunidades, mientras que las condiciones ambientales impulsan el ensamblaje de la comunidad a escalas locales. 2. Probamos la dispersión de linajes arbóreos templados a las tierras altas tropicales después del levantamiento de los Andes y sus implicaciones en la diversidad filogenética y la estructura del bosque. Encontramos que la colonización de linajes templados en los Andes tropicales aumenta la diversidad filogenética, a lo largo del gradiente de elevación en tres conjuntos de datos independientes (en un gradiente de elevación a escala local, a escala regional en parcelas a lo largo de los Andes en Colombia, y a escala continental a lo largo de los Andes subtropicales y tropicales). También, encontramos que la presencia de los linajes templados determina la estructura de los bosques Andinos y su capacidad de almacenar carbono, porque estos árboles son capaces de mantener grandes tamaños en condiciones frías. 3. Destacamos la importancia de la dispersión de los linajes templados en la formación de la flora andina tropical. En resumen, la dispersión histórica es un mecanismo clave que se pasa por alto en el ensamblaje de comunidades arbóreas neotropicales. (Texto tomado de la fuente)