Biogeographic Biases in Research and Their Consequences for Linking Amphibian Declines to Pollution

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Abstract

Abstract: The collapse of amphibian populations within pristine reserves worldwide suggests that diffuse, globally distributed factors such as pollution may be a cause of these declines. Nevertheless, cause–effect relationships between pollution and declines have proven difficult to establish at all scales, from local to global. We therefore aimed to quantitatively evaluate the weight of evidence for the role of pollution in global amphibian declines by first quantifying the published research on the effects of pollutants for all amphibian species in the world and then cross-referencing this information with species' biogeographic distribution, range area, and conservation status and with threats to species as summarized in the Global Amphibian Assessment. We found strong biogeographic and related taxonomic research biases, with a few, common, widely distributed generalist species from the northern hemisphere accounting for the majority of studies. Tropical regions, where more species and declines occur, were severely underrepresented in ecotoxicological research; therefore, current knowledge does not permit assessment of the significance of pollution in amphibian declines at a global scale or in regions where most declines occur. Moreover, if broader distributional ranges and occurrence at higher latitudes are correlated with broader environmental tolerances, current knowledge may considerably underestimate the sensitivity of the majority of amphibian species to pollutants. Finally, because species studied represent only a narrow subset of traits that mediate exposure and susceptibility to pollution, the current potential for extrapolation among species, guilds, ontogenetic phases, levels of complexity, habitat types, sites, and regions is weak. Ultimately, to mitigate these research biases and thus improve the basis for risk management, research policy must balance the spatial scale of the problem (global) and the distribution of knowledge (regional) so that biodiversity representation can be increased and regional bioindicators of environmental health can be developed.

Abstract

Resumen: El colapso mundial de poblaciones de anfibios dentro de reservas prístinas sugiere que factores, como la contaminación, difusos y distribuidos globalmente pueden ser una causa de estas declinaciones. Sin embargo, ha sido difícil establecer las relaciones causa-efecto entre la contaminación y las declinaciones en todas las escalas, de local a global. Por lo tanto nos enfocamos a evaluar cuantitativamente el peso de la evidencia del papel de la contaminación en las declinaciones globales de anfibios. Primero cuantificamos la investigación publicada sobre los efectos de contaminantes para todas las especies de anfibios del mundo. Posteriormente cruzamos esta información con la distribución biogeográfica, la superficie de distribución, el estatus de conservación y las amenazas de las especies, publicada en la Evaluación Global de Anfibios. Encontramos fuertes sesgos biogeográficos y taxonómicos en la investigación; unas cuantas especies generalistas, comunes y ampliamente distribuidas en el hemisferio norte fueron las más estudiadas. Las regiones tropicales, donde ocurren más especies y declinaciones, estuvieron severamente subrepresentadas en la investigación ecotoxicológica. Por lo tanto, el conocimiento actual no permite evaluar la trascendencia de la contaminación en las declinaciones de anfibios a escala global o en las regiones donde ocurre la mayoría de las declinaciones. Más aun, si rangos de distribución más amplios y la ocurrencia en latitudes mayores correlacionan con tolerancias ambientales más amplias, el conocimiento actual puede subestimar considerablemente la sensibilidad de la mayoría de las especies de anfibios a los contaminantes. Finalmente, debido a que las especies estudiadas representan un pequeño subconjunto de características que relacionan la exposición y susceptibilidad a la contaminación, el potencial actual para extrapolar entre especies, gremios, fases ontogénicas, niveles de complejidad, tipos de hábitat, sitios y regiones es débil. A fin de cuentas, para mitigar estos sesgos de investigación y por lo tanto mejorar las bases para el manejo de riesgos, las políticas de investigación deben balancear la escala espacial del problema (global) y la distribución del conocimiento (regional) para que incremente la representación de la biodiversidad y se puedan desarrollar bioindicadores regionales de la salud ambiental.

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