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Incorporating Geographical and Evolutionary Rarity into Conservation Prioritization

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Abstract

Abstract:  Key goals of conservation are to protect both species and the functional and genetic diversity they represent. A strictly species-based approach may underrepresent rare, threatened, or genetically distinct species and overrepresent widespread species. Although reserves are created for a number of reasons, including economic, cultural, and ecological reasons, their efficacy has been measured primarily in terms of how well species richness is protected, and it is useful to compare how well they protect other measures of diversity. We used Proteaceae species-occurrence data in the Cape Floristic Region of South Africa to illustrate differences in the spatial distribution of species and evolutionary diversity estimated from a new maximum-likelihood molecular phylogeny. We calculated species richness, phylogenetic diversity (i.e., summed phylogenetic branch lengths in a site), and a site-aggregated measure of biogeographically weighted evolutionary distinctiveness (i.e., an abundance weighted measure that captures the unique proportion of the phylogenetic tree a species represents) for sites throughout the Cape Floristic Region. Species richness and phylogenetic diversity values were highly correlated for sites in the region, but species richness was concentrated at a few sites that underrepresented the much more spatially extensive distribution of phylogenetic diversity. Biogeographically weighted evolutionary diversity produced a scheme of prioritization distinct from the other 2 metrics and highlighted southern sites as conservation priorities. In these sites, the high values of biogeographically weighted evolutionary distinctiveness were the result of a nonrandom relation between evolutionary distinctiveness and geographical rarity, where rare species also tended to have high levels of evolutionary distinctiveness. Such distinct and rare species are of particular concern, but are not captured by conservation schemes that focus on species richness or phylogenetic diversity alone.

Abstract

Resumen:  Las metas clave de la conservación son proteger tanto a especies como a la diversidad funcional y genética que representan. Un enfoque basado estrictamente en especies puede dejar de representar a especies raras, amenazadas o distintas genéticamente y sobrerepresentar especies de distribución amplia. Aunque las reservas son creadas por diversas razones, incluyendo económicas, culturales y ecológicas, su eficacia ha sido medida principalmente en términos de qué tan bien se protege la riqueza de especies. Utilizamos datos de la ocurrencia de especies de Proteaceae en la Región Florística del Cabo en Sudáfrica para ilustrar diferencias en la distribución espacial de especies y diversidad evolutiva estimadas a partir de una filogenia molecular nueva. Calculamos la riqueza de especies, la diversidad filogenética (i.e., suma de longitudes de ramas filogenéticas en un sitio) y una medida agregada de la unicidad evolutiva ponderada biogeográficamente (i.e., una medida ponderada de abundancia que captura la proporción única del árbol filogenético que representa una especie) para diferentes sitios en la Región Florística del Cabo. La riqueza de especies y los valores de diversidad filogenética estuvieron altamente correlacionados en sitios de la región, pero la riqueza de especies se concentró en unos cuantos sitios que no representaron la distribución más extensa espacialmente de la diversidad filogenética. La diversidad evolutiva ponderada biogeográficamente produjo un esquema de priorización distinto de las otras 2 medidas y resaltó a los sitios sureños como prioridades de conservación. Los altos valores de diversidad evolutiva ponderada biogeográficamente en estos sitios fueron el resultado de una relación no aleatoria entre la unicidad evolutiva y la rareza geográfica, donde las especies raras también tendieron a presentar altos niveles de unicidad evolutiva. Tales especies únicas y raras son de particular preocupación, pero no son capturadas por los esquemas de conservación que solo enfocan la riqueza de especies o la diversidad filogenética.

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