Spatial scale and β-diversity of terrestrial vertebrates in Mexico

Patterns of diversity are scale dependent and beta-diversity is not the exception. Mexico is megadiverse due to its high beta diversity, but little is known if it is scale-dependent and/or taxonomic-dependent. We explored these questions based on the self-similarity hypothesis of beta-diversity across spatial scales. Using geographic distribution ranges of 2 513 species, we compared the beta-diversity patterns of 4 groups of terrestrial vertebrates, across 7 spatial scales (from ~10 km2 to 160 000 km2), within 5 different (historically and environmentally) regions in Mexico: Northwest, Northeast, Centre, Southeast and the Yucatán Peninsula. We found that beta-diversity: 1) was not selfsimilar along the range of scales, being larger than expected according to the null model at coarse scale, and lower, but not significantly different, to expected at intermediate and fine scales; 2) varied across spatial scales, depending on the taxonomic group and on the region; 3) was higher at coarser scales; 4) was highest in the Centre and Southeast regions, and lowest in the Yucatán Peninsula, and 5) was higher for amphibians and reptiles than mammals and birds. As a consequence, beta-diversity of each group contributes differentially to the megadiversity of Mexico, likely due to a variation in the biogeographical histories and the perception of each group to environmental heterogeneity. These results show the importance of identify the appropriate geographical scale for biodiversity conservation analyses, such as for example, the analysis of complementarity.

ResumenLos patrones de diversidad son dependientes de la escala y la diversidad beta no es la excepción. Se ha propuesto que México es megadiverso por su alta diversidad beta, aunque existe poca información sobre si dicha diversidad es dependiente de la escala espacial, regiones geográficas y/o diferentes grupos taxonómicos. Aquí abordamos estas preguntas de manera cuantitativa, con base en la hipótesis de auto-similitud en el escalamiento de la diversidad. Utilizando áreas de distribución de 2 513 especies de vertebrados terrestres mexicanos, comparamos los patrones de diversidad beta de los 4 grupos taxonómicos, a lo largo de 7 escalas espaciales (de ~10 km2 a 160 000 km2) y en 5 regiones con diferentes características históricas y ambientales (Noroeste, Noreste, Centro, Sur y la Península de Yucatán). Se observó que la diversidad beta: 1) no resultó auto-similar en el intervalo de escalas analizado, siendo, a escalas gruesas, mayor a lo esperado de acuerdo con el modelo nulo, y a escalas finas e intermedias menor aunque no significativamente diferente a lo esperado; 2) varió a diferentes escalas espaciales según el grupo taxonómico y región; 3) fue mayor a escalas geográficas gruesas; 4) fue mayor en las regiones del centro y sureste y menor en la península de Yucatán, y 5) fue mayor en anfibios y reptiles que en mamíferos y aves. En consecuencia, la diversidad beta de cada grupo taxonómico contribuye de manera distinta a la megadiversidad de México, probablemente debido a las diferencias en la historia biogeográfica y en la percepción de la heterogeneidad ambiental de cada grupo taxonómico. Los resultados muestran la importancia de la detección de la escala apropiada para optimizar análisis para la conservación de la biodiversidad, como es el caso del análisis de complementariedad.