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Climatic niche dynamics during the recovery of lost Anurans in Costa Rica
Sara Aref Zahed
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Naturschutz und Biodiversitätsmanagement
Betreuer*in
Franz Essl
Mitbetreuer*in
Carlos Adrian Garcia-Rodriguez
DOI
10.25365/thesis.81590
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-27766.56457.128195-9
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Ziel: Froschlurche (Anuren) haben weltweit beschleunigte Populationsrückgänge erlebt, die in einigen Fällen bis an den Rand des Aussterbens führten. Dennoch sind in den letzten Jahren einige dieser Arten wieder aufgetaucht, wobei weiterhin unklar ist, ob bestimmte Umweltbedingungen ihre Erholung begünstigen. Ziel dieser Arbeit ist es, die Persistenz nach dem Rückgang bei acht betroffenen Anurenarten neu zu bewerten, indem Veränderungen in der vorhergesagten klimatischen Eignung und den realisierten klimatischen Nischen zwischen Zeiträumen vor und nach den Populationsrückgängen quantifiziert sowie potenzielle klimatische Refugien identifiziert werden, die das Fortbestehen dieser Arten unterstützen. Untersuchungsgebiet: Costa Rica sowie angrenzende Gebiete im südlichen Nicaragua und westlichen Panama. Methoden: Ich kalibrierte Ensemble-Species-Distribution-Modelle (SDMs) getrennt für beide Perioden, indem ich eine umfassende Zusammenstellung historischer und aktueller Vorkommensdaten, Klimadaten sowie vier Modellierungsalgorithmen kombinierte. Ich quantifizierte Veränderungen der vorhergesagten geeigneten Fläche, um Änderungen der Verbreitungsgröße zu bewerten. Darüber hinaus untersuchte ich die Dynamik der klimatischen Nische mithilfe ordinationsbasierter Ansätze, einschließlich des Centroid of Occupied Environmental Space (COUE)-Frameworks und des Niche Margin Index (NMI), wodurch die Bewertung von Nischenstabilität, -expansion und -unbesetzung im Zeitverlauf ermöglicht wurde. Ergebnisse: Sieben der acht Arten zeigten starke Kontraktionen der durch ihre realisierten Nischen abgedeckten Fläche vor und nach ihren Rückgängen (−45,6 % bis −97,9 %), was eher auf einen weit verbreiteten Verlust der realisierten klimatischen Nische als auf eine flächendeckende Erholung der Verbreitungsgebiete hinweist. Nur eine Art (der Rotaugenlaubfrosch Agalychnis annae) zeigte eine deutliche Zunahme der vorhergesagten geeigneten Fläche. Die Nischendynamik war heterogen: Während einige Taxa eine hohe Überlappung zwischen den Zeiträumen aufwiesen (hohe Stabilität bei gleichzeitig erheblichem „Unfilling“), zeigten sechs Arten Nischenerweiterungen, da sich Vorkommen nach dem Rückgang in Richtung der Nischenränder oder außerhalb des historischen Nischenraums verschoben, wie der NMI zeigt. Über alle Taxa hinweg konzentrierte sich die Persistenz auf stark eingeschränkte Refugialgebiete, einschließlich klimatisch marginaler oder potenziell krankheitsmindernder Umwelten. Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass das Wiederauftreten rückläufiger Amphibienarten in Costa Rica überwiegend eine lokal begrenzte Persistenz in verbleibenden klimatischen Refugien widerspiegelt und nicht eine flächendeckende Wiederbesiedlung ihrer ursprünglichen Verbreitungsgebiete. Die Muster der Persistenz nach dem Rückgang stehen im Einklang mit dem Zusammenspiel von Krankheitsdruck, klimatischen Einschränkungen und artspezifischer ökologischer Plastizität, was zu heterogenen Ergebnissen führt, die von stabiler Nischenüberlappung bis hin zu marginaler Persistenz und Verschiebungen der klimatischen Nische reichen. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Identifizierung und des Schutzes verbleibender Refugialgebiete und mahnen zur Vorsicht, Wiederentdeckungen allein als Beleg für eine erfolgreiche Erholung von Arten zu interpretieren.
Abstract
(Englisch)
Aim: Anurans have experienced accelerated population declines globally, in some cases reaching the edge of extinction. Nevertheless, in recent years, some of these species have reappeared but it is still unclear whether there are particular environmental conditions favoring their recovery. Here, I reassessed the post-decline persistence of eight decline-affected anuran species by quantifying changes in predicted climatic suitability and realized climatic niches between pre- and post-decline periods, and to identify potential climatic refugia supporting the continued persistence of these species. Location: Costa Rica and adjacent portions of southern Nicaragua and western Panama. Methods: I calibrated ensemble Species Distribution Models (SDMs) separately for each study period combining an exhaustive compilation of historical and recent occurrence records, climatic data, and four modeling algorithms. I quantified changes in the predicted suitable area to assess changes in range size. I further examined climatic niche dynamics using ordination-based approaches, including the Centroid of Occupied Environmental Space (COUE) framework and the Niche Margin Index (NMI), allowing evaluation of niche stability, expansion, and unfilling across time. Results: Seven of the eight study species exhibited strong contractions in the area covered by their realized niches before and after their declines (−45.6 % to −97.9 %), suggesting widespread loss of realized climatic niche rather than range-wide recoveries. Only one species (the golden-eye treefrog, Agalychnis annae) showed an evident increase in predicted climatic space. Niche dynamics were heterogeneous: while some taxa showed high overlap between periods (high stability with substantial unfilling), six species displayed niche expansions due to post-decline occurrences shifting toward niche margins or being outside the historical niche envelope, as indicated by NMI. Across taxa, persistence was concentrated in highly restricted refugial areas, including climatically marginal or potentially disease-mitigating environments. Main conclusions: These results demonstrate that the resurgence of declining amphibian species in Costa Rica predominantly reflects localized persistence restricted to remnant climatic refugia rather than geographic range-wide recovery. Post-decline persistence patterns are consistent with the interaction of disease pressure, climatic constraints, and species-specific ecological plasticity, resulting in heterogeneous outcomes that range from stable niche overlap to marginal persistence and climatic niche shifts. These findings underscore the importance of identifying and protecting remaining refugial regions and caution against interpreting rediscovery alone as evidence of successful species recovery.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Amphibien Chytridiomykose Nischendynamiken Costa Rica Nischentheorie Modelle zur Artenverbreitung Wiederentdeckung Refugium Amphibienrückgang Krankheitsökologie
Schlagwörter
(Englisch)
Amphibians Chytridiomycosis Niche Dynamics Costa Rica Niche Theory Species Distribution Models Rediscovery Refugia Amphibian Decline Disease Ecology
Autor*innen
Sara Aref Zahed 
Haupttitel (Englisch)
Climatic niche dynamics during the recovery of lost Anurans in Costa Rica
Paralleltitel (Deutsch)
Klimatische Nischendynamiken während der Wiederkehr verschwundener Anuren in Costa Rica
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
111 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Franz Essl
AC Nummer
AC17946483
Utheses ID
81337
Studienkennzahl
UA | 066 | 879 | |