Diversity and distribution of anurans in Brazilian Cerrado: the role of historical factors and environmental gradients

A integração de fatores contemporâneos locais e procesos biogeográficos fornece uma visão ampla e promissora a respeito da diversidade de espécies e seus padrões de diversidade. Utilizando ferramentas recentes para análises espaciais, eu integro fatores históricos e contemporâneos para analisar a distribuição e beta diversidade espécies de anuros do Cerrado. Forneço informações atualizadas a respeito da composição e distribuição das espécies de anuros no Cerrado, com base em um extensivo levantamento em coleções zoológicas e estudos de campo. Analiso a distribuição e beta diversidade em um contexto histórico, enfocando as relações do Cerrado com seus domínios vizinhos, e suas condições ambientais. Registrei 204 espécies de anuros no Cerrado, das quais 50% são endêmicas. Espécies que ocorrem no Cerrado e mais um domínio apresentam alta estruturação espacial, na qual espécies amazônicas estão restritas à porção noroeste e as espécies atlânticas estão restritas à porção sudeste do Cerrado. Registrei espécies endêmicas em quase todas as localidades e em todas as regiões, enquanto espécies de distribuição restrita ocorrem apenas em regiões montanhosas no centro, sudeste e sudoeste do Cerrado. Gêneros originado na Mata Atlântica e Amazonia estão distribuídos em um padrão de \"tabuleiro de xadrez\" dentro do Cerrado, e co-ocorrem menos do que seria esperado ao acaso. Essa estruturação espacial no Cerrado é influenciada pela ação combinada das condições ambientais e restrições históricas: gêneros atlânticos estão predominantemente distribuídos em áreas de montanha, com baixa precipitação e próximas ao limite com a Mata Atlântica, enquanto gêneros amazônicos estão distribuídos em vales mais próximos ao limite com a amazônia. Da mesma forma, os padrões de beta diversidade no Cerrado parece estar fortemente influenciados pelos gradientes ambientais, uma vez que metade da dissimilaridade na composição de espécies entre taxocenoses foi explicada por estes preditores. Espécies endêmica responderam às condições ambientais regionais de forma mais intensa que todas as espécies em conjunto. A resposta das espécies endêmicas parece estar relacionada na similaridade do ambiente em que ocorrem em relação aos domínios vizinhos, uma vez que suas espécies-irmãs estão principalmente distribuídas por estas regiões. Meus resultados reforçam a importância de se considerar a história biogeográfica das linhagens nas análises dos padrões regionais de disversidade. Demonstro também que a heterogeneidade na distribuição das espécies de anuros pode ter uma base histórica, que interage com restrições atuais, como o clima, disponibilidade de habitat e interações ecológicas na montagem de comunidades.Integrating local contemporary factors and biogeographic processes allows a promising and broad view on species diversity and distribution patterns. Building on the development of new tools for spatial analysis, I integrate historical and contemporary factors that may explain species distribution and beta diversity patterns of anuran amphibians in Brazilian Cerrado. Especifically, I update information about species composition and distribution of anurans in the Cerrado, based on an extensive search in zoological collections and fieldwork. I analyze distribution and beta diversity in a historical framework, focusing on the relationship of the Cerrado with its adjoining domains, and its environmental conditions. I found 204 anuran species occurring within the Cerrado, from which 50% are endemics. Species occurring in the Cerrado and one more domain present a highly structured spatial pattern, in which Amazonian species are restricted to the northwestern part of the Cerrado and Atlantic species are restricted to the southeastern part. I found Cerrado endemics in most of the localities, in all regions, whereas narrow endemics are restricted to mountain ranges in central, southeastern, and southwestern Cerrado. Cerrado anuran genera originated in Atlantic Forest and Amazon are distributed in a checkerboard pattern, and co-occur less than it would be expected by chance. This spatial structure within the Cerrado is influenced by the interplay of environmental conditions and historical constrains: Atlantic genera are mostly distributed in mountainous and upland areas, with low precipitation and closer to the boundaries of Atlantic Forest, whereas Amazonian genera are distributed in valleys closer to the boundaries of the Amazon. Similarly, patterns of beta diversity in the Brazilian Cerrado appear to be strongly influenced by the environmental gradients, since half of the dissimilarity in species composition was explained by these predictors. Endemic species responded to regional environmental conditions stronger than all species. Endemics may be responding to environment based on how similar they are to the conditions of adjoining phytogeographical domains, since their sister-species are mostly distributed in these regions. My results reinforce the importance of taking biogeographical history into account when analyzing spatial patterns of species diversity at a regional scale. I also show that the heterogeneity in anuran distribution in the Cerrado may have a historical basis, which interacts with present-day constraints, such as climate, habitat availability and ecological interactions, to shape local and regional assemblages