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The geographic ranges of mammalian species in South America: spatial patterns in environmental resistance and anisotropy

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Abstract:

We analyse the geographical distribution of South American mammalian species using two biogeographic indices: environmental resistance (R50) and anisotropy (A50). R50 quantifies the loss of biotic resemblance occurring from any point in the map to the rest of the continent. A50 quantifies the extent to which the perimeter: area ratio of the geographical ranges of all species whose distributions overlap at any particular location depart from the perimeter: area ratio of a circle. We test for the latitudinal Rapoport effect that predicts an increase in the range-sizes of mammalian species, and hence a decrease in the values of R50, towards the south. We test for the effect of mountains on species' ranges, given that Janzens argument that `mountain passes are higher in the tropics' implicitly predicts greater anisotropy in the tropics. Continental spatial patterns of variation in R50 and A50 suggest a biogeographic division of South America consistent with most classical zoogeographical classifications proposed for the continent. Rapid change in mammalian range-sizes and shapes occurs at the limit between the Guayano-Brazilian and Andean-Patagonean subregions. R50 data do not support the latitudinal Rapoport effect: the most widespread species locate in the eastern portions of Brazil, the most restricted ones are in association with the Andes. A50 data support Janzens prediction: the effect of mountains on species' distributions is greater in equatorial and central regions of the Andes rather than in the south. R50-and A50-contour maps reveal that, mainly due to the effects of the lie of the land and likely differences in the history of the fauna, the continent has a biogeographic texture which must have major constraints on local ecological patterns and processes. This stresses the importance of considering the role of biogeographic structure in the analyses of geographical gradients in species' distributions.



Analizamos la distribucion geografica de especies de mamiferos sudamericanos usando dos indices biogeograficos: resistencia ambiental (R50) y anisotropia (A50). R50 cuantifica la perdida de la resemblanza biotica desde cualquier punto del mapa hacia el resto del continente. A50 cuantifica como la relacion perimetro: area de los rangos geograficos de todas las especies cuyas distribuciones se superponen en una localidad particular se apartan de la relacion perimetro: area de un circulo. Probamos el efecto latitudinal de Rapoport, que predice un incremento en el tamano de los rangos geograficos de las especies de mamiferos y, por lo tanto, una disminucion en los valores de R50 hacia el sur. Probamos el efecto de las montanas sobre los rangos geograficos de las especies, dado que el argumento de Janzen `los pasos montanosos son mas altos en los tropicos' implicitamente predice mayor anisotropia en los tropicos. Los patrones continentales de variacion espacial de R50 y A50 sugieren una division biogeografica de America del Sur consistente con las mayoria de las clasificaciones zoogeograficas clasicas propuestas para el continente. Cambios rapidos en el tamano y forma de las areas geograficas de los mamiferos ocurren en el limite entre las subregiones Guayano-brasilena y Andino-patagonica. R50 no sustenta el efecto latitudinal de Rapoport: las especies mas ampliamente distribuidas se localizan en el este de Brasil, y las de distribucion geografica mas restringida asociadas a los Andes. Los datos de A50 convalidan la prediccion de Janzen: el efecto de las montanas sobre la distribucion geografica de las especies es mayor en regiones centrales y ecuatoriales de los Andes y menor en el sur. Los mapas de R50 y A50 revelan que, principalmente debido a las caracteristicas naturales de la superficie continental y probables diferencias en la historia de la fauna, el continente tiene una textura biogeografica que debe ejercer restricciones mayores sobre los patrones y procesos ecologicos que ocurren a escala local. Esto subraya la importancia de considerar el papel de la estructura biogeografica en analisis de gradientes geograficos en la distribucion de las especies.

Keywords: América del Sur; Rapoport effect; South America; efecto Rapoport; geographical range; latitud; latitude; mammals; mamíferos; rango geográfico; zoogeografía; zoogeography

Document Type: Research Article

Affiliations: 1: Centro Regional Universitario Bariloche-UNC, Unidad Postal Universidad Nacional del Comahue (8400) S.C. de Bariloche, Rio Negro, Argentina 2: NERC Centre for Population Biology, Imperial College at Silwood Park, Ascot, Berkshire, SL5 7PY, U.K.

Publication date: 1998-11-01

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