Projeções futuras da distribuição de Sargassum (Fucales, Phaeophyceae) no Oceano Atlântico Ocidental em diferentes cenários de mudanças climáticas

Abstract

Mudanças climáticas estão alterando a biota da Terra. Alterações na fenologia, morfologia, diversidade genética e distribuição das espécies marinhas têm sido reportadas em escala regional e global. Uma das mais profundas mudanças no ambiente marinho refere-se à tropicalização de comunidades bentônicas temperadas, com estimativas de alterações futuras na distribuição de espécies devido às mudanças no clima. Entretanto, pouco ainda é conhecido sobre os impactos do aquecimento global em comunidades de macroalgas marinhas tropicais. Espécies bentônicas formadoras de dossel, como as algas pardas conhecidas como sargaços (gênero Sargassum), têm um papel importante em substratos consolidados, providenciando complexidade ambiental e abrigo para uma variedade de organismos. Apesar da grande importância pelos serviços ecossistêmicos proporcionados por estas algas, evidências de perdas significativas de hábitat e biomassa têm sido reportadas nos últimos anos. Para compreender como mudanças futuras nos preditores ambientais podem afetar a distribuição de espécies de sargaço ao longo do oceano Atlântico Ocidental, foram aplicados Modelos de Nicho Ecológico (MNE) para 12 espécies amplamente conhecidas. Um outro MNE foi calculado para uma espécie aqui chamada de Sargassum WA, que representa seis espécies morfologicamente definidas que se encontram em uma politomia em árvores filogenéticas recentes. Projeções de adequabilidade ambiental foram feitas para o presente e para os cenários, um mais realista (?Representative Concentration Pathway? - RCP 4.5) e um mais pessimista (RCP 8.5) do IPCC. Os resultados indicam mudanças na adequabilidade ambiental latitudinal para as espécies, variando de 0.5º a 8.1º em direção ao norte e entre 0º e 5.5º em direção ao sul. Seis espécies de Sargassum devem ter reduzidas a sua área adequada entre 10% e 80%, enquanto outras seis espécies devem ter sua área adequada aumentada entre 4% e 168%. De maneira geral, as alterações previstas apresentam um padrão predominante de aumento da adequabilidade ambiental em maiores latitudes ao longo do oceano Atlântico Ocidental para todas as espécies, bem como uma diminuição da área de adequabilidade em latitudes menores para metade das espécies. Esse padrão é consistente com uma esperada tropicalização de ambientes em latitudes temperadas. Essas mudanças podem produzir perdas consideráveis em serviços ecossistêmicos mantidos por bancos de Sargassum, em particular em menores latitudes. Os resultados realçam a necessidade de políticas de conservação e estratégicas de manejo de espécies bentônicas de Sargassum, a fim de evitar efeitos negativos de mudanças na adequabilidade dos hábitats.

Abstract: Climate changes have impacted phenology, morphology, genetic diversity and distribution of marine species at regional and global scales. One of the more pervasive changes in the marine environment refers to the tropicalization of temperate benthic communities. Recent climate warming has changed the global redistribution of marine species, whether by poleward pattern of expansions or regional contractions at lower latitude. However, the impacts of future global warming on tropical marine macroalgal communities have been underrepresented. Sargassum species are foundation species that play an important role for marine ecosystems by providing complexity and shelter for a wide range of other organisms. To understand how future changes in abiotic variables could affect the distribution of Sargassum species along the Western Atlantic Ocean, we applied Ecological Niche Models (ENM) for 12 widely recognized species. Another ENM, dubbed Sargassum WA, was calculated and represents 6 morphologically defined species that area likely to be lumped following recent phylogenetic data. We produced models from the present to contrasting representative concentration pathways scenarios (RCP 4.5 and 8.5) of future climate changes. Our results showed changes in niche suitability between 0.5º and 8.1º northward, and 0º and 5.5º southward. Six species are likely to reduce their suitability area from 10% to 80%, while other six species are likely to expand their suitability area from 4% to 168%. Overall, suitability area showed an increase at higher latitudes for most species but decrease in lower latitude for half of the species were observed. This pattern is consistent with the expected tropicalization of temperate latitudes following global warming. Such changes can produce considerable losses in ecosystem services provided by Sargassum beds, particularly in edge populations. Our findings highlight the need of Sargassum conservation policies and management strategies to avoid the negative effects of shifts in benthic Sargassum habitat suitability.