Biogeographic analysis of ferns and lycophytes in Oaxaca: A Mexican beta-diverse area
Abstract
Background: Spatial patterns related to richness and endemism of Mexican ferns and lycophytes are not well known, particularly in highly biodiverse areas; among these, Oaxaca is considered a highly biodiverse Mexican state.
Questions: Where are located the centers of richness and endemism of lycophytes and ferns in Oaxaca? Both groups of plants support the idea of beta-diverse state condition for Oaxaca?
Study site and research period: The study includes all territory of Oaxaca, between 2015 and 2019.
Methods: We analyzed the species distribution using grid cells of 20’ × 20’ of latitude and longitude as study units. For this, we applied species richness, endemism indexes (weighted endemism and corrected weighted endemism), and components of biodiversity (a, b and g), associated with a complementarity index. The distributional data of the species were mainly obtained from herbarium specimens.
Results: The richness areas are concentrated in the Sierra Norte and Istmo regions. Three important areas in richness and endemic species are suggested from the endemism indexes. Most of the grid-cell combinations resulted in high values from the complementarity analysis suggesting a high species turnover.
Conclusions: The diversity analyses suggested that Oaxaca is a beta-diverse state. The NOM-059 needs a serious, urgent, and critical revision for ferns and different biological groups. The Areas Voluntarily Designated for Conservation in Oaxaca play a major role in relation to Natural Protected Areas for conservation of ferns and lycophytes.
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References
Aagesen L, Szumik C, Goloboff P. 2013. Consensus in the search for areas of endemism. Journal of Biogeography 40: 2011-2016. DOI: https://doi.org/10.1111/jbi.12172
Aguilar-Aguilar R, Salgado-Maldonado G. 2006. Diversidad de helmintos parásitos de peces dulceacuícolas en dos cuencas hidrológicas de México: los helmintos y la hipótesis de México betadiverso. Interciencia 31: 484-490.
Almeida TE, Salino A. 2016. State of the art and perspectives on Neotropical fern and lycophyte systematics. Journal of Systematics and Evolution 54: 679-690. DOI: https://doi.org/10.1111/jse.12223
Arreguín-Sánchez ML, Fernández-Nava R, Quiroz-García DL, Acosta-Castellanos S. 2009. Análisis de la distribución de las especies de helechos y afines del Valle de México, notas ecológicas y florísticas. Polibotánica 28: 15-36.
Briones-Salas M, Lavariega-Nolasco M, Cortés-Marcial M, Monroy-Gamboa AG, Masés-García CA. 2016. Iniciativas de conservación para los mamíferos de Oaxaca, México. In: Briones-Salas M, Hortelano-Moncada MY, Magaña-Cota G, Sánchez-Rojas G, Sosa-Escalante JE, eds. Riqueza y Conservación de los Mamíferos de México a Nivel Estatal. Ciudad de México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, Asociación Mexicana de Mastozoología A. C. and Universidad de Guanajuato, pp. 329-366. ISBN: 9786070284304
Colwell R, Coddington J. 1994. Estimating terrestrial biodiversity through extrapolation. Philosophical Transactions of the Royal Society B 345: 110-118. DOI: https://doi.org/10.1098/rstb.1994.0091
CONANP [Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas]. 2014. La distribución de las áreas de conservación comunitaria en Oaxaca y Chiapas. Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas, México: Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales.
CONANP [Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas]. 2016. Áreas protegidas decretadas. Comisión Nacional de Áreas Naturales Protegidas, México. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales.
Contreras-Medina R, Luna-Vega I. 2007. Species richness endemism and conservation of Mexican gymnosperms. Biodiversity and Conservation 16: 1803-1821. DOI: https://doi.org/10.1007/s10531-006-9072-3
Crisp MD, Laffan S, Linder HP, Monro A. 2001. Endemism in the Australian flora. Journal of Biogeography 28: 184-198. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-2699.2001.00524.x
Espejo-Serna A. 2012. El endemismo en las Liliopsida mexicanas. Acta Botanica Mexicana 100: 195-257. DOI: https://doi.org/10.21829/abm100.2012.36
ESRI (Environmental System Research Institute). 2000. ArcView GIS Version 3.2a. New York, USA: Environmental System Research Institute.
García-Mendoza A. 2004. Integración del conocimiento florístico del estado. In: García-Mendoza A, Ordoñez M, Briones-Salas M, eds. Biodiversidad de Oaxaca. Ciudad de México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México, Fondo Oaxaqueño para la Conservación de la Naturaleza and World Wildlife Found pp. 305-325. ISBN: 970-32-2045-2
García-Mendoza A, Meave J. eds. 2011. Diversidad florística de Oaxaca: de musgos a angiospermas. Ciudad de México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México-CONABIO. ISBN: 978-607-02-3786-7
Godínez-Álvarez H, Ortega-Baes P. 2007. Mexican cactus diversity: environmental correlates and conservation priorities. Boletín de la Sociedad Botánica México 81: 81-87. DOI: https://doi.org/10.17129/botsci.1767
Goettsch B, Hernández H. 2006. Beta diversity and similarity among cactus assemblages in the Chihuahuan Desert. Journal of Arid Environments 65: 513-528. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2005.08.008
Gómez-Hinostrosa C, Hernández H. 2000. Diversity, geographical distribution and conservation of Cactaceae in the Mier y Noriega region, Mexico. Biodiversity and Conservation 9: 403-418. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1008935710910
González-Ávila A, Villegas-Ríos M, Pérez-Trejo JA, Contreras-Medina R, Luna-Vega I. 2018. Riqueza y endemismo de las especies de Clavariadelphus (Clavariadelphaceae: Gomphales) en la Faja Volcánica Transmexicana. Revista Mexicana de Biodiversidad 89: 1176-1189. DOI: https://doi.org/10.22201/ib.20078706e.2018.4.2444
González-Orozco CE, Thornhill A, Knerr N, Laffan S, Miller JT. 2014. Biogeographical regions and phytogeography of the eucalypts. Diversity and Distributions 20: 46-58. DOI: https://doi.org/10.1111/ddi.12129
Grusz AL, Windham MD. 2013. Toward a monophyletic Cheilanthes: The resurrection and recircumscription of Myriopteris (Pteridaceae). PhytoKeys 32: 49-64. DOI: https://doi.org/10.3897/phytokeys.32.6733
Hernández-Álvarez AG, Sánchez-González A, Tejero-Díez JD. 2019. Licofitas y helechos del bosque mesófilo de montaña del estado de Hidalgo, México. Botanical Sciences 97: 236-249. DOI: https://doi.org/10.17129/botsci.2093
Judd WS, Campbell CS, Kellog EA, Stevens PF. 1999. Plant systematics: a phylogenetic approach. Sunderland, USA: Sinauer Associates. ISBN: 978-160-5353-89-0
Koleff P, Gaston KJ, Lennon JJ. 2003. Measuring beta diversity for presence-absence data. Journal of Animal Ecology 72: 367-382. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-2656.2003.00710.x
Labiak PH. 2011. Stenogrammitis, a new genus of grammitid ferns segregated from Lellingeria (Polypodiaceae). Brittonia 63: 139-149. DOI: https://doi.org/10.1007/s12228-010-9148-y
Laffan SW, Lubarsky E, Rosauer DF. 2010. Biodiverse, a tool for the spatial analysis of biological and related diversity. Ecography 33: 643-647. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1600-0587.2010.06237.x
León-Paniagua L, Morrone JJ. 2009. Do the Oaxacan Highlands represent a natural biotic unit? A cladistic biogeographical test based on vertebrate taxa. Journal of Biogeography 36: 1939-1944. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2009.02134.x
Li FW, Pryer KM, Windham MD. 2012. Gaga, a new fern genus segregated from Cheilanthes (Pteridaceae). Systematic Botany 37: 845-860. DOI: https://doi.org/10.1600/036364412X656626
Linder HP. 2001. Plant diversity and endemism in sub-Saharan tropical Africa. Journal of Biogeography 28: 169-182. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-2699.2001.00527.x
Liu J, Vellend M, Wang Z, Yu M. 2018. High beta diversity among small islands is due to environmental heterogeneity rather than ecological drift. Journal of Biogeography 45: 2252-2261. DOI: https://doi.org/10.1111/jbi.13404
López-González C, Presley SJ, Lozano A, Stevens RD, Higgins CL. 2015. Ecological biogeography of Mexican bats: the relative contributions of habitat heterogeneity, beta diversity, and environmental gradients to species richness and composition patterns. Ecography 38: 261-272. DOI: https://doi.org/10.1111/ecog.00813
Luna-Vega I, Alcántara O, Contreras-Medina R, Ponce A. 2006. Biogeography, current knowledge and conservation of threatened vascular plants characteristic of Mexican temperate forests. Biodiversity and Conservation 15: 3773-3799. DOI: https://doi.org/10.1007/s10531-005-5401-1
Luna-Vega I, Tejero-Díez JD, Contreras-Medina R, Heads M, Rivas G. 2012. Biogeographical analysis of two Polypodium species complexes (Polypodiaceae) in Mexico y Central America. Biological Journal of the Linnean Society 106: 940-955. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.2012.01921.x
Luna-Vega I, Espinosa D, Rivas G, Contreras-Medina R. 2013. Geographical patterns and determinants of species richness in Mexico across selected families of vascular plants: implications for conservation. Systematics and Biodiversity 11: 237-256. DOI: https://doi.org/10.1080/14772000.2013.797517
Magurran AE. 1988. Ecological diversity and its measurement. New Jersey, USA: Princeton University. ISBN: 978-070-9935-39-1
Martin GJ, Camacho CI, Del Campo CA, Anta-Fonseca S, Chapela F, González MA. 2011. Indigenous and community conserved areas in Oaxaca, Mexico. Management of Environmental Quality 22: 250-266. DOI: https://doi.org/10.1108/14777831111113419
Martínez-Salas E, Ramos C. 2014. Biodiversidad de Pteridophyta en México. Revista Mexicana de Biodiversidad 85: 110-113. DOI: https://doi.org/10.7550/rmb.31827
Meave J, Rincón-Gutiérrez A, Ibarra-Manríquez G, Gallardo-Hernández C, Romero-Romero MA. 2017. Checklist of the vascular flora of a portion of the hyper-humid region of La Chinantla, northern Oaxaca range, Mexico. Botanical Sciences 95: 722-759. DOI: https://doi.org/10.17129/botsci.1812
Mendoza-Ruiz A, Ceja-Romero J, Mejía-Marín MI. 2017. Licopodios y helechos de San Juan Colorado, Oaxaca, México. Revista Mexicana de Biodiversidad 88: 49-55. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rmb.2017.01.019
Mickel JT, Beitel JM. 1988. Pteridophyte flora of Oaxaca, Mexico. New York, USA: The New York Botanical Garden. ISBN: 0-89327-323-6
Mickel JT, Smith AR. 2004. The Pteridophytes of Mexico. New York, USA: The New York Botanical Garden. ISBN: 978-089-3274-58-0
Monroy-García Y. 2009. Diversidad beta de la mastofauna terrestre del estado de Oaxaca, México. MSc. Thesis, Instituto Politécnico Nacional.
Montelongo-Landeros M, Alba-Ávila JA, Romero-Méndez U, García-De la Peña C. 2015. Pteridofitas de las sierras El Sarnoso y Mapimí en Durango, México. Revista Mexicana de Biodiversidad 86: 448-456. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rmb.2015.04.029
Moran RC, Labiak PH, Sundue MA. 2010. Synopsis of Mickelia, a newly recognized genus of bolbitoid ferns (Dryopteridaceae). Brittonia 62: 337-356. DOI: https://doi.org/10.1007/s12228-010-9158-9
Morrone JJ. 1994. On the identification of areas of endemism. Systematic Biology 43: 438-441. DOI: https://doi.org/10.2307/2413679
Muñiz ME, Mendoza-Ruiz A, Pérez-García B. 2007. Usos de los helechos y plantas afines. Etnobiología 5: 117-125.
Ochoa-Ochoa L, Flores-Villela O. 2006. Áreas de diversidad y endemismo de la herpetofauna mexicana. Mexico City: CONABIO-UNAM. ISBN: 970-32-3177-2
Ochoa-Ochoa L, Munguía M, Lira-Noriega A, Sánchez-Cordero V, Flores-Villela O, Navarro-Sigüenza AG, Rodríguez P. 2014. Spatial scale and ?-diversity of terrestrial vertebrates in Mexico. Revista Mexicana de Biodiversidad 85: 918-930. DOI: https://doi.org/10.7550/rmb.38737
Palacios-Ríos M, Gómez-Pompa A. 1997. Phytogeographical analysis of the pteridophytes of Veracruz, Mexico. Holttum Memorial Volume. Richmond, United Kingdom: Royal Botanic Gardens, Kew,, pp. 217-234.
Peterson AT, Navarro AG, Hernández BE, Escalona-Segura G, Rebón-Gallardo F, Rodríguez-Ayala E, Figueroa-Esquivel E, Cabrera-García L. 2003. The Chimalapas region, Oaxaca, Mexico: A high-priority region for bird conservation in Mesoamerica. Bird Conservation International 13: 227-253. DOI: https://doi.org/10.1017/S0959270903003186
PPG I [Pteridophyte Phylogeny Group]. 2016. A community-derived classification for extant lycophytes and ferns. Journal of Systematics and Evolution 54: 563-603. DOI: https://doi.org/10.1111/jse.12229
Ramírez-Barahona S, Torres-Miranda A, Palacios-Ríos M, Luna-Vega I. 2009. Historical biogeography of the Yucatan Peninsula, Mexico: a perspective from ferns (Monilophyta) and lycopods (Lycophyta). Biological Journal of the Linnean Society 98: 775-786. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.2009.01331.x
Ramírez-Barahona S, Luna-Vega I, Tejero-Díez JD. 2011. Species richness, endemism, and conservation of American tree ferns (Cyatheales). Biodiversity and Conservation 20: 59-72. DOI: https://doi.org/10.1007/s10531-010-9946-2
Ramírez-Toro W, Torres-Miranda A, González-Rodríguez A, Ruiz-Sánchez E, Luna-Vega I, Oyama K. 2017. A multicriteria analysis for prioritizing areas for conservation of oaks (Fagaceae: Quercus) in Oaxaca, southern Mexico. Tropical Conservation Science 10: 1-29. DOI: https://doi.org/10.1177%2F1940082917714227
Rodríguez P, Soberón J, Arita HT. 2003. El componente beta de la diversidad de mamíferos en México. Acta Zoológica Mexicana 89: 241-259.
Sánchez-González A, Álvarez-Zúñiga E, López-Mata L. 2016. Diversity and distribution patterns of ferns and lycophytes in a cloud forest in Mexico. Revista Chapingo Serie Ciencias Forestales y del Ambiente 22: 235-253.
Sanginés-Franco C, Luna-Vega I, Alcántara-Ayala O, Contreras-Medina R. 2011. Distributional patterns and biogeographic analysis of ferns in the Sierra Madre Oriental, Mexico. American Fern Journal 101: 81-104. DOI: https://doi.org/10.1640/0002-8444-101.2.81
Sanginés-Franco C, Luna-Vega I, Contreras-Medina R, Espinosa D, Tejero-Díez JD, Rivas G. 2015. Diversity, endemism and conservation of ferns (Polypodiales) in the Mexican Mountain Component. Journal of Mountain Science 12: 891-904. DOI: https://doi.org/10.1007/s11629-014-3070-9
Santa Anna del Conde H, Contreras-Medina R, Luna-Vega I. 2009. Biogeographic analysis of endemic cacti of the Sierra Madre Oriental, Mexico. Biological Journal of the Linnean Society 97: 373-389. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.2009.01212.x
Schneider H, Schuettpelz E. 2016. Systematics and evolution of lycophytes and ferns. Journal of Systematics and Evolution 54: 561-562. DOI: https://doi.org/10.1111/jse.12231
SEMARNAT [Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales]. 2010. Norma Oficial Mexicana NOM-059-SEMARNAT-2010, Protección ambiental-Especies nativas de México de flora y fauna silvestres-Categorías de riesgo y especificaciones para su inclusión, exclusión o cambio-Lista de especies en riesgo. Diario Oficial de la Federación (México), 2da Sección, 30 de diciembre de 2010.
Smith AR, Tejero-Díez JD. 2014. Pleopeltis (Polypodiaceae), a redifinition of the genus and nomenclatural novelties. Botanical Sciences 92: 43-58. DOI: https://doi.org/10.17129/botsci.29
Suárez-Mota ME, Villaseñor JL. 2011. Las compuestas endémicas de Oaxaca, México: diversidad y distribución. Boletín de la Sociedad Botánica de México 88: 55-66. DOI: https://doi.org/10.17129/botsci.308
Sundue MA. 2013. Mycopteris, a new Neotropical genus of grammitid ferns (Polypodiaceae). Brittonia 66: 174-185. DOI: https://doi.org/10.1007/s12228-013-9322-0
Sundue MA. 2017. Three new species of grammitid ferns (Polypodiaceae) from the fern hunter’s paradise: Sierra Juárez, Oaxaca, Mexico. Systematic Botany 42: 160-168. DOI: https://doi.org/10.1600/036364417X694962
Sundue MA, Labiak PH, Mostacero J, Smith AR. 2012. Galactodenia, a new genus of grammitid ferns segregated from Terpsichore (Polypodiaceae). Systematic Botany 37: 339-346. DOI: https://doi.org/10.1600/036364412X635395
Tejero-Díez JD, Mickel JT. 2004. Pteridofitas. In: García-Mendoza A, Ordoñez M, Briones-Salas M, eds. Biodiversidad de Oaxaca. Ciudad de México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México-Fondo Oaxaqueño para la Conservación de la Naturaleza-World Wildlife Fund, pp. 121-139. ISBN: 970-32-2045-2
Tejero-Díez JD, Mickel JT. 2011. Polypodiophyta and Lycopodiophyta. In: García-Mendoza A, Meave J, eds. Diversidad Florística de Oaxaca: de Musgos a Angiospermas. Ciudad de México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México-CONABIO, pp. 149-164. ISBN: 978-607-02-3786-7
Tejero-Díez JD, Torres-Díaz AN, Sánchez-González A. 2016. Helechos de la Sierra Madre del Sur. In: Luna-Vega I, Espinosa D, Contreras-Medina R, eds. Biodiversidad de la Sierra Madre del Sur. Ciudad de México: Universidad Nacional Autónoma de México, pp. 121-155. ISBN: 978-607-02-7906-5
Torres-Colín R. 2004. Tipos de vegetación. In: García-Mendoza A, Ordoñez M, Briones-Salas M, eds. Biodiversidad de Oaxaca. Ciudad de México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México-Fondo Oaxaqueño para la Conservación de la Naturaleza-World Wildlife Fund, pp. 105-117. ISBN: 970-32-2045-2
Trejo I. 2004. Clima. In: García-Mendoza A, Ordoñez M, Briones-Salas M. eds. Biodiversidad de Oaxaca. Ciudad de México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México-Fondo Oaxaqueño para la Conservación de la Naturaleza-World Wildlife Fund, pp. 67-85. ISBN: 970-32-2045-2
Urbina-Cardona JN, Flores-Villela O. 2010. Ecological-niche modeling and prioritization of conservation-area networks for Mexican herpetofauna. Conservation Biology 24: 1031-1041. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2009.01432.x
Valencia-Ávalos S. 1991. El problema de la especie. Ciencias. 24: 13-22.
Vega E, Martínez-Ramos M, García-Oliva F, Oyama K. 2020. Influence of environmental heterogeneity and geographic distance on beta-diversity of woody communities. Plant Ecology 221: 595-614. DOI: https://doi.org/10.1007/s11258-020-01036-x
Velázquez A, Durán E, Ramírez I, Mas JF, Bocco G, Ramírez G, Palacio JL. 2003. Land use-cover change processes in highly biodiverse areas: the case of Oaxaca, Mexico. Global Environmental Change 13: 175-184. DOI: https://doi.org/10.1016/S0959-3780(03)00035-9
Villaseñor JL. 2015. ¿La crisis de la biodiversidad es la crisis de la taxonomía? Botanical Sciences 93: 3-14. DOI: https://doi.org/10.17129/botsci.456
Villaseñor JL. 2016. Checklist of the native vascular plants of Mexico. Revista Mexicana de Biodiversidad 87: 559-902. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rmb.2016.06.017
Villaseñor JL, Ortiz E. 2014. Biodiversidad de las plantas con flores (División Magnoliophyta) en México. Revista Mexicana de Biodiversidad 85: 134-142. DOI: https://doi.org/10.7550/rmb.31987
Whittaker RH. 1960. Vegetation of the Siskiyou Mountains, Oregon and California. Ecology Monographs 30: 279-332. DOI: https://doi.org/10.2307/1943563
Whittaker RJ, Willis KJ, Field R. 2001. Scale and species richness: towards a general, hierarchical theory of species diversity. Journal of Biogeography 28: 453-470. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-2699.2001.00563.x
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