パラパトリックなアジアの山のカエルの生物地理学的境界の生態学的説明を推測する

背景：分散および結果として生じる生物地理学的境界に対する障壁を形作るメカニズムを特定して理解することは、生態学、進化、生物地理学の長年の目標でした。安定した隣接する範囲、介在する物理的障壁のない隣接する範囲が特徴であり、狭い接触ゾーンで範囲が重複する場合は限られている場合、パラパトリック種は生物地理学的境界を研究するための興味深いシステムです。2つの副鼻腔カエル種、Feirana QuadranusとF. Taihangnicaの地理的範囲は、東アジアにとって重要な流域であるQinling Mountains内の接触ゾーンで出会います。2つの密接に関連するカエル種の副局所範囲境界の生態学的決定因子を特定するために、生態学的ニッチモデルと叙階技術を組み合わせた地理的空間と環境空間の両方でニッチの分化の程度を定量化しました。生物地理学的境界のために、2つの代替帰無仮説（鋭い環境勾配と2つの非常に適切な領域を分割する不適切な生息地のリボン）をテストしました。 結果：これら2つの副段階種のニッチは、偶然に予想よりも類似しているが、同等ではないことを発見しました。鋭い環境勾配は見つかりませんでしたが、不適切な生息地のリボンはF. Quadranusの障壁として機能しましたが、F。taihangnicaでは機能しませんでした。 結論：調査結果を歴史的な生物地理学的情報と統合すると、我々の結果は、接触ゾーンで環境耐性がF. Quadranusがさらに北に分散することを制限した一方で、種間競争によりF. taihangnicaの南向きの拡大を防ぐ可能性が最も高いことを示唆しています。この研究は、特に気候の変化の影響の下で、生態学的に類似したカエル種間の概要範囲範囲の境界に関する生態学的説明を探る際の気候と競争の両方の重要性を強調しています。

BACKGROUND: Identifying and understanding the mechanisms that shape barriers to dispersal and resulting biogeographic boundaries has been a longstanding, yet challenging, goal in ecology, evolution and biogeography. Characterized by stable, adjacent ranges, without any intervening physical barriers, and limited, if any, range overlap in a narrow contact zone, parapatric species are an interesting system for studying biogeographic boundaries. The geographic ranges of two parapatric frog species, Feirana quadranus and F. taihangnica, meet in a contact zone within the Qinling Mountains, an important watershed for East Asia. To identify possible ecological determinants of the parapatric range boundaries for two closely related frog species, we quantified the extent of their niche differentiation in both geographical and environmental space combining ecological niche models with an ordination technique. We tested two alternative null hypotheses (sharp environmental gradients versus a ribbon of unsuitable habitat dividing two highly suitable regions) for biogeographic boundaries, against the null expectation that environmental variation across a given boundary is no greater than expected by chance. RESULTS: We found that the niches of these two parapatric species are more similar than expected by chance, but not equivalent. No sharp environmental gradient was found, while a ribbon of unsuitable habitat did act as a barrier for F. quadranus, but not for F. taihangnica. CONCLUSIONS: Integrating our findings with historical biogeographic information, our results suggest that at a contact zone, environmental tolerance restricted F. quadranus from dispersing further north, while interspecific competition most likely prevented the southward expansion of F. taihangnica. This study highlights the importance of both climate and competition in exploring ecological explanations for parapatric range boundaries between ecologically similar frog species, in particular under the effects of changing climate.