Published November 15, 2022 | Version v1
Publication Open

Geodiversity influences limnological conditions and freshwater ostracode species distributions across broad spatial scales in the northern Neotropics

Creators

  • 1. Technische Universität Braunschweig
  • 2. Instituto Tecnológico de Chetumal
  • 3. El Colegio de la Frontera Sur
  • 4. Honduras Foundation for Agricultural Research
  • 5. Universidad del Valle de Guatemala

Description

Abstract. Geodiversity is recognized as one of the most important drivers of ecosystem characteristics and biodiversity globally. However, in the northern Neotropics, the contribution of highly diverse landscapes, environmental conditions, and geological history in structuring large-scale patterns of aquatic environments and aquatic species associations remains poorly understood. We evaluated the relationships among geodiversity, limnological conditions, and freshwater ostracodes from southern Mexico to Nicaragua. A cluster analysis (CA), based on geological, geochemical, mineralogical, and water-column physical and chemical characteristics of 76 aquatic ecosystems (karst, volcanic, tectonic) revealed two main limnological regions: (1) karst plateaus of the Yucatán Peninsula and northern Guatemala, and (2) volcanic terrains of the Guatemalan highlands, mid-elevation sites in El Salvador and Honduras, and the Nicaraguan lowlands. In addition, seven subregions were recognized, demonstrating a high heterogeneity of aquatic environments. Principal component analysis (PCA) identified water chemistry (ionic composition) and mineralogy as most influential for aquatic ecosystem classification. Multi-parametric analyses, based on biological data, revealed that ostracode species associations represent disjunct faunas. Five species associations, distributed according to limnological regions, were recognized. Structural equation modeling (SEM) revealed that geodiversity explains limnological patterns of the study area. Limnology further explained species composition, but not species richness. The influence of conductivity and elevation were individually evaluated in SEM and were statistically significant for ostracode species composition, though not for species richness. We conclude that geodiversity has a central influence on the limnological conditions of aquatic systems, which in turn influence ostracode species composition in lakes of the northern Neotropical region.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة: من المسلم به أن التنوع الجيولوجي هو أحد أهم محركات خصائص النظام الإيكولوجي والتنوع البيولوجي على مستوى العالم. ومع ذلك، في المناطق المدارية الحديثة الشمالية، لا تزال مساهمة المناظر الطبيعية المتنوعة للغاية والظروف البيئية والتاريخ الجيولوجي في هيكلة أنماط واسعة النطاق من البيئات المائية وجمعيات الأنواع المائية غير مفهومة بشكل جيد. قمنا بتقييم العلاقات بين التنوع الجيولوجي والظروف العصرية ورموز المياه العذبة من جنوب المكسيك إلى نيكاراغوا. كشف تحليل عنقودي (CA)، استنادًا إلى الخصائص الفيزيائية والكيميائية الجيولوجية والجيوكيميائية والمعدنية والعمود المائي لـ 76 نظامًا بيئيًا مائيًا (كارست، بركاني، تكتوني) عن منطقتين ليمنولوجيتين رئيسيتين: (1) الهضاب الكارستية في شبه جزيرة يوكاتان وشمال غواتيمالا، و (2) التضاريس البركانية في المرتفعات الغواتيمالية، ومواقع الارتفاع المتوسط في السلفادور وهندوراس، والأراضي المنخفضة في نيكاراغوا. بالإضافة إلى ذلك، تم التعرف على سبع مناطق فرعية، مما يدل على وجود تباين كبير في البيئات المائية. حدد تحليل المكونات الرئيسية (PCA) كيمياء المياه (التركيب الأيوني) وعلم المعادن على أنهما الأكثر تأثيرًا في تصنيف النظام الإيكولوجي المائي. كشفت التحليلات متعددة المعايير، بناءً على البيانات البيولوجية، أن ارتباطات أنواع الكود الشرقي تمثل حيوانات منفصلة. تم التعرف على خمسة جمعيات للأنواع، موزعة وفقًا للمناطق العصرية. كشفت نمذجة المعادلة الهيكلية (SEM) أن التنوع الجيولوجي يفسر الأنماط العصرية لمنطقة الدراسة. أوضحت ليمنولوجي كذلك تكوين الأنواع، ولكن ليس ثراء الأنواع. تم تقييم تأثير الموصلية والارتفاع بشكل فردي في SEM وكانت ذات دلالة إحصائية لتكوين أنواع ostracode، ولكن ليس لثراء الأنواع. نستنتج أن التنوع الجيولوجي له تأثير مركزي على الظروف الليلية للأنظمة المائية، والتي بدورها تؤثر على تكوين أنواع الأكواد الشرقية في بحيرات المنطقة الاستوائية الشمالية.

Translated Description (French)

Résumé. La géodiversité est reconnue comme l'un des facteurs les plus importants des caractéristiques des écosystèmes et de la biodiversité à l'échelle mondiale. Cependant, dans les Néotropiques du Nord, la contribution des paysages, des conditions environnementales et de l'histoire géologique très variés dans la structuration des modèles à grande échelle des environnements aquatiques et des associations d'espèces aquatiques reste mal comprise. Nous avons évalué les relations entre la géodiversité, les conditions limnologiques et les ostracodes d'eau douce du sud du Mexique au Nicaragua. Une analyse en grappes (AC), basée sur les caractéristiques géologiques, géochimiques, minéralogiques et physiques et chimiques de la colonne d'eau de 76 écosystèmes aquatiques (karstiques, volcaniques, tectoniques) a révélé deux principales régions limnologiques : (1) les plateaux karstiques de la péninsule du Yucatán et du nord du Guatemala, et (2) les terrains volcaniques des hautes terres guatémaltèques, les sites d'altitude moyenne au Salvador et au Honduras et les basses terres nicaraguayennes. En outre, sept sous-régions ont été reconnues, démontrant une grande hétérogénéité des environnements aquatiques. L'analyse en composantes principales (ACP) a identifié la chimie de l'eau (composition ionique) et la minéralogie comme les plus influentes pour la classification des écosystèmes aquatiques. Des analyses multiparamétriques, basées sur des données biologiques, ont révélé que les associations d'espèces d'ostracodes représentent des faunes disjointes. Cinq associations d'espèces, réparties selon les régions limnologiques, ont été reconnues. La modélisation des équations structurelles (MEB) a révélé que la géodiversité explique les modèles limnologiques de la zone d'étude. La limnologie expliquait davantage la composition en espèces, mais pas la richesse en espèces. L'influence de la conductivité et de l'élévation ont été évaluées individuellement dans le MEB et étaient statistiquement significatives pour la composition des espèces d'ostracodes, mais pas pour la richesse en espèces. Nous concluons que la géodiversité a une influence centrale sur les conditions limnologiques des systèmes aquatiques, qui à leur tour influencent la composition des espèces d'ostracodes dans les lacs de la région néotropicale septentrionale.

Translated Description (Spanish)

Resumen. La geodiversidad es reconocida como uno de los impulsores más importantes de las características de los ecosistemas y la biodiversidad a nivel mundial. Sin embargo, en el Neotrópico septentrional, la contribución de paisajes, condiciones ambientales e historia geológica muy diversos en la estructuración de patrones a gran escala de ambientes acuáticos y asociaciones de especies acuáticas sigue siendo poco conocida. Evaluamos las relaciones entre la geodiversidad, las condiciones limnológicas y los ostrácodos de agua dulce desde el sur de México hasta Nicaragua. Un análisis de conglomerados (AC), basado en las características físicas y químicas geológicas, geoquímicas, mineralógicas y de columna de agua de 76 ecosistemas acuáticos (kársticos, volcánicos, tectónicos) reveló dos regiones limnológicas principales: (1) mesetas kársticas de la Península de Yucatán y el norte de Guatemala, y (2) terrenos volcánicos de las tierras altas de Guatemala, sitios de elevación media en El Salvador y Honduras, y las tierras bajas de Nicaragua. Además, se reconocieron siete subregiones, demostrando una alta heterogeneidad de ambientes acuáticos. El análisis de componentes principales (PCA) identificó la química del agua (composición iónica) y la mineralogía como las más influyentes para la clasificación de los ecosistemas acuáticos. Los análisis multiparamétricos, basados en datos biológicos, revelaron que las asociaciones de especies de ostracode representan faunas disjuntas. Se reconocieron cinco asociaciones de especies, distribuidas según regiones limnológicas. El modelado de ecuaciones estructurales (SEM) reveló que la geodiversidad explica los patrones limnológicos del área de estudio. La limnología explicó con más detalle la composición de las especies, pero no la riqueza de especies. La influencia de la conductividad y la elevación se evaluaron individualmente en SEM y fueron estadísticamente significativas para la composición de especies de ostracode, aunque no para la riqueza de especies. Concluimos que la geodiversidad tiene una influencia central en las condiciones limnológicas de los sistemas acuáticos, que a su vez influyen en la composición de las especies de ostracode en los lagos de la región neotropical norte.

Files

bg-19-5167-2022.pdf.pdf

Files (8.9 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3a92bf48552f20d791ae870eb4561ced
8.9 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
يؤثر التنوع الجيولوجي على الظروف الليلية وتوزيعات أنواع أكواد أوستراكود المياه العذبة عبر نطاقات مكانية واسعة في المناطق المدارية الحديثة الشمالية
Translated title (French)
La géodiversité influence les conditions limnologiques et la répartition des espèces d'ostracodes d'eau douce à grande échelle spatiale dans les néotropiques nordiques
Translated title (Spanish)
La geodiversidad influye en las condiciones limnológicas y en la distribución de las especies de ostrácodos de agua dulce en amplias escalas espaciales en el Neotrópico septentrional

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4309208204
DOI
10.5194/bg-19-5167-2022

Is supplement to
https://openalex.org/W4240434580 (Other)
https://openalex.org/W4236072652 (Other)
https://openalex.org/W2963766470 (Other)
https://openalex.org/W2895704101 (Other)
https://openalex.org/W2796528302 (Other)
https://openalex.org/W2598524279 (Other)
https://openalex.org/W2538333156 (Other)
https://openalex.org/W2123721948 (Other)
https://openalex.org/W2034115574 (Other)
https://openalex.org/W1987127396 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Guatemala

References

  • https://openalex.org/W139937130
  • https://openalex.org/W1558981414
  • https://openalex.org/W1586588013
  • https://openalex.org/W161936499
  • https://openalex.org/W164391871
  • https://openalex.org/W1971309298
  • https://openalex.org/W1973271847
  • https://openalex.org/W1977421314
  • https://openalex.org/W1977775666
  • https://openalex.org/W1978073822
  • https://openalex.org/W1978887399
  • https://openalex.org/W1984624043
  • https://openalex.org/W1985544238
  • https://openalex.org/W1989028309
  • https://openalex.org/W1991156767
  • https://openalex.org/W1991245757
  • https://openalex.org/W1994542962
  • https://openalex.org/W1995877077
  • https://openalex.org/W2000922839
  • https://openalex.org/W2002708684
  • https://openalex.org/W2003488255
  • https://openalex.org/W2008550193
  • https://openalex.org/W2009371971
  • https://openalex.org/W2011825785
  • https://openalex.org/W2020968099
  • https://openalex.org/W2031120343
  • https://openalex.org/W2032445377
  • https://openalex.org/W2033260914
  • https://openalex.org/W2037290269
  • https://openalex.org/W2037953980
  • https://openalex.org/W2038041833
  • https://openalex.org/W2039538480
  • https://openalex.org/W2040780396
  • https://openalex.org/W2041336767
  • https://openalex.org/W2041444860
  • https://openalex.org/W2049599783
  • https://openalex.org/W2066694019
  • https://openalex.org/W2067984119
  • https://openalex.org/W2071666535
  • https://openalex.org/W2073289505
  • https://openalex.org/W2076127899
  • https://openalex.org/W2077764066
  • https://openalex.org/W2090063082
  • https://openalex.org/W2099053943
  • https://openalex.org/W2101108516
  • https://openalex.org/W2102580718
  • https://openalex.org/W2106559018
  • https://openalex.org/W2107300579
  • https://openalex.org/W2108468796
  • https://openalex.org/W2115073926
  • https://openalex.org/W2115486310
  • https://openalex.org/W2116569205
  • https://openalex.org/W2120532656
  • https://openalex.org/W2122416341
  • https://openalex.org/W2123174317
  • https://openalex.org/W2125658734
  • https://openalex.org/W2126450785
  • https://openalex.org/W2139122160
  • https://openalex.org/W2142295440
  • https://openalex.org/W2142834673
  • https://openalex.org/W2142923480
  • https://openalex.org/W2154284281
  • https://openalex.org/W2156023580
  • https://openalex.org/W2162348455
  • https://openalex.org/W2177189184
  • https://openalex.org/W2184974235
  • https://openalex.org/W2198858745
  • https://openalex.org/W2276619150
  • https://openalex.org/W2321441767
  • https://openalex.org/W2326293874
  • https://openalex.org/W2335344454
  • https://openalex.org/W2467738893
  • https://openalex.org/W2486278145
  • https://openalex.org/W2506883038
  • https://openalex.org/W2510474575
  • https://openalex.org/W2540263066
  • https://openalex.org/W2551658670
  • https://openalex.org/W2734482917
  • https://openalex.org/W2770412130
  • https://openalex.org/W2771645281
  • https://openalex.org/W2772803673
  • https://openalex.org/W2783905382
  • https://openalex.org/W2784246167
  • https://openalex.org/W2794318952
  • https://openalex.org/W2795910899
  • https://openalex.org/W2799603689
  • https://openalex.org/W2807683968
  • https://openalex.org/W2886403309
  • https://openalex.org/W2890095627
  • https://openalex.org/W2916774546
  • https://openalex.org/W2953423922
  • https://openalex.org/W2967239936
  • https://openalex.org/W2972507896
  • https://openalex.org/W2973035586
  • https://openalex.org/W2990352191
  • https://openalex.org/W2991180685
  • https://openalex.org/W2998338287
  • https://openalex.org/W2998476231
  • https://openalex.org/W3014358108
  • https://openalex.org/W3026735127
  • https://openalex.org/W3049672535
  • https://openalex.org/W3081237
  • https://openalex.org/W3109622886
  • https://openalex.org/W3179612941
  • https://openalex.org/W3196604450
  • https://openalex.org/W3200884309
  • https://openalex.org/W3200990417
  • https://openalex.org/W3203899247
  • https://openalex.org/W3204533544
  • https://openalex.org/W4210981671
  • https://openalex.org/W4240690896
  • https://openalex.org/W4244470874
  • https://openalex.org/W4245658316
  • https://openalex.org/W97090678