انتشار کنونی گونه S. aristata (Lamiaceae)، پیش‌بینی کنام‌های اکولوژیک در زمان آینده براساس داده‌های هواشناسی؛ راهنمایی برای حفاظت گونه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عاوم گیاهی، دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان، ایران

2 بخش تحقیقات گیاه‌شناسی، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

3 گروه علوم گیاهی، دانشکده علوم، دانشگاه اصفهان

چکیده

امروزه تغییرات اقلیم در سطح جهان چالشی بزرگ برای تنوع زیستی است. داشتن اطلاعات از داده­های مکانی گونه به مراتب برای نشان دادن تنوع زیستی و حفاظت مؤثر است. پیشرفت­های اخیر در شبیه‌سازی مدل­های رایانه‌ای فرصت مناسبی را برای محققین علوم گیاهی در تلفیق داده­های هرباریومی با اطلاعات تکاملی و اکولوژیکی گونه که برای حفظ تنوع زیستی نیز با اهمیت است فراهم آورده است. گونه Salvia aristata Auch. ex Benth (Lamiaceae) گیاهی انحصاری ناحیه ایرانو-تورانی است که پراکنش آن به مناطق شمال، شمال‌غرب و مرکز ایران محدود می ­شود.

اخیرا چندین گزارش برای S. aristata از بخش شرقی ترکیه ذکر شده است. دراین مطالعه از شبیه‌سازی کنام­های اکولوژیک با تأکید بر داده­های اقلیمی برای تخمین توزیع گونه در زمان حاضر، گذشته و آینده استفاده کردیم براساس نتایج Area Under the Curve (AUC>0.9)، مدل شبیه‌سازی شده کارایی بالا دارد. ارتفاع مهمترین عامل تعیین کننده در پراکندگی جغرافیایی گونه S. aristata است. براساس مدل­های شبیه سازی شده، در آخرین عصر یخبندان نقاط جغرافیای مناسب برای پراکندگی S. aristata نسبت به پراکندگی گونه­ی کنونی کمتر بوده است. همچنین، مدل شبیه­سازی شده برای آینده نشان داد که نقاط جغرافیایی احتمالی مناسب برای حضور S. aristata در 60 سال پیش رو کاهش خواهد یافت.

کلیدواژه‌ها


Amiri, M. J. & Eslamian, S. S, 2010: Investigation of climate change in Iran. -Journal of Environmental Science and Technology, (4): 208-216. https://doi. org/10. 3923/jest. 2010. 208. 216 

Alvarado-Serrano, D. F. & Knowels, K. 2014: Ecological niche models in phylogeographic studies: applications, advances and precautions. -Molecular Ecology Resources. (14): 233–248. https://doi. org/10. 1111/1755-0998. 12184.

Behçet, L., & Avlamaz, D. 2009: A new record for Turkey: Salvia aristata aucher ex benth. (Lamiaceae). -Turkish Journal of Botany. 33(1): 61–63. http://doi. org/10. 3906/bot-0808-14.

Bivand, R., Keitt, T. & Rowlingson, B. 2016: Package “rgdal.” R Package.

Busby JR 1991: A bioclimatic analysis and prediction system. In: Nature Conservation: Cost Effective Biological Surveys and Data Analysis (eds Margules CR & Austin MP), pp. 64–68. CSIRO, Sydney, New South Wales.

Faith, D. P. & Baker, A. M., 2006: Phylogenetic Diversity (PD) and Biodiversity Conservation: Some Bioinformatics Challenges. -Evolutionary Bioinformatic, (2): 121-128. https://doi. org/10. 1177/117693430600200007

Farashi, A., & Shariati, M. 2017: Biodiversity hotspots and conservation gaps in Iran. -Journal of Nature Conservation, (39): 37–57. https://doi. org/10. 1016/j. jnc. 2017. 06. 003

Ferrara, C., Barone, P. M., Salvati, L. & Pettinelli, E. 2014: Ground penetration radar as remote sensing technique to investigate the root system architecture. -Applied Ecology and Environmental Research, 12(3): 661–679. https://doi. org/10. 15666/aeer/1203

Guisan, A., Thuiller, W. 2005: Predicting species distribution: offering more than simple habitat models. -Ecological letters, (8): 993–1009. https://doi. org/10. 1111/j. 1461-0248. 2005. 00792. x.

Hart, R., Salick, J., Ranjitkar, S. & Xu, J. 2014: Herbarium specimens show contrasting phenological responses to Himalayan climate. -Proceedings of the National Academy of Sciences. 111(29): 10615–10619. https://doi. org/10. 1073/pnas. 1403376111

Hijmans RJ, Cameron SE, Parra JL, Jones PG. & Jarvis A. 2005: Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas. -International Journal of Climatology. 25: 1965–1978

Hijmans, R. J., Elith, J., 2015: Species Distribution Modeling with R. R CRAN Proj.

79 ppIlloldi-Rangel, P., Sánchez-Cordero, V. & Peterson, A. T. 2004: Predicting Distributions of Mexican Mammals Using Ecological Niche Modeling. Journal of Mammalogy. 85(4): 658–662. http://dx. doi. org/10. 1644/BER-024.

IUCN Standards and Petitions Subcommittee. 2014: Guidelines for Using the IUCN Red List Categories and Criteria. Version 11. Prepared by the Standards and Petitions Subcommittee.

James, S. A., Soltis, P. S., Belbin, L., Chapman, A. D., Nelson, G., Paul, D. L. & Collins, M. 2018: Herbarium data: Global biodiversity and societal botanical needs for novel research. Application in Plant Science. 6(2): 1–8. https://doi. org/10. 1002/aps3. 1024.

Jamzad, Z. & Moein, F. 2017: The conservation status of Salvia aristata, a rare species of the genus Salvia. - Iran Nature. 2(3): 92-95. doi: 10. 22092/irn. 2017. 112976

Kozak, K. H., Graham, C. H., & Wiens, J. J. 2008: Integrating GIS-based environmental data into evolutionary biology. Trends in Ecology and Evolution. 23(3): 141–148. https://doi. org/10. 1016/j. tree. 2008. 02. 001

Marchant, D. B., Soltis, D. E. & Soltis, P. S. 2016: Patterns of abiotic niche shifts in allopolyploids relative to their progenitors. -New Phytologist. 212: 708-718.

Peterson, A. T., & Nyári, Á. S. 2007: Ecological niche conservatism and pleistocene refugia in the Thrush-like Mourner, Shiffornis sp., in the Neotropics. Evolution. 62: 173–183.

Peterson, R. A. 2012: On the use of college students in social science research: Insights from a second-order meta-analysis. Journal of Consumer Research. 28(3): 450–461. https://doi. org/10. 1086/323732

Phillips, S. J., Anderson, R. P., & Schapire, R. E. 2006: Maximum entropy modeling of species geographic distributions. -Ecological Modelling. 190: 231–259. https://doi. org/10. 1016/j. 2005. 03. 026.

Raxworthy, C., Ingram, C., Rabibisoa, N. & Pearson, R. 2007: Applications of Ecological Niche Modeling for Species Delimitation: A Review and Empirical Evaluation Using Day Geckos (Phelsuma) from Madagascar. -Systematic Biology. 56(6): 907–923. https://doi. org/10. 1080/10635150701775111.

Sen, S., Shivaprakash, K. N., Aravind, N. A., Ravikanth, G. & Dayanandan, S. 2016: Ecological niche modeling for conservation planning of an endemic snail in the verge of becoming a pest in cardamom plantations in the Western Ghats biodiversity hotspot. -Ecology and Evolution. 6(18): 6510–6523. https://doi. org/10. 1002/ece3. 2368.

Soltis, D. E., Soltis, P. S. 2016: Mobilizing and integrating big data in studies of spatial and phylogenetic patterns of biodiversity. Plant Diversity. 38(6): 264–270. https://doi. org/10. 1016/j. pld. 2016. 12. 001.

Soltis, P. S. 2017: Digitization of herbaria enables novel research. American Journal of Botany. 104 (9): 1281–1284. https://doi. org/10. 3732/ajb. 1700281.

Stockwell, D., & Peters, D. 1999: The GARP modelling system : problems and solutions to automated spatial prediction. -Ecological Modelling. 13(2): 143–158.

Thiers, B. M. 2018: The World’s Herbaria 2017: A Summary Report Based on Data from Index Herbariorum Issue, 2018. (1): 1–17.

Varela, S., Lima-Ribeiro, M. S. & Terribile, L. C. 2015: A short guide to the climatic variables of the last glacial maximum for biogeographers. 10(6): 1–15. https://doi. org/10. 1371/journal. pone. 0129037

Vollmar, A., Macklin, J. A., & Ford, L. 2010: Natural History Specimen Digitization: Challenges and Concerns. Biodiversity Informatics. 7(2): 93–112. https://doi. org/10. 17161/bi. v7i2. 3992.

Thuiller, W., Lafourcade, B., Engler, R. & Araújo, M. B. 2009: BIOMOD a platform for ensemble forecasting of species distributions. -Ecography. 32: 369-373. doi:10. 1111/j. 1600-0587. 2008. 05742. x

Walker, J. B., Sytsma, K. J., Treutlein, J. and Wink, M. 2004: Salvia (Lamiaceae) is not monophyletic: Implications for the systematics, radiation, and ecological specializations of Salvia and tribe Mentheae. -American Journal of Botany. 91(7): 1115–1125. http://doi. org/10. 3732/ajb. 91. 7. 1115

Walther, G. R., Post, E., Convey, P., Menzel, A., Parmesan, C., Beebee, T. J. C & Bairlein, F. 2002: Ecological responses to recent climate change. -Nature. 416(6879): 389–395.

Wiens, J. 2007: Species Delimitation: New Approaches for Discovering Diversity. -Systematic Biology. 56(6): 875–878.

Zhang, Y., Chen, C., Li, L., Zhao, C., Chen, W., and Huang, Y. 2014: Insights from ecological niche modeling on the taxonomic distinction and niche differentiation between the blackspotted and red-spotted Tokay geckoes (Gekko gecko). -Ecology and Evolution. 4(17): 3383–3394.