Climate-driven shifts in the diversity of plants in the Neotropical seasonally dry forest: Evaluating the effectiveness of protected areas

Given the current environmental crisis, biodiversity protection is one of the most urgent socio-environmental priorities. However, the effectiveness of protected areas (PAs), the primary strategy for safeguarding ecosystems, is challenged by global climate change (GCC), with evidence showing that species are shifting their distributions into new areas, causing novel species assemblages. Therefore, there is a need to evaluate PAs' present and future effectiveness for biodiversity under the GCC. Here, we analyzed changes in the spatiotemporal patterns of taxonomic and phylogenetic diversity (PD) of plants associated with the Neotropical seasonally dry forest (NSDF) under GCC scenarios. We modeled the climatic niche of over 1000 plant species in five representative families (in terms of abundance, dominance, and endemism) of the NSDF. We predicted their potential distributions in the present and future years (2040, 2060, and 2080) based on an intermediate scenario of shared socio-economic pathways (SSP 3.70), allowing species to disperse to new sites or constrained to the current distribution. Then, we tested if the current PAs network represents the taxonomic and phylogenetic diversities. Our results suggest that GCC could promote novel species assemblages with local responses (communities' modifications) across the biome. In general, models predicted losses in the taxonomic and phylogenetic diversities of all the five plant families analyzed across the distribution of the NSDF. However, in the northern floristic groups (i.e., Antilles and Mesoamerica) of the NSDF, taxonomic and PD will be stable in GCC projections. In contrast, across the NSDF in South America, some cores will lose diversity while others will gain diversity under GCC scenarios. PAs in some NSDF regions appeared insufficient to protect the NSDF diversity. Thus, there is an urgent need to assess how the PA system could be better reconfigured to warrant the protection of the NSDF. Dada la actual crisis ambiental, la proteccion de la biodiversidad se presenta como una de las prioridades socio ambientales mas urgentes. Sin embargo, la efectividad de las areas protegidas (AP), la estrategia principal para salvaguardar los ecosistemas, se ve desafiada por el cambio climatico global (CCG), con evidencia que muestra que las especies estan desplazando sus distribuciones hacia nuevas areas, provocando conjuntos de especies novedosos. Por lo tanto, es necesario evaluar la efectividad actual y futura de las AP para la biodiversidad bajo el CCG. En este contexto, analizamos cambios en los patrones espacio-temporales de diversidad taxonomica y filogenetica de plantas asociadas al bosque estacionalmente seco neotropical (BES) bajo escenarios de CCG. Modelamos el nicho climatico de mas de 1,000 especies de plantas en cinco familias representativas (en terminos de abundancia, dominancia y endemismo) del BES. Pronosticamos sus distribuciones potenciales en los anos actuales y futuros (2040, 2060 y 2080) basandonos en un escenario intermedio de trayectorias socioeconomicas compartidas (SSP 3.70), permitiendo que las especies se dispersen a nuevos sitios o esten limitadas a la distribucion actual. Luego, evaluamos si la red actual de AP representa las diversidades taxonomicas y filogeneticas. Nuestros resultados sugieren que el CCG podria promover conjuntos de especies novedosos con respuestas locales (modificaciones en las comunidades) en todo el bioma. En general, los modelos pronosticaron perdidas en las diversidades taxonomicas y filogeneticas de las cinco familias de plantas analizadas en la distribucion del BES. Sin embargo, en los grupos floristicos del norte (es decir, Antillas y Mesoamerica) del BSDN, la diversidad taxonomica y filogenetica se mantendra estable en las proyecciones de CCG. En cambio, en toda la region del BES en America del Sur, algunos nucleos perderan diversidad mientras que otros ganaran diversidad bajo escenarios de CCG. Algunas AP en regiones del BES parecen ser insuficientes para proteger la diversidad del bioma. Por lo tanto, es urgente evaluar como se podria reconfigurar mejor el sistema de AP para garantizar la proteccion del BES. Plant species in the Neotropical seasonally dry forest are shifting their distribution ranges because of global climate change, but outcomes for the coming decades are uncertain. Therefore, it is urgent to forecast potential scenarios based on the species' current distributions and dispersion capabilities. In general, models predicted losses in the number of species and lineages (evolutionary history) across the Neotropics, with protected areas being insufficient in some regions to protect the forest.image