Macroecology of avian frugivore diversity

Abstract

Die Verbreitung von Vögeln kann von sehr unterschiedlichen Faktoren (z.B. Habitatstruktur, Klima, Nahrungsverfügbarkeit, Evolutionsgeschichte) beeinflusst werden, die zudem auf verschiedenen räumlichen Skalen (lokal bis global) unterschiedlich wirken. In dieser Dissertation wurde die Artenvielfalt früchtefressender Vogelarten auf regionalem, kontinentalem und globalem Maßstab untersucht und getestet ob sie von Habitatstruktur (Landnutzung, Topographie, Vegetationsstruktur), Klima (Temperatur, Niederschlag, Evapotranspiration), Nahrungsressourcen (früchtetragende Baumarten), oder historischen Faktoren (biogeographische Region) bestimmt wird. Dazu wurden umfangreiche geographische Datenbanken auf verschiedenen räumlichen Skalen, d.h. auf regionalem (Kenia), kontinentalem (Afrika), und globalem (Welt) Maßstab, ausgewertet, die die Verbreitung aller Vogelarten und wichtiger Umweltfaktoren enthalten. Statistische Analysen auf globalem Maßstab zeigten, dass die Verbreitung von Früchtefressern sehr gut mit klimatischen Variablen, insbesondere aktueller Evapotranspiration und Produktivität, beschrieben werden kann. Unterschiede zwischen biogeographischen Regionen bleiben jedoch bestehen auch wenn für klimatische Unterschiede zwischen den Regionen korrigiert wird. Weiter zeigen unterschiedliche Ordnungen mit früchtefressenden Vogelarten unterschiedliche Diversifizierungsmuster. Dies deutet darauf hin, dass auch historische Faktoren, wie die Klima- und Evolutionsgeschichte, eine wichtige Rolle spielen. Analysen auf regionalem und kontinentalem Maßstab legen nahe, dass klimatische Faktoren im Wesentlichen indirekt auf die Artenvielfalt von Früchtefressern wirken, und zwar durch funktionelle Beziehungen zwischen Früchtefressern und Bäumen (z.B. trophische Interaktionen mit wichtigen Nahrungspflanzen, Vegetationsstruktur). Die Ergebnisse dieser Dissertation zeigen, dass biotische Interaktionen, direkte und indirekte klimatische Effekte, und das Zusammenwirken von Evolutionsgeschichte und heutigen Umweltbedingungen untersucht werden müssen um den Artenreichtum von Vögeln auf großem räumlichem Maßstab zu verstehen.

The distribution of bird species can be influenced by a variety of factors (e.g., habitat structure, climate, food availability, biogeographic history) which can change in importance at different spatial scales. In this thesis, I examine geographic patterns of species richness of frugivorous birds – a guild of species specialized on fleshy–fruited plants as food resources. Using comprehensive databases on the distribution of all terrestrial bird species at regional, continental, and global spatial scales I test the potential of plant diversity, contemporary climate, habitat heterogeneity and biogeographic history to explain frugivore diversity at broad spatial scales. At a global scale, avian frugivore diversity is statistically best explained by climate, especially water-energy dynamics and productivity. There are significant differences in frugivore diversity between biogeographic regions which remained after differences in environment had been accounted for. Together with geographic diversification patterns of major clades and realm–specific richness–environment relationships these results indicate an important role of historical processes in shaping regional patterns of avian frugivore diversity. Analyses at regional and continental scales further show that influences of environmental variables on frugivore diversity are mainly indirect, via effects on plants, rather than only direct as often assumed. Spatial patterns of species richness of frugivorous birds and woody plants appear to be linked via functional relationships, either via trophic interactions with major food plants (e.g., Ficus) or vegetation structural complexity. Overall, the results of this thesis imply that biotic interactions, direct and indirect environmental effects as well as historical constraints need to be taken into account to fully understand patterns of species richness at broad spatial scales.