Species distribution modeling and conservation assessment of the northwestern Argentinean highland papayas under global change scenarios

Abstract

Las especies silvestres parientes de los cultivos son una fuente de genes para mejorar la tolerancia de éstos a estreses bióticos y abióticos. Vasconcellea quercifolia y V. glandulosa, parientes silvestres de la papaya (Carica papaya), se encuentran en el límite más austral de la distribución del género y presentan características relacionadas con la tolerancia a la estacionalidad de la temperatura y precipitación. La persistencia de las dos especies está en riesgo debido al cambio climático y al cambio en los usos del suelo. El objetivo de este trabajo fue identificar áreas prioritarias para la conservación ex situ, evaluando el efecto del cambio global sobre la distribución potencial de ambas especies en el noroeste de la Argentina. La distribución potencial se modeló a partir de datos de ocurrencia y de cinco variables bioclimáticas no correlacionadas. El efecto del cambio global sobre los rangos de distribución se evaluó en dos escenarios de cambio climático para el año 2050 y considerando el cambio en los usos del suelo. Las prioridades de conservación fueron identificadas mediante un enfoque integrado de estrategias de conservación in situ y ex situ. La distribución de V. quercifolia fue más amplia que la de V. glandulosa. La pérdida de hábitat disponible para V. quercifolia ocurrió principalmente por el cambio en los usos del suelo, mientras que para V. glandulosa ocurriría por el efecto del cambio climático. Además, el efecto sinérgico entre ambos factores sería mayor en V. quercifolia. Ambas Vasconcelleas son especies prioritarias para colecta de germoplasma. Se logró identificar áreas prioritarias de conservación para ambas especies.

Wild species related to crops are a source of genes for improving crop tolerance of biotic and abiotic stresses. Vasconcellea quercifolia and V. glandulosa are wild relatives of papaya (Carica papaya). They are the southernmost-distributed members of the genus and have traits related to tolerance of temperature and precipitation seasonality. Climate and land-use changes, however, are threatening their persistence. Our objectives were to identify priority ex situ conservation areas based on the potential distribution of both species in northwestern Argentina under global change scenarios. The potential distribution of Vasconcellea spp. was modeled using occurrence data and five bioclimatic non-correlated variables. Distribution range shifts were assessed in two climate change scenarios for the year 2050, considering land-use changes. Gap analysis methodology was applied, and conservation priorities were identified by an integrated approach of conservation strategies. Vasconcellea quercifolia has a wider habitat suitability area than V. glandulosa, and the effect of landuse change on distribution was higher for the former than latter species. Conversely, climate change would be more negative on V. glandulosa than V. quercifolia, and the synergic effect of both climate and land-use changes would be higher for V. quercifolia than V. glandulosa. According to gap analysis, both Vasconcellea spp. are high priority species for further germplasm collection. We identified priority areas for ex situ conservation.