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Maruyama PK, Bosenbecker C, Cardoso JCF, Sonne J, Ballarin CS, Souza CS, Leguizamón J, Lopes AV, Maglianesi MA, Fernández Otárola M, Parra JL, Pena JC, Ramírez-Burbano MB, Rodríguez-Flores CI, Rech AR, Zanata TB, Acevedo-Quintero JF, Almeida G, Anselmo PA, Amorim FW, Montoya-Arango S, Araujo AC, de Araújo FP, Del Coro Arizmendi M, Brito L, Castillo-García A, Cherutte AG, Costa CF, Ferreira FHS, Dias Filho MM, da Frota AVB, Iepsen AS, Freitas L, de Almeida IG, Gomes ACS, Hachuy-Filho L, Lara C, Lasprilla LR, Llano J, Nakamura V, Nunes Neto E, Nunes CEC, Machado CG, Maianne M, Marin-Gomez O, Márquez-Luna U, Mendes RS, Mesa JG, Oliveira R, Lima-Passos J, Pereira JAS, Restrepo-González A, Rigotto SM, Rodrigues BM, Rui AM, Ruiz DB, Sandoval L, Santana CA, Silva JLS, Silva LL, Santos VC, Silva PA, Vargas-Espinosa MC, Vitorino BD, Wolowski M, Sazima I, Sazima M, Dalsgaard B, Vizentin-Bugoni J, Oliveira PE. Urban environments increase generalization of hummingbird-plant networks across climate gradients. Proc Natl Acad Sci U S A 2024; 121:e2322347121. [PMID: 39527750 DOI: 10.1073/pnas.2322347121] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 12/19/2023] [Accepted: 09/28/2024] [Indexed: 11/16/2024] Open
Abstract
Urbanization has reshaped the distribution of biodiversity on Earth, but we are only beginning to understand its effects on ecological communities. While urbanization may have homogenization effects strong enough to blur the large-scale patterns in interaction networks, urban community patterns may still be associated with climate gradients reflecting large-scale biogeographical processes. Using 103 hummingbird-plant mutualistic networks across continental Americas, including 176 hummingbird and 1,180 plant species, we asked how urbanization affects species interactions over large climate gradients. Urban networks were more generalized, exhibiting greater interaction overlap. Higher generalization was also associated with lower precipitation in both urban and natural areas, indicating that climate affects networks irrespective of habitat type. Urban habitats also showed lower hummingbird functional trait diversity and over/underrepresentation of specific clades. From the plant side, urban communities had a higher prevalence of nonnative nectar plants, which were more frequently visited by the hummingbird species occurring in both urban and natural areas. Therefore, urbanization affected hummingbird-plant interactions through both the composition of species and traits, as well as floral resource availability. Taken together, we show that urbanization consistently modifies ecological communities and their interactions, but climate still plays a role in affecting the structure of these novel communities over the scale of continents.
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Affiliation(s)
- Pietro Kiyoshi Maruyama
- Centro de Síntese Ecológica e Conservação, Departamento de Genética, Ecologia e Evolução, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brasil
| | - Camila Bosenbecker
- Centro de Síntese Ecológica e Conservação, Departamento de Genética, Ecologia e Evolução, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brasil
- Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Conservação e Biodiversidade, Instituto de Biologia, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia 38402-018, Minas Gerais, Brasil
| | - João Custódio F Cardoso
- Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Conservação e Biodiversidade, Instituto de Biologia, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia 38402-018, Minas Gerais, Brasil
- Departamento de Biodiversidade, Evolução e Meio Ambiente, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto 35400-000, Minas Gerais, Brasil
| | - Jesper Sonne
- Center for Global Mountain Biodiversity, Globe Institute, University of Copenhagen, Copenhagen 1350, Denmark
| | - Caio S Ballarin
- Laboratório de Ecologia da Polinização e Interações, Departament of Biodiversity and Biostatistics, Institute of Biosciences, São Paulo State University, Botucatu 18618-689, São Paulo, Brazil
| | - Camila S Souza
- Graduate Program in Applied Botany, State University of Montes Claros, Montes Claros 39401-089, Minas Gerais, Brazil
| | - Johana Leguizamón
- Maestría en Ciencias Biológicas, Grupo de Investigación Biología para la Conservación, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja 150003, Colombia
| | - Ariadna Valentina Lopes
- Laboratório de Biologia Floral e Reprodutiva-POLINIZAR, Departamento de Botânica, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-901, Pernambuco, Brasil
| | - María A Maglianesi
- Escuela de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Estatal a Distancia, San José 474-2050, Costa Rica
| | - Mauricio Fernández Otárola
- Biodiversity and Tropical Ecology Research Center, and School of Biology, University of Costa Rica, San José 11501-2060, Costa Rica
| | - Juan L Parra
- Grupo de Ecología y Evolución de Vertebrados, Instituto de Biología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Medellín 050010, Colombia
| | - João Carlos Pena
- Araucária Innovation and Sustainability Lab, Environmental Studies Center, São Paulo State University, Rio Claro 13506-900, São Paulo, Brazil
| | - Mónica B Ramírez-Burbano
- Valle del Cauca, Unidad Técnica para el Desarrollo, Guadalajara de Buga, Buga 763041, Colombia
- Biodiversia SAS, Guadalajara de Buga, Buga 76042, Colombia
| | - Claudia I Rodríguez-Flores
- Departamento Conservación de la Biodiversidad, El Colegio de la Frontera Sur, Villahermosa, Tabasco 86280, México
| | - André R Rech
- Programas de Pós-Graduação em Biologia Animal, Ciência Florestal e Estudos Rurais, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina 39100-000, Minas Gerais, Brasil
| | - Thais B Zanata
- Laboratório de Interações e Síntese em Biodiversidade, Departamento de Botânica e Ecologia, Universidade Federal de Mato Grosso, Cuiabá 78060-900, Mato Grosso, Brasil
| | - Juan Fernando Acevedo-Quintero
- Grupo de Investigación Ecología y Conservación de Fauna Silvestre, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellin 050034, Colombia
| | - Gabriela Almeida
- Laboratorio de Ecología, Unidad de Biología Tecnología y Prototipos, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Tlalnepantla de Baz, Estado de México 54090, México
| | - Pedro Amaral Anselmo
- Centro de Síntese Ecológica e Conservação, Departamento de Genética, Ecologia e Evolução, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte 31270-901, Minas Gerais, Brasil
- Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Conservação e Manejo da Vida Silvestre, Departamento de Genética, Ecologia e Evolução, Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, Mato Grosso, Brasil
| | - Felipe W Amorim
- Laboratório de Ecologia da Polinização e Interações, Departament of Biodiversity and Biostatistics, Institute of Biosciences, São Paulo State University, Botucatu 18618-689, São Paulo, Brazil
| | | | - Andréa Cardoso Araujo
- Laboratório de Ecologia, Instituto de Biociências, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande 79070-900, Mato Grosso do Sul, Brasil
| | - Francielle Paulina de Araújo
- Núcleo de Estudos em Botânica e Interações Ecológicas, Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Unidade Hortênsias, São Francisco de Paula 95400-000, Rio Grande do Sul, Brasil
| | - María Del Coro Arizmendi
- Laboratorio de Ecología, Unidad de Biología Tecnología y Prototipos, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Tlalnepantla de Baz, Estado de México 54090, México
| | - Lucilene Brito
- Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional, Universidade do Oeste Paulista, Rodovia Raposo Tavares, Presidente Prudente 19067-175, São Paulo, Brazil
| | - Alejandra Castillo-García
- Laboratorio de Ecología, Unidad de Biología Tecnología y Prototipos, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Tlalnepantla de Baz, Estado de México 54090, México
| | - Amanda Graciela Cherutte
- Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional, Universidade do Oeste Paulista, Rodovia Raposo Tavares, Presidente Prudente 19067-175, São Paulo, Brazil
| | - Carolina Figuerêdo Costa
- Laboratório de Ornitologia, Universidade Estadual de Feira de Santana, Avenida Transnordestina s/n, Novo Horizonte, Feira de Santana 44036-900, Bahia, Brasil
| | - Fernando Henrique Santos Ferreira
- Laboratório de Ornitologia, Universidade Estadual de Feira de Santana, Avenida Transnordestina s/n, Novo Horizonte, Feira de Santana 44036-900, Bahia, Brasil
| | - Manoel Martins Dias Filho
- Departamento de Ecologia e Biologia Evolutiva, Universidade Federal de São Carlos, São Carlos 13565-905, São Paulo, Brasil
| | - Angélica Vilas Boas da Frota
- Centro de Limnologia, Biodiversidade e Etnobiologia do Pantanal, Universidade do Estado de Mato Grosso, Cáceres 78200-000, Mato Grosso, Brasil
| | - Alice Scheer Iepsen
- Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Animal, Instituto de Biologia, Universidade Federal de Pelotas, Capão do Leão 96160-000, Rio Grande do Sul, Brasil
| | - Leandro Freitas
- Laboratório de Biologia Floral, Jardim Botânico do Rio de Janeiro 22460-030, Rio de Janeiro, Brasil
| | | | - Ana Caroline Silva Gomes
- Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional, Universidade do Oeste Paulista, Rodovia Raposo Tavares, Presidente Prudente 19067-175, São Paulo, Brazil
| | - Leandro Hachuy-Filho
- Laboratório de Ecologia da Polinização e Interações, Departament of Biodiversity and Biostatistics, Institute of Biosciences, São Paulo State University, Botucatu 18618-689, São Paulo, Brazil
| | - Carlos Lara
- Laboratorio de Ecología de la Conducta, Centro de Investigación en Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Tlaxcala, San Felipe Ixtacuixtla, Tlaxcala 90120, México
| | - Liliana Rosero Lasprilla
- Grupo de Investigación Biología para la Conservación, Escuela de Ciências Biológicas, Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Tunja 150003, Colombia
| | - Julian Llano
- Grupo de Ecología y Evolución de Vertebrados, Instituto de Biología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Medellín 050010, Colombia
| | - Vivian Nakamura
- Laboratório de Biologia Vegetal, Instituto de Biociências, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande 79070-900, Mato Grosso do Sul, Brasil
| | - Edvaldo Nunes Neto
- Universidade Federal de São Carlos, São Carlos 13565-905, São Paulo, Brazil
| | - Cristiane Estrêla C Nunes
- Laboratório de Ornitologia, Universidade Estadual de Feira de Santana, Avenida Transnordestina s/n, Novo Horizonte, Feira de Santana 44036-900, Bahia, Brasil
| | - Caio Graco Machado
- Laboratório de Ornitologia, Universidade Estadual de Feira de Santana, Avenida Transnordestina s/n, Novo Horizonte, Feira de Santana 44036-900, Bahia, Brasil
| | - Monique Maianne
- Departamento de Botânica, Universidade de São Carlos, São Carlos 13565-905, São Paulo, Brazil
- Programa de Pós-Graduação em Biologia Comparada, Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto, Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto 14040-900, São Paulo, Brasil
| | - Oscar Marin-Gomez
- Colección de Ornitología de la Universidad del Quindío, Programa de Biología, Universidad del Quindío, Quindío 630004 Armenia, Colombia
| | - Ubaldo Márquez-Luna
- Laboratorio de Ecología, Unidad de Biología Tecnología y Prototipos, Facultad de Estudios Superiores Iztacala, Universidad Nacional Autónoma de México, Tlalnepantla de Baz, Estado de México 54090, México
| | - Ruara Soares Mendes
- Núcleo de Estudos em Botânica e Interações Ecológicas, Programa de Pós-Graduação em Sistemática e Conservação da Diversidade Biológica-Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Porto Alegre 90010-460, Rio Grande do Sul, Brasil
| | - Juan Guillermo Mesa
- Biodiversity and Tropical Ecology Research Center, and School of Biology, University of Costa Rica, San José 11501-2060, Costa Rica
| | - Rafael Oliveira
- Laboratório de Interações e Biologia Reprodutiva, Departamento de Botânica, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Curitiba 81531-980, Paraná, Brasil
- Staatliches Museum für Naturkunde Stuttgart, Stuttgart 70191, Germany
| | - Jeane Lima-Passos
- Laboratório de Ecologia, Instituto de Biociências, Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Campo Grande 79070-900, Mato Grosso do Sul, Brasil
- Laboratório de Ornitologia, Universidade Estadual de Feira de Santana, Avenida Transnordestina s/n, Novo Horizonte, Feira de Santana 44036-900, Bahia, Brasil
| | - Janayna Andreza S Pereira
- Laboratório de Biologia Floral e Reprodutiva-POLINIZAR, Departamento de Botânica, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-901, Pernambuco, Brasil
| | - Alejandro Restrepo-González
- Laboratório de Interações e Biologia Reprodutiva, Departamento de Botânica, Setor de Ciências Biológicas, Universidade Federal do Paraná, Curitiba 81531-980, Paraná, Brasil
- Programa de Pós-graduação em Ecologia e Conservação, Universidade Federal do Paraná, Curitiba 81531-980, Paraná, Brasil
| | - Sarah Mendonça Rigotto
- Environmental Sciences Graduate Program, Federal University of Alfenas, Alfenas 37130-000, Minas Gerais, Brazil
| | - Bruno Magro Rodrigues
- Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional, Universidade do Oeste Paulista, Rodovia Raposo Tavares, Presidente Prudente 19067-175, São Paulo, Brazil
| | - Ana Maria Rui
- Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Animal, Instituto de Biologia, Universidade Federal de Pelotas, Capão do Leão 96160-000, Rio Grande do Sul, Brasil
| | - Diana Betancur Ruiz
- Grupo de Ecología y Evolución de Vertebrados, Instituto de Biología, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Antioquia, Medellín 050010, Colombia
| | - Luis Sandoval
- Biodiversity and Tropical Ecology Research Center, and School of Biology, University of Costa Rica, San José 11501-2060, Costa Rica
| | - Carina Araujo Santana
- Laboratório de Biologia Floral, Jardim Botânico do Rio de Janeiro 22460-030, Rio de Janeiro, Brasil
| | - Jéssica Luiza S Silva
- Laboratório de Biologia Floral e Reprodutiva-POLINIZAR, Departamento de Botânica, Universidade Federal de Pernambuco, Recife 50670-901, Pernambuco, Brasil
| | - Larissa Lais Silva
- Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional, Universidade do Oeste Paulista, Rodovia Raposo Tavares, Presidente Prudente 19067-175, São Paulo, Brazil
| | - Vinicius Calda Santos
- Laboratório de Ornitologia, Universidade Estadual de Feira de Santana, Avenida Transnordestina s/n, Novo Horizonte, Feira de Santana 44036-900, Bahia, Brasil
| | - Paulo Antonio Silva
- Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente e Desenvolvimento Regional, Universidade do Oeste Paulista, Rodovia Raposo Tavares, Presidente Prudente 19067-175, São Paulo, Brazil
| | - Maria Cristina Vargas-Espinosa
- Grupo de Investigación Ecología y Conservación de Fauna Silvestre, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellin 050034, Colombia
| | - Breno Dias Vitorino
- Centro de Limnologia, Biodiversidade e Etnobiologia do Pantanal, Universidade do Estado de Mato Grosso, Cáceres 78200-000, Mato Grosso, Brasil
| | - Marina Wolowski
- Institute of Natural Sciences, Federal University of Alfenas, Alfenas 37130-000, Minas Gerais, Brazil
| | - Ivan Sazima
- Museu de Biodiversidade Biológica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas 13083-863, São Paulo, Brazil
| | - Marlies Sazima
- Departamento de Biologia Vegetal, Universidade Estadual de Campinas, Campinas 13083-862, São Paulo, Brazil
| | - Bo Dalsgaard
- Section for Molecular Ecology and Evolution, Globe Institute, University of Copenhagen, Copenhagen 1350, Denmark
| | - Jeferson Vizentin-Bugoni
- Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Animal, Instituto de Biologia, Universidade Federal de Pelotas, Capão do Leão 96160-000, Rio Grande do Sul, Brasil
- Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Instituto de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre 90010-150, Rio Grande do Sul, Brazil
| | - Paulo E Oliveira
- Instituto de Biologia, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia 38402-018, Minas Gerais, Brazil
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