Alsos I, Ehrich D, Rijal D, Merkel M, Hufthammer A, Lammers Y, Brown A, Gjerde JM, Yoccoz N, Bakke J, Boyes B, Bråthen KA, Clark C, Dulfer H, Elliott L, Erseus C, Heintzman P, Helmens K, Karger D, Pellissie L, Salonen S. · 2026

Biotic interactions may be more important than climate for shaping animal niches

Resumo em português

RESUMO A resposta dos ecossistemas às rápidas mudanças climáticas em curso depende da resposta individualista das espécies e das interações bióticas 1,2. Portanto, é fundamental compreender como os nichos realizados se deslocam com a mudança climática e com as mudanças nas interações bióticas entre espécies 3,4. Atualmente, investigações empíricas de nicho raramente incluem dimensões bióticas do nicho e são limitadas a períodos curtos 5. O DNA antigo sedimentar (sedaDNA) está revolucionando nossa capacidade de estudar o desenvolvimento e a dinâmica dos ecossistemas ao permitir a identificação simultânea de plantas e animais de seus ambientes passados 6,7. Neste estudo, desenvolvemos este método combinando sedaDNA de dez lagos no norte da Fennoscandia com uma nova compilação regional de registros de arte rupestre e ossos, além da paleotopografia, para reconstruir tempos de chegada de animais, mudanças nas redes planta–herbívoro–carnívoro, e estimar deslocamentos nos nichos biótico e climático para espécies animais chave nos últimos 16 mil anos. A fauna marinha e plantas da tundra apareceram logo após a desglaciação, e aves e espécies de água doce chegaram por volta de 13 mil anos atrás. Entretanto, o Rangifer tarandus (retar ou rena) não apareceu até 5 milênios depois, há 11 mil anos, e a maioria dos mamíferos terrestres chegou apenas nos últimos 8 mil anos, após a estabilização da vegetação. Os nichos climáticos e bióticos realizados se deslocaram com o aumento do preenchimento do nicho por herbívoros, e a sobreposição de nichos aumentou com a construção da complexidade do ecossistema, implicando um crescimento nas interações entre herbívoros. Nosso estudo fornece a primeira evidência empírica de longo prazo de que alterações nas interações bióticas podem ser mais importantes que o clima na conformação dos ecossistemas, e devem ser consideradas ao tentar mitigar os efeitos das mudanças climáticas.

Resumo original em inglês

Abstract The response of ecosystems to ongoing rapid climate change is dependent on individualistic species response and biotic interactions 1,2. It is therefore critical to know how realised niches shift with changing climate and changing biotic interactions among species 3,4. At present, empirical niche investigations rarely include biotic niche dimensions and are limited to short time spans 5. Sedimentary ancient DNA (sedaDNA) is revolutionising our ability to study the development and dynamics of ecosystems by enabling the simultaneous identification of plants and animals from their past living environments 6,7. Here, we develop this method by combining sedaDNA from ten lakes in northern Fennoscandia with a novel compilation of regional rock-art and bone records, as well as palaeo-topography, to reconstruct animal arrival times, changes in plant–herbivore-carnivore networks, and estimate shifts in the biotic and climatic niches for key animal species over the last 16 ka. Marine fauna and tundra plants appeared soon after deglaciation, and birds and freshwater species arrived at approximately 13 ka. However, reindeer did not appear until 5 millennia later at 11 ka, and most terrestrial mammals arrived only in the last 8 ka after vegetation had stabilised. Realised climatic and biotic niches shifted with increased herbivore niche-filling, and niche-overlap increased with ecosystem complexity build-up, implying increasing herbivore interactions. Our study provides the first long-term empirical evidence that shifts in biotic interactions may be more important than climate for shaping ecosystems, and must be considered when attempting to mitigating effect of climate change.