Climatic niche Conservatism and non-equilibrium in the invasion of Eschscholzia californica (Papaveraceae) in Central Chile

Abstract

Objetivo: Comprender en qué medida los nichos climáticos de las especies exóticas se conservan, es fundamental para evaluar su riesgo de invasión. El conservatismo de nicho ha sido recientemente cuestionado por la evidencia empírica, puesto que, en algunos estudios se han detectado cambios de nicho. En el presente estudio, evaluamos si los nichos climáticos de Eschscholzia califomica, difieren entre California (rango nativo) y el centro de Chile (rango introducido). Dado que estas regiones presentan una notable similitud, tanto en su geografía y configuraciones climáticas, esperamos conservatismo nicho en esta especie vegetal, lo cual debería expresarse también en una proyección geográfica similar. Localización: California y centro de Chile Métodos: Se utilizaron análisis de componentes principales (PCA) y distancias de Mahalanobis para comparar el nicho climático entre el centro de Chile y California. Utilizamos modelos de diskibución de especies (SDMs) y comparaciones reciprocas para evaluar las diferencias entre las distribuciones potenciales proyectadas desde el nicho climático nativo versus las proyecciones desde el nicho climático introducido. Resultados: El nicho climático de E, califomica es un subconjunto del nicho climático que esta planta expresa en su rango nativo. Así, en el rango invadido, E. californica no ocupa todos los requerimientos expresados en su rango nativo. Los SDMs proyectados en California desde el rango nativo e introducido fueron muy similares; los SDMs proyectados en Chile (desde el rango nativo e introducido del nicho) también son similares, pero el área proyectada desde California fue notablemente superior, lo que informa de una mayor cantidad de espacio geográfico potencialmente invasible. Conclusiones principales: El nicho climático de E. californica se conserva en el rango invadido. Las poblaciones del rango introducido son una submuestra de las poblaciones nativas de E. californica. A pesar de que la distribución del potencial proyectada desde los nichos del rango nativo e invadido son similares en su conjunto, la mayor extensión are al proyectada desde el nicho nativo en el rango invadido, sugiere que esta especie no está en equllibrio y está en un activo proceso de invasión en Chile Central, con el potencial de dispersarse a otras zonas del surde Sudamérica.

Aim: Understanding to what extent the climatic niche is conserved in invasive plants is key to assessing invasion risk. This assumption has recently been challenged by empirical evidence, since niche shifts have been documented in some species, and niche conservatism in others. Here, we test whether climatic niche of Eschscholzia californica differs between California (native range) and central Chile (introduced range). Given that these regions exhibit a remarkable similarity in both their geography and climatic configurat¡ons, we expected niche conservatism in this plant species which ought to be expressed in similar geographical projections either from the native or the invaded niche. Location: California and central Chile. Methods: We used PCA and Mahalanobis distances to compare the climatic niche between Central Chile and California. We used species distribuiion models (SDMs) and reciprocal comparisons to compare potential distributions projected from the climatic niche in the native range vs the climatic niche projected in the introduced range. Results: The climatic niche of E. califomica in Chile is nested within the climatic niche expressed in California. ln fact, the climatic niche in the invaded region represents a subset of the whole range of climatic conditions detected for this species in the native reg¡on. The SDMs projected in California from the native and invaded range were quite similar, while the SDMs projected in Chile although similar, the areal extent of the distribution projected from the native niche (California) was notably higher than that projected from the invaded niche (Chile). Main conclus¡ons: The climatic niche of E. californica is conserved in the invaded range. The populations of the invaded range are a subsample of the native populations of E califomica. ln spite that potential distributions projected from the native and invaded range n¡che are s¡milar as a whole, the extensive area projected from the native range niche, strongly suggests that this species is not in equilibrium in the invaded range, therefore we consider this exotic species to be expanding its range in Chile, in an active invasion process, with the potential to spread to more areas along southern South America.