Global diversity of coastal cephalopods: hotspots and latitudinal gradients

Abstract

A presente dissertação visa identificar, pela primeira vez, os hotspots globais de diversidade de cefalópodes costeiros, nomeadamente, de chocos (famílias Sepiidae, Sepiolidae, Sepiadariidae e Idiosepiidae), lulas (famílias Loliginidae) e polvos (família Octopodidae) e avaliar os correspondentes gradientes latitudinais de riqueza específica (GLRS). Neste âmbito, foi criada uma base de dados de presenças/ausências, de acordo com as Ecoregiões Marinhas do Mundo, na qual o Oceano Pacífico surge como sendo o mais diverso (com 212 espécies), seguido do Índico (com 151 espécies) e do Atlântico (com 103 espécies). Em contraste, os Oceanos Ártico (com 13 espécies) e Antártico (com 7 espécies) revelaram-se os menos diversos. Das 232 ecoregiões consideradas, o maior valor de diversidade específica foi obtido na ecorregião da Corrente Kuroshio Central (CKC), com 64 espécies, seguido do Mar da China Oriental (MCO), com 59 espécies, e das Filipinas (F), com 48 espécies. Advogo que a localização destes hotspots se encontra relacionada com as teorias de “centro de origem”, “centro de sobreposição” ou “centro de acumulação” postuladas para a região do Arquipélago Indo-Australiano, tendo em conta as particulares condições de produtividade associadas aos dinâmicos sistemas de upwelling próximos da CKC e da ECS. Relativamente à relação entre latitude e diversidade, os picos de diversidade de cefalópodes variaram entre oceanos e apenas as lulas exibiram uma distribuição unimodal. Por outro lado, os chocos, polvos e a classe Cephalopoda revelaram distribuições bimodais, sendo que o maior pico de diversidade se encontrou sempre no hemisfério norte. Defendo que o padrão unimodal das lulas possa ser o resultado do efeito de disponibilidade energética (temperatura à superfície do mar) na fisiologia dos organismos, tal como proposto pela “hipótese energética do ambiente”. Em contrapartida, a generalizada distribuição bimodal poderá estar associada à produtividade oceânica, tal como defendido pela “hipótese espécies-produtividade”, uma vez que áreas altamente produtivas tendem a estar associadas a latitudes temperadas. Em síntese, estes resultados realçam a noção de que a forma e simetria do GLRS não são universais e que não existe um só preditor causal que explique a localização dos hotspots e dos picos de diversidade latitudinal dentro do mesmo taxa.

The present dissertation aimed to identify, for the first time, the global hotspots of coastal cephalopod diversity, namely cuttlefishes (families Sepiidae, Sepiolidae, Sepiadariidae and Idiosepiidae), squids (family Loliginidae) and octopuses (family Octopodidae), and assess their latitudinal gradient of species richness (LGRS). I created a presence/absence database, according to Marine Ecoregions of the World, which revealed that the most diverse ocean was the Pacific (with 212 species), followed by the Indian (151 species) and Atlantic (103 species) Oceans. The least diverse were the Artic (13 species) and Southern (7 species) Oceans. Within the 232 ecoregions considered, the highest diversity value was reached in the Central Kuroshio Current (CKC) ecoregion, with 64 species, followed by the East China Sea (ECS, 59 species) and the Eastern Philippines (EP, 48 species). I advocate that these hotspots are linked to the “centre of origin”, “centre of overlap” or “centre of accumulation” hypotheses postulated for the Indo-Australian Archipelago region, together with the particular productivity-rich conditions associated with upwelling system dynamics near CKC and ECS. Regarding the association between latitude and diversity, cephalopod peak of diversity varied among oceans, and only the squids showed a unimodal distribution with latitude. In opposition, cuttlefish, octopods and Cephalopoda revealed bimodal distributions, always with the major peak of diversity in the north hemisphere. I argue that the squid unimodal pattern may be a result of the effect of energy availability (sea surface temperature) in the organism’s physiology, as proposed by the “ambient energy hypothesis”. On the other hand, the widespread bimodal distributions may be linked to ocean productivity (i.e. the “species-productivity hypothesis”) given that highly productive areas tend to be associated with temperate latitudes. Summing up, these findings highlight the notion that the shape and symmetry of LGRS are not universal and there are no single causal predictors to explain hotspot and latitudinal zenith locations within the same taxa.