Ecological traits of the Iberian herpetofauna during the Plio-Pleistocene: Body size and species richness in relation to climate

Abstract

Aquest treball pretén definir els patrons macroecològics relatius a les reaccions de l'herpetofauna davant els canvis climàtics del Plio-Pleistocè i invertir-los per desenvolupar una nova metodologia de reconstrucció paleoclimàtica. Els principals trets ecològics estudiats són la mida corporal dels anurs (reconstruït a partir de mesures humerals) i la diversitat de les comunitats d'herpetofauna. Epidalea calamita i el gènere Pelophylax són els tàxons seleccionats per al seu estudi a causa de la seva abundància en els conjunts fòssils ibèrics del Pli-Pleistocè. Als jaciments de la Serra d'Atapuerca es va analitzar la mida d'E. calamita i la diversitat d'herpetofauna tenint en compte els principals esdeveniments climàtics registrats en aquests jaciments. Als jaciments de la Conca de Guadix-Baza la grandària de Pelophylax cf. perezi i la diversitat de l'herpetofauna es van considerar en conjunt i se'n van examinar les variacions en relació amb els canvis ecoclimàtics ocorreguts en aquest període. Finalment, es presenta com a cas d'estudi el jaciment paleontològic Pliocè del Camp dels Ninots. Després de construir un model basat en la mida corporal de les poblacions actuals del gènere Pelophylax a Euràsia, es presenta una nova reconstrucció paleoclimàtica basada en la mida corporal de les restes fòssils de Pelophylax sp. de Camp dels Ninots. En aquesta tesi doctoral, s'ha demostrat que: (1) la reconstrucció de la mida dels anurs basada en mesures de l'húmer es pot fer amb precisió per a E. calamita i P. perezi; (2) la temperatura és el principal factor que influeix en la mida dels anurs (especialment en les femelles) i la diversitat de l'herpetofauna; (3) a causa de les seves relacions amb els paràmetres ecoclimàtics, la mida de Pelophylax es pot utilitzar per inferir condicions climàtiques passades; i finalment (4) els canvis en la diversitat d'herpetofauna reflecteixen els principals esdeveniments climàtics registrats a les seqüències estudiades.

Este trabajo pretende definir los patrones macroecológicos relativos a las reacciones de la herpetofauna ante los cambios climáticos del Plio-Pleistoceno e invertirlos para desarrollar una nueva metodología de reconstrucción paleoclimática. Los principales rasgos ecológicos estudiados son el tamaño corporal de los anuros (reconstruido a partir de medidas humerales) y la diversidad de las comunidades de herpetofauna. Epidalea calamita y el género Pelophylax son los taxones seleccionados para su estudio debido a su abundancia en los conjuntos fósiles ibéricos del Plio-Pleistoceno. En los yacimientos de la Sierra de Atapuerca se analizó el tamaño de E. calamita y la diversidad de herpetofauna considerando los principales eventos climáticos registrados en estos yacimientos. En los yacimientos de la Cuenca de Guadix-Baza el tamaño de Pelophylax cf. perezi y la diversidad de la herpetofauna se estudiaron en conjunto y se examinaron sus variaciones en relación con los cambios eco-climáticos ocurridos en este período. Finalmente, se presenta como caso de estudio el yacimiento paleontológico Plioceno del Camp dels Ninots. Tras construir un modelo basado en el tamaño corporal de las poblaciones actuales del género Pelophylax en Eurasia, se presenta una nueva reconstrucción paleoclimática basada en el tamaño corporal de los restos fósiles de Pelophylax sp. de Camp dels Ninots. En esta tesis doctoral, se ha demostrado que: (1) la reconstrucción del tamaño de los anuros basada en medidas del húmero se puede realizar con precisión para E. calamita y P. perezi; (2) la temperatura es el principal factor que influye en el tamaño de los anuros (especialmente en las hembras) y la diversidad de la herpetofauna; (3) debido a sus relaciones con los parámetros eco-climáticos, el tamaño de Pelophylax puede usarse para inferir condiciones climáticas pasadas; y finalmente (4) los cambios en la diversidad de herpetofauna reflejan los principales eventos climáticos registrados en las secuencias estudiadas.

The present work intends to define the macroecological patterns of herpetofauna reactions to climate changes during the Plio-Pleistocene and turn them over in order to develop a new methodology which can provide further palaeoclimatic insights. With this purpose, the main ecological traits studied in this work are the anuran body size (reconstructed from humeral measurements) and the diversity of the herpetofauna communities. Epidalea calamita and genus Pelophylax are the taxa selected for their study due to their abundance in fossil assemblages of the Plio-Pleistocene in the Iberian Peninsula. At the Sierra de Atapuerca site complex, the body size of E.calamita and the herpetofauna diversity were analysed taking into account the main climatic events recorded in these sites. In the Guadix-Baza Basin sites the body size of Pelophylax cf. perezi and the herpetofauna diversity are considered together and their variations are examined in relation to the eco-climatic changes occurred in this period. Finally, the palaeontological Pliocene site of Camp dels Ninots is presented as a study case. After building a model grounded on the body size of current populations of the whole genus Pelophylax across Eurasia, a new palaeoclimatic reconstruction is presented for Camp dels Ninots based on the body size of the fossil remains of Pelophylax sp. of this site. In this PhD, it has been demonstrated that: (1) the reconstruction of anuran past body size based on humeral measurements can be done accurately for E. calamita and P. perezi; (2) the temperature is the main factor influencing anuran body size (especially in females) and herpetofauna diversity; (3) due to their relationships with eco-climatic parameters, Pelophylax body size can be used to infer past climatic conditions; and finally (4) changes in the amphibian and reptile diversity reflect the main climatic events recorded in the studied sequences.