Using comparative extinction risk analysis to prioritize the IUCN Red List reassessments of amphibians.

ABSTRACT

Assessing the extinction risk of species based on the International Union for Conservation of Nature (IUCN) Red List (RL) is key to guiding conservation policies and reducing biodiversity loss. This process is resource demanding, however, and requires continuous updating, which becomes increasingly difficult as new species are added to the RL. Automatic methods, such as comparative analyses used to predict species RL category, can be an efficient alternative to keep assessments up to date. Using amphibians as a study group, we predicted which species are more likely to change their RL category and thus should be prioritized for reassessment. We used species biological traits, environmental variables, and proxies of climate and land-use change as predictors of RL category. We produced an ensemble prediction of IUCN RL category for each species by combining 4 different model algorithms cumulative link models, phylogenetic generalized least squares, random forests, and neural networks. By comparing RL categories with the ensemble prediction and accounting for uncertainty among model algorithms, we identified species that should be prioritized for future reassessment based on the mismatch between predicted and observed values. The most important predicting variables across models were species' range size and spatial configuration of the range, biological traits, climate change, and land-use change. We compared our proposed prioritization index and the predicted RL changes with independent IUCN RL reassessments and found high performance of both the prioritization and the predicted directionality of changes in RL categories. Ensemble modeling of RL category is a promising tool for prioritizing species for reassessment while accounting for models' uncertainty. This approach is broadly applicable to all taxa on the IUCN RL and to regional and national assessments and may improve allocation of the limited human and economic resources available to maintain an up-to-date IUCN RL.

RESUMEN

Uso del análisis comparativo del riesgo de extinción para priorizar la reevaluación de los anfibios en la Lista Roja de la UICN Resumen El análisis del riesgo de extinción de una especie con base en la Lista Roja (LR) de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) es clave para guiar las políticas de conservación y reducir la pérdida de la biodiversidad. Sin embargo, este proceso demanda recursos y requiere de actualizaciones continuas, lo que se complica conforme se añaden especies nuevas a la LR. Los métodos automáticos, como los análisis comparativos usados para predecir la categoría de la especie en la LR, pueden ser una alternativa eficiente para mantener actualizados los análisis. Usamos a los anfibios como grupo de estudio para predecir cuáles especies tienen mayor probabilidad de cambiar de categoría en la LR y que, por lo tanto, se debería priorizar su reevaluación. Usamos las características biológicas de la especie, las variables ambientales e indicadores climáticos y del cambio de uso de suelo como predictores de la categoría en la LR. Elaboramos una predicción de ensamble de la categoría en la LR de la UICN para cada especie mediante la combinación de cuatro algoritmos diferentes modelos de vínculo acumulativo, menor número de cuadros filogenéticos generalizados, bosques aleatorios y redes neurales. Con la comparación entre las categorías de la LR y la predicción de ensamble y con considerar la incertidumbre entre los algoritmos identificamos especies que deberían ser prioridad para futuras reevaluaciones con base en el desfase entre los valores predichos y los observados. Las variables de predicción más importantes entre los modelos fueron el tamaño de la distribución de la especie y su configuración espacial, las características biológicas, el cambio climático y el cambio de uso de suelo. Comparamos nuestra propuesta de índice de priorización y los cambios predichos en la LR con las reevaluaciones independientes de la LR de la UICN y descubrimos un buen desempeño tanto para la priorización como para la direccionalidad predicha de los cambios en las categorías de la LR. El modelo de ensamble de la categoría de la LR esa una herramienta prometedora para priorizar la reevaluación de las especies a la vez que considera la incertidumbre del modelo. Esta estrategia puede generalizarse para aplicarse a todos los taxones de la LR de la UICN y a los análisis regionales y nacionales. También podría mejorar la asignación de los recursos humanos y económicos limitados disponibles para mantener actualizada la LR de la UICN.