Effects of plant taxonomic position on soil nematode communities in Antarctica.

ABSTRACT

Antarctica terrestrial ecosystems are facing the most threats from global climate change, which is altering plant composition greatly. These transformations may cause major reshuffling of soil community composition, including functional traits and diversity, and therefore affect ecosystem processes in Antarctica. We used high-throughput sequencing analysis to investigate soil nematodes under 3 dominant plant functional groups (lichens, mosses, and vascular plants) and bare ground in the Antarctic region. We calculated functional diversity of nematodes based on their diet, life histories, and body mass with kernel density n-dimensional hypervolumes. We also calculated taxonomic and functional beta diversity of the nematode communities based on Jaccard dissimilarity. The presence of plants had no significant effect on the taxonomic richness of nematodes but significantly increased nematode functional richness. The presence of plants also significantly decreased taxonomic beta diversity (homogenization). Only mosses and vascular plants decreased nematode functional beta diversity, which was mostly due to a decreased effect of the richness difference component. The presence of plants also increased the effect of deterministic processes potentially because environmental filtering created conditions favorable to nematodes at low trophic levels with short life histories and small body size. Increasing plant cover in the Antarctic due to climate change may lead to increased diversity of nematode species that can use the scarce resources and nematode taxonomic and functional homogenization. In a future under climate change, community restructuring in the region is possible.

RESUMEN

Efectos de la posición taxonómica de las plantas sobre las comunidades de nemátodos del suelo en la Antártida Resumen Los ecosistemas terrestres de la Antártida enfrentan las mayores amenazas del cambio climático global, que está alterando gravemente la composición de plantas. Estas transformaciones pueden provocar una reorganización importante de la composición de la comunidad del suelo, incluyendo atributos y diversidad funcionales, y por lo tanto afectar los procesos ecosistémicos en la Antártida. Utilizamos análisis de secuenciación de alto rendimiento para investigar nemátodos del suelo debajo de tres grupos funcionales de plantas dominantes (líquenes, musgos y plantas vasculares) y de suelo desnudo en la región de la Antártida. Calculamos la diversidad funcional de nemátodos con base en su dieta, historia de vida y masa corporal mediante hipervolúmenes n­dimensionales de densidad del núcleo. También calculamos la diversidad beta taxonómica y funcional de las comunidades de nemátodos con base en la disimilitud de Jacard. La presencia de plantas no tuvo efecto significativo sobre la riqueza taxonómica de nemátodos, pero incrementó su riqueza funcional significativamente. La presencia de plantas también disminuyó la diversidad beta taxonómica (homogenización) significativamente. Solo musgos y plantas vasculares disminuyeron la diversidad beta funcional de nemátodos, lo cual se debió principalmente a un menor efecto del componente de diferencia de riqueza. La presencia de plantas también incrementó el efecto de los procesos determinísticos posiblemente porque el filtrado ambiental creó condiciones favorables para los nemátodos de niveles tróficos inferiores con historias de vida corta y tamaño corporal pequeño. El incremento de la cobertura de plantas en la Antártida debido al cambio climático puede conducir a una mayor diversidad de especies de nemátodos que pueden utilizar los escasos recursos y a la homogenización taxonómica y funcional de los nemátodos. En un futuro bajo el cambio climático, es posible la reestructuración comunitaria en la región.