Abstract Species occurrence records from online databases are an indispensable resource in ecological, biogeographical and palaeontological research. However, issues with data quality, especially incorrect geo‐referencing or dating, can diminish their usefulness. Manual cleaning is time‐consuming, error prone, difficult to reproduce and limited to known geographical areas and taxonomic groups, making it impractical for datasets with thousands or millions of records. Here, we present CoordinateCleaner , an r ‐package to scan datasets of species occurrence records for geo‐referencing and dating imprecisions and data entry errors in a standardized and reproducible way. CoordinateCleaner is tailored to problems common in biological and palaeontological databases and can handle datasets with millions of records. The software includes (a) functions to flag potentially problematic coordinate records based on geographical gazetteers, (b) a global database of 9,691 geo‐referenced biodiversity institutions to identify records that are likely from horticulture or captivity, (c) novel algorithms to identify datasets with rasterized data, conversion errors and strong decimal rounding and (d) spatio‐temporal tests for fossils. We describe the individual functions available in CoordinateCleaner and demonstrate them on more than 90 million occurrences of flowering plants from the Global Biodiversity Information Facility (GBIF) and 19,000 fossil occurrences from the Palaeobiology Database (PBDB). We find that in GBIF more than 3.4 million records (3.7%) are potentially problematic and that 179 of the tested contributing datasets (18.5%) might be biased by rasterized coordinates. In PBDB, 1205 records (6.3%) are potentially problematic. All cleaning functions and the biodiversity institution database are open‐source and available within the CoordinateCleaner r ‐package.

Summary Fungi play pivotal roles in ecosystem functioning, but little is known about their global patterns of diversity, endemicity, vulnerability to global change drivers and conservation priority areas. We applied the high-resolution PacBio sequencing technique to identify fungi based on a long DNA marker that revealed a high proportion of hitherto unknown fungal taxa. We used a Global Soil Mycobiome consortium dataset to test relative performance of various sequencing depth standardization methods (calculation of residuals, exclusion of singletons, traditional and SRS rarefaction, use of Shannon index of diversity) to find optimal protocols for statistical analyses. Altogether, we used six global surveys to infer these patterns for soil-inhabiting fungi and their functional groups. We found that residuals of log-transformed richness (including singletons) against log-transformed sequencing depth yields significantly better model estimates compared with most other standardization methods. With respect to global patterns, fungal functional groups differed in the patterns of diversity, endemicity and vulnerability to main global change predictors. Unlike α-diversity, endemicity and global-change vulnerability of fungi and most functional groups were greatest in the tropics. Fungi are vulnerable mostly to drought, heat, and land cover change. Fungal conservation areas of highest priority include wetlands and moist tropical ecosystems.

Abstract Microsporidia are obligate parasites that are closely related to Fungi. While the widely-known “long-branch” Microsporidia infect mostly animals, the hosts of “short-branch” Microsporidia are only partially characterized or not known at all. Here, we used network analyses from Neotropical rainforest soil metabarcoding data, to infer co-occurrences between environmental lineages of short-branch microsporidians and their potential hosts. We found significant co-occurrences with several taxa, especially with Apicomplexa, Cercozoa, Fungi, as well as some Metazoa. Our results are the first step to identify potential hosts of the environmental lineages of short-branch microsporidians, which can be targeted in future molecular and microscopic studies.

Abstract The Itaipu Hydroelectric Power Plant is the second largest in the world in power generation. The artificial barrier created by its dam imposes an obstacle for fish migration. Thus, in 2002, a fish pass system, named Piracema Channel, was built to allow fish to access areas upstream of the reservoir. We tested the potential of environmental DNA metabarcoding to monitor the impact of both the dam and associated fish pass system in the Paraná River fish communities and to compare it with traditional monitoring methods. Using a fragment of the 12S gene, we characterized richness and community composition based on amplicon sequence variants, operational taxonomic units, and zero-radius OTUs. We combined GenBank and in-house data for taxonomic assignment. We found that different bioinformatics approaches showed similar results. Also, we found a decrease in fish diversity from 2019 to 2020 probably due to the recent extreme drought experienced in southeastern Brazil. The highest alpha diversity was recorded in the mouth of the fish pass system, located in a protected valley with the highest environmental heterogeneity. Despite the clear indication that the reference databases need to be continuously improved, our results demonstrate the analytical efficiency of the metabarcoding to monitor fish species.

Abstract Context Amazonian white-sand ecosystems (campinas) are open vegetation patches which form a natural island-like system in a matrix of tropical rainforest. Due to their clear distinction from the surrounding matrix, the spatial characteristics of campina patches may affect the genetic diversity and composition of their specialized organisms such as the small and endemic passerine Elaenia ruficeps. Objectives Here, we estimate the relative contribution of the current extension, configuration and geographical context of campina patches to the patterns of genetic diversity and population structure of E. ruficeps. Methods We sampled individuals of E. ruficeps from three landscapes in Central Amazonia with contrasting campina spatial distribution, from landscapes with large and connected patches to landscapes with small and isolated patches. We estimate population structure, genetic diversity, and contemporary and historical migration within and among the three landscapes and used landscape metrics as predictor variables. Furthermore, we estimate genetic isolation by distance and resistance among individuals sampled within landscapes. Results We identified three genetically distinct populations with asymmetrical gene flow among landscapes and a decreasing migration rate with distance. Within each landscape, we found low genetic differentiation without genetic isolation by distance nor by resistance. In contrast, we found differentiation and spatial correlation between landscapes. Conclusions Our results uncover population dynamics of E. ruficeps through time. Together with previous studies, this suggests that both regional context and landscape structure shape the connectivity among populations of campina specialist birds, and that Amazonian landscapes, together with their associated biota, have responded to recent climatic changes.

Abstract Amazonia encompasses forests that grow in areas that are periodically inundated by overflowing rivers. The inundation depth and duration vary according to the slope of the terrain, creating a flooding gradient. This gradient directly affects the biota, but the effect on soil organisms remains elusive. Here, we use DNA metabarcoding to estimate prokaryote and eukaryote diversity from soil and litter samples in a seasonally flooded forest and its adjacent unflooded forest in central-western Amazonia using 16S and 18S gene sequences, respectively. We characterize the below-ground diversity and community composition based on Amplicon Sequence Variants (ASVs) along the flooding gradient. We test for the relationship of soil biota with the flooding gradient, soil properties and above-ground woody plant diversity. The flooding gradient did not explain below-ground biodiversity. Nor was the below-ground diversity explained by the above-ground woody plant diversity. However, we found taxonomic groups not previously reported in Amazonian seasonally flooded forests. Also, the flooding gradient and woody plant diversity did, in part, explain the community composition of soil bacteria. Although the effects of the flooding gradient, soil properties and above-ground woody plant diversity is hard to quantify, our results thus indicate that flood stress could influence below-ground bacterial community composition.

Abstract Metabarcoding of environmental DNA is based on primers that are specific to the target taxa (e.g. bacteria, zooplankton, fishes). However, due to the nature of the commonly used protocols, regardless of the chosen primers, several sequences of non-target species will inevitably be generated, but are usually discarded in commonly used bioinformatics pipelines. These non-target sequences might contain important biological information about the presence of other species in the studied habitats and its potential for ecological studies is still poorly understood. Here, we analyzed the presence of mammal and bird species in aquatic environmental samples that were originally amplified targeting teleost fish species. After all cleaning and checking steps, we kept 21 amplicon sequence variants (ASVs) belonging to mammals and ten to birds. Most ASVs were taxonomic assigned to farm/domestic animals, such as cats, cows, and ducks. Yet, we were able to identify a native semi-aquatic mammal, the capybara, in the samples. Four native bird species and a non-native potentially invasive bird ( Corvus sp.) were also detected. Although the data derived from these samples for mammals and birds are of limited use for diversity analyses, our results demonstrate the potential of aquatic samples to characterize non-aquatic birds and highlight the presence of a potentially invasive species that had not been recorded before in the region.

Abstract Landscape characteristics can influence gene flow depending on the species ability to disperse. This imposes different levels of resistance to movement, determining the genetic structure and diversity of populations. Waterfalls and rapids in the Amazon basin have been suggested as contributing factors to the diversification and genetic structure of freshwater species, including turtles. Thus, along some main rivers of the Brazilian Amazon: Juruá, Madeira, Amazonas, Trombetas, Tapajós, Xingu, Tocantins, and Araguaia, we evaluated the spatial distribution of genetic diversity and characterized the population structure of Podocnemis unifilis , a widely distributed and endangered Amazonian turtle, using the mitochondrial DNA control region. We tested for isolation by geographic distance and by resistance models through an integrative approach using genetic, geographic, and ecological data, comparing these matrices with genetic distance. We found heterogeneous levels of genetic diversity and no spatial patterns. Results supported the isolation by resistance hypothesis, where the movement of individuals was influenced by freshwater, vegetational, climatological, and geomorphological variables, explaining the genetic distance of P. unifilis . Rapids and waterfalls impose greater resistance although they are barriers with different levels of permeability to the P. unifilis gene flow. Thus, the idiosyncrasies of each sub‐basin must be considered in the interpretation of the patterns found in assessing phylogeographic history. Abstract in Portuguese is available with online material.

While the biodiversity and biogeography of protists inhabiting many ecosystems have been intensely studied using different sequencing approaches, tropical ecosystems are relatively under-studied. Here we sampled planktonic waters from 32 lakes associated with four different river-floodplains systems in Brazil, and sequenced the DNA using a metabarcoding approach with general eukaryotic primers. The lakes were dominated by the largely free-living Discoba (mostly the Euglenida) and Ciliophora unlike previously sampled Neotropical environments, but the community similarities between samples were likewise low. These protists inhabiting these floodplains potentially form part of the large diversity of unknown diversity in the tropics.

ABSTRACT Savanna ecosystems are maintained by fires with a fire-adapted biota, and savannas occur in Amazonia in patches surrounded by tropical forest. Different fire regimes can generate structurally diverse vegetation, and the composition of savanna bird assemblages is known to be closely related to vegetation structure. However, long-term approaches and interaction of fire with other environmental factors need to be explored for the better understanding of the effects of fire on birds. In an Amazonian landscape composed by savanna and forest, we investigated the effects of different fire regimes in a 12-ha area in three periods through 23 years. We also examined the effects of frequency and extent of fires, tree cover, and distance to forest on bird composition in twelve 3.7- ha savanna plots. Birds were surveyed with mist-nets and species were classified as to their habitat use by comparison of registers in forest and savanna plots through visual/acoustical surveys. After 13 years without fire, many forest species colonized the area and some savanna species were lost. Fire regime affected avifauna assemblages. The avifauna was sensitive to the occurrence of fires. After one fire event in a plot that had not burned for 12 years, some savanna species returned. These results highlight the effects of the fire regime on birds and indicate that many savanna bird species depend on the occurrence of regular fires.