Dispersal is fundamental in determining biodiversity responses to rapid climate change, but recently acquired ecological and evolutionary knowledge is seldom accounted for in either predictive methods or conservation planning. We emphasise the accumulating evidence for direct and indirect impacts of climate change on dispersal. Additionally, evolutionary theory predicts increases in dispersal at expanding range margins, and this has been observed in a number of species. This multitude of ecological and evolutionary processes is likely to lead to complex responses of dispersal to climate change. As a result, improvement of models of species’ range changes will require greater realism in the representation of dispersal. Placing dispersal at the heart of our thinking will facilitate development of conservation strategies that are resilient to climate change, including landscape management and assisted colonisation. Synthesis This article seeks synthesis across the fields of dispersal ecology and evolution, species distribution modelling and conservation biology. Increasing effort focuses on understanding how dispersal influences species' responses to climate change. Importantly, though perhaps not broadly widely‐recognised, species' dispersal characteristics are themselves likely to alter during rapid climate change. We compile evidence for direct and indirect influences that climate change may have on dispersal, some ecological and others evolutionary. We emphasise the need for predictive modelling to account for this dispersal realism and highlight the need for conservation to make better use of our existing knowledge related to dispersal.

Body size is intrinsically linked to metabolic rate and life-history traits, and is a crucial determinant of food webs and community dynamics1,2. The increased temperatures associated with the urban-heat-island effect result in increased metabolic costs and are expected to drive shifts to smaller body sizes 3 . Urban environments are, however, also characterized by substantial habitat fragmentation 4 , which favours mobile species. Here, using a replicated, spatially nested sampling design across ten animal taxonomic groups, we show that urban communities generally consist of smaller species. In addition, although we show urban warming for three habitat types and associated reduced community-weighted mean body sizes for four taxa, three taxa display a shift to larger species along the urbanization gradients. Our results show that the general trend towards smaller-sized species is overruled by filtering for larger species when there is positive covariation between size and dispersal, a process that can mitigate the low connectivity of ecological resources in urban settings 5 . We thus demonstrate that the urban-heat-island effect and urban habitat fragmentation are associated with contrasting community-level shifts in body size that critically depend on the association between body size and dispersal. Because body size determines the structure and dynamics of ecological networks 1 , such shifts may affect urban ecosystem function. The urban-heat-island effect drives community-level shifts towards smaller body sizes; however, habitat fragmentation caused by urbanization favours larger body sizes in species with positive size–dispersal links.

Abstract The increasing urbanization process is hypothesized to drastically alter (semi‐)natural environments with a concomitant major decline in species abundance and diversity. Yet, studies on this effect of urbanization, and the spatial scale at which it acts, are at present inconclusive due to the large heterogeneity in taxonomic groups and spatial scales at which this relationship has been investigated among studies. Comprehensive studies analysing this relationship across multiple animal groups and at multiple spatial scales are rare, hampering the assessment of how biodiversity generally responds to urbanization. We studied aquatic (cladocerans), limno‐terrestrial (bdelloid rotifers) and terrestrial (butterflies, ground beetles, ground‐ and web spiders, macro‐moths, orthopterans and snails) invertebrate groups using a hierarchical spatial design, wherein three local‐scale (200 m × 200 m) urbanization levels were repeatedly sampled across three landscape‐scale (3 km × 3 km) urbanization levels. We tested for local and landscape urbanization effects on abundance and species richness of each group, whereby total richness was partitioned into the average richness of local communities and the richness due to variation among local communities. Abundances of the terrestrial active dispersers declined in response to local urbanization, with reductions up to 85% for butterflies, while passive dispersers did not show any clear trend. Species richness also declined with increasing levels of urbanization, but responses were highly heterogeneous among the different groups with respect to the richness component and the spatial scale at which urbanization impacts richness. Depending on the group, species richness declined due to biotic homogenization and/or local species loss. This resulted in an overall decrease in total richness across groups in urban areas. These results provide strong support to the general negative impact of urbanization on abundance and species richness within habitat patches and highlight the importance of considering multiple spatial scales and taxa to assess the impacts of urbanization on biodiversity.

The study of tradeoffs among major life history components (age at maturity, lifespan and reproduction) allowed the development of a quantitative framework to understand how environmental variation shapes patterns of biodiversity among and within species. Because every environment is inherently spatially structured, and in most cases temporally variable, individuals need to move within and among habitats to maximize fitness. Dispersal is often assumed to be tightly integrated into life histories through genetic correlations with other vital traits. This assumption is particularly strong within the context of a fast‐slow continuum of life‐history variation. Such a framework is to date used to explain many aspects of population and community dynamics. Evidence for a consistent and context‐independent integration of dispersal in life histories is, however, weak. We therefore advocate the explicit integration of dispersal into life history theory as a principal axis of variation influencing fitness, that is free to evolve, independently of other life history traits. We synthesize theoretical and empirical evidence on the central role of dispersal and its evolutionary dynamics on the spatial distribution of ecological strategies and its impact on population spread, invasions and coexistence. By applying an optimality framework we show that the inclusion of dispersal as an independent dimension of life histories might substantially change our view on evolutionary trajectories in spatially structured environments. Because changes in the spatial configuration of habitats affect the costs of movement and dispersal, adaptations to reduce these costs will increase phenotypic divergence among and within populations. We outline how this phenotypic heterogeneity is anticipated to further impact population and community dynamics.

Climate warming affects the rate and timing of the development in ectothermic organisms. Short‐living, ectothermic organisms (including many insects) showing thermal plasticity in life‐cycle regulation could, for example, increase the number of generations per year under warmer conditions. However, changed phenology may challenge the way organisms in temperate climates deal with the available thermal time window at the end of summer. Although adaptive plasticity is widely assumed in multivoltine organisms, rapid environmental change could distort the quality of information given by environmental cues that organisms use to make developmental decisions. Developmental traps are scenarios in which rapid environmental change triggers organisms to pursue maladaptive developmental pathways. This occurs because organisms must rely upon current environmental cues to predict future environmental conditions and corresponds to a novel case of ecological or evolutionary traps. Examples of introduced, invasive species are congruent with this hypothesis. Based on preliminary experiments, we argue that the dramatic declines of the wall brown Lasiommata megera in northwestern Europe may be an example of a developmental trap. This formerly widespread, bivoltine (or even multivoltine) butterfly has become a conundrum to conservationist biologists. A split‐brood field experiment with L. megera indeed suggests issues with life‐cycle regulation decisions at the end of summer. In areas where the species went extinct recently, 100% of the individuals developed directly into a third generation without larval diapause, whereas only 42.5% did so in the areas where the species still occurs. Under unfavourable autumn conditions, the attempted third generation will result in high mortality and eventually a lost or ‘suicidal’ third generation in this insect with non‐overlapping, discrete generations. We discuss the idea of a developmental trap within an integrated framework for assessing the vulnerability of species to climate change.

Abstract Theoretical models pertaining to feedbacks between ecological and evolutionary processes are prevalent in multiple biological fields. An integrative overview is currently lacking, due to little crosstalk between the fields and the use of different methodological approaches. Here, we review a wide range of models of eco‐evolutionary feedbacks and highlight their underlying assumptions. We discuss models where feedbacks occur both within and between hierarchical levels of ecosystems, including populations, communities and abiotic environments, and consider feedbacks across spatial scales. Identifying the commonalities among feedback models, and the underlying assumptions, helps us better understand the mechanistic basis of eco‐evolutionary feedbacks. Eco‐evolutionary feedbacks can be readily modelled by coupling demographic and evolutionary formalisms. We provide an overview of these approaches and suggest future integrative modelling avenues. Our overview highlights that eco‐evolutionary feedbacks have been incorporated in theoretical work for nearly a century. Yet, this work does not always include the notion of rapid evolution or concurrent ecological and evolutionary time scales. We show the importance of density‐ and frequency‐dependent selection for feedbacks, as well as the importance of dispersal as a central linking trait between ecology and evolution in a spatial context. A plain language summary is available for this article.

Abstract The study of trade-offs among major life history components (age at maturity, lifespan and reproduction) allowed the development of a quantitative framework to understand how environmental variation shapes patterns of biodiversity among and within species. Because every environment is inherently spatially structured, and in most cases temporally variable, individuals need to move within and among habitats to maximize fitness. Dispersal is often assumed to be tightly integrated into life histories through genetic correlations with other vital traits. This assumption is particularly strong within the context of a fast-slow continuum of life-history variation. Such a framework is to date used to explain many aspects of population and community dynamics. Evidence for a consistent and context-independent integration of dispersal in life histories is, however, weak. We therefore advocate the explicit integration of dispersal into life history theory as a principal axis of variation influencing fitness, that is free to evolve, independently of other life history traits. We synthesize theoretical and empirical evidence on the central role of dispersal and its evolutionary dynamics on the spatial distribution of ecological strategies and its impact on population spread, invasions and coexistence. By applying an optimality framework we show that the inclusion of dispersal as an independent dimension of life histories might substantially change our view on evolutionary trajectories in spatially structured environments. Because changes in the spatial configuration of habitats affect the costs of movement and dispersal, adaptations to reduce these costs will increase phenotypic divergence among and within populations. We outline how this phenotypic heterogeneity is anticipated to further impact population and community dynamics.

Context-dependent dispersal allows organisms to seek and settle in habitats improving their fitness. Despite the importance of species interactions in determining fitness, a quantitative synthesis of how they affect dispersal is lacking. We present a meta-analysis asking (i) whether the interaction experienced and/or perceived by a focal species (detrimental interaction with predators, competitors, parasites or beneficial interaction with resources, hosts, mutualists) affects its dispersal; and (ii) how the species' ecological and biological background affects the direction and strength of this interaction-dependent dispersal. After a systematic search focusing on actively dispersing species, we extracted 397 effect sizes from 118 empirical studies encompassing 221 species pairs; arthropods were best represented, followed by vertebrates, protists and others. Detrimental species interactions increased the focal species' dispersal (adjusted effect: 0.33 [0.06, 0.60]), while beneficial interactions decreased it (-0.55 [-0.92, -0.17]). The effect depended on the dispersal phase, with detrimental interactors having opposite impacts on emigration and transience. Interaction-dependent dispersal was negatively related to species' interaction strength, and depended on the global community composition, with cues of presence having stronger effects than the presence of the interactor and the ecological complexity of the community. Our work demonstrates the importance of interspecific interactions on dispersal plasticity, with consequences for metacommunity dynamics.This article is part of the theme issue 'Diversity-dependence of dispersal: interspecific interactions determine spatial dynamics'.

Dispersal is a well-recognized driver of ecological and evolutionary dynamics, and simultaneously an evolving trait. Dispersal evolution has traditionally been studied in single-species metapopulations so that it remains unclear how dispersal evolves in metacommunities and metafoodwebs, which are characterized by a multitude of species interactions. Since most natural systems are both species-rich and spatially structured, this knowledge gap should be bridged. Here, we discuss whether knowledge from dispersal evolutionary ecology established in single-species systems holds in metacommunities and metafoodwebs and we highlight generally valid and fundamental principles. Most biotic interactions form the backdrop to the ecological theatre for the evolutionary dispersal play because interactions mediate patterns of fitness expectations across space and time. While this allows for a simple transposition of certain known principles to a multispecies context, other drivers may require more complex transpositions, or might not be transferred. We discuss an important quantitative modulator of dispersal evolution—increased trait dimensionality of biodiverse meta-systems—and an additional driver: co-dispersal. We speculate that scale and selection pressure mismatches owing to co-dispersal, together with increased trait dimensionality, may lead to a slower and more ‘diffuse’ evolution in biodiverse meta-systems. Open questions and potential consequences in both ecological and evolutionary terms call for more investigation. This article is part of the theme issue 'Diversity-dependence of dispersal: interspecific interactions determine spatial dynamics'.

Abstract Throughout succession, communities undergo structural shifts, which can alter the relative abundances of species and how they interact. It is frequently asserted that these alterations beget stability, i.e. that succession selects for communities better able to resist perturbations. Yet, whether and how alterations of network structure affect stability during succession in complex communities is rarely studied in natural ecosystems. Here, we explore how network attributes influence stability of different successional stages of a natural network: symbiotic arthropod communities forming food webs inside red wood ant nests. We determined the abundance of 16 functional groups within the symbiont community across 51 host nests in the beginning and end stages of succession. Nest age was the main driver of the compositional shifts: symbiont communities in old nests contained more even species abundance distributions and a greater proportion of specialists. Based on the abundance data, we reconstructed interaction matrices and food webs of the symbiont community for each nest. We showed that the enhanced community evenness in old nests leads to an augmented food web stability in all but the largest symbiont communities. Overall, this study demonstrates that succession begets stability in a natural ecological network by making the community more even.