Trophic rewilding is an ecological restoration strategy that uses species introductions to restore top-down trophic interactions and associated trophic cascades to promote self-regulating biodiverse ecosystems. Given the importance of large animals in trophic cascades and their widespread losses and resulting trophic downgrading, it often focuses on restoring functional megafaunas. Trophic rewilding is increasingly being implemented for conservation, but remains controversial. Here, we provide a synthesis of its current scientific basis, highlighting trophic cascades as the key conceptual framework, discussing the main lessons learned from ongoing rewilding projects, systematically reviewing the current literature, and highlighting unintentional rewilding and spontaneous wildlife comebacks as underused sources of information. Together, these lines of evidence show that trophic cascades may be restored via species reintroductions and ecological replacements. It is clear, however, that megafauna effects may be affected by poorly understood trophic complexity effects and interactions with landscape settings, human activities, and other factors. Unfortunately, empirical research on trophic rewilding is still rare, fragmented, and geographically biased, with the literature dominated by essays and opinion pieces. We highlight the need for applied programs to include hypothesis testing and science-based monitoring, and outline priorities for future research, notably assessing the role of trophic complexity, interplay with landscape settings, land use, and climate change, as well as developing the global scope for rewilding and tools to optimize benefits and reduce human–wildlife conflicts. Finally, we recommend developing a decision framework for species selection, building on functional and phylogenetic information and with attention to the potential contribution from synthetic biology.

The late Quaternary megafauna extinction was a severe global-scale event. Two factors, climate change and modern humans, have received broad support as the primary drivers, but their absolute and relative importance remains controversial. To date, focus has been on the extinction chronology of individual or small groups of species, specific geographical regions or macroscale studies at very coarse geographical and taxonomic resolution, limiting the possibility of adequately testing the proposed hypotheses. We present, to our knowledge, the first global analysis of this extinction based on comprehensive country-level data on the geographical distribution of all large mammal species (more than or equal to 10 kg) that have gone globally or continentally extinct between the beginning of the Last Interglacial at 132 000 years BP and the late Holocene 1000 years BP, testing the relative roles played by glacial–interglacial climate change and humans. We show that the severity of extinction is strongly tied to hominin palaeobiogeography, with at most a weak, Eurasia-specific link to climate change. This first species-level macroscale analysis at relatively high geographical resolution provides strong support for modern humans as the primary driver of the worldwide megafauna losses during the late Quaternary.

Significance Animals play an important role in the transport of nutrients, but this role has diminished because many of the largest animals have gone extinct or experienced massive population declines. Here, we quantify the movement of nutrients by animals in the land, sea, rivers, and air both now and prior to their widespread reductions. The capacity to move nutrients away from hotspots decreased to 6% of past values across land and ocean. The vertical movement of phosphorus (P) by marine mammals was reduced by 77% and movement of P from sea to land by seabirds and anadromous fish was reduced by 96%, effectively disrupting an efficient nutrient distribution pump that once existed from the deep sea to the continental interiors.

Data needed for macroecological analyses are difficult to compile and often hidden away in supplementary material under non-standardized formats. Phylogenies, range data, and trait data often use conflicting taxonomies and require ad hoc decisions to synonymize species or fill in large amounts of missing data. Furthermore, most available data sets ignore the large impact that humans have had on species ranges and diversity. Ignoring these impacts can lead to drastic differences in diversity patterns and estimates of the strength of biological rules. To help overcome these issues, we assembled PHYLACINE, The Phylogenetic Atlas of Mammal Macroecology. This taxonomically integrated platform contains phylogenies, range maps, trait data, and threat status for all 5,831 known mammal species that lived since the last interglacial (~130,000 years ago until present). PHYLACINE is ready to use directly, as all taxonomy and metadata are consistent across the different types of data, and files are provided in easy-to-use formats. The atlas includes both maps of current species ranges and present natural ranges, which represent estimates of where species would live without anthropogenic pressures. Trait data include body mass and coarse measures of life habit and diet. Data gaps have been minimized through extensive literature searches and clearly labelled imputation of missing values. The PHYLACINE database will be archived here as well as hosted online so that users may easily contribute updates and corrections to continually improve the data. This database will be useful to any researcher who wishes to investigate large-scale ecological patterns. Previous versions of the database have already provided valuable information and have, for instance, shown that megafauna extinctions caused substantial changes in vegetation structure and nutrient transfer patterns across the globe.

Aim To assess the extent to which humans have reshaped Earth's biodiversity, by estimating natural ranges of all late Quaternary mammalian species, and to compare diversity patterns based on these with diversity patterns based on current distributions. Location Globally. Methods We estimated species, functional and phylogenetic diversity patterns based on natural ranges of all mammalian species (n = 5747 species) as they could have been today in the complete absence of human influence through time. Following this, we compared macroecological analyses of current and natural diversity patterns to assess whether human-induced range changes bias evolutionary and ecological analyses based on current diversity patterns. Results We find that current diversity patterns have been drastically modified by humans, mostly due to global extinctions and regional to local extirpations. Current and natural diversities exhibit marked deviations virtually everywhere outside sub-Saharan Africa. These differences are strongest for terrestrial megafauna, but also important for all mammals combined. The human-induced changes led to biases in estimates of environmental diversity drivers, especially for terrestrial megafauna, but also for all mammals combined. Main conclusions Our results show that fundamental diversity patterns have been reshaped by human-driven extinctions and extirpations, highlighting humans as a major force in the Earth system. We thereby emphasize that estimating natural distributions and diversities is important to improve our understanding of the evolutionary and ecological drivers of diversity as well as for providing a benchmark for conservation.

Abstract Most knowledge on biodiversity derives from the study of charismatic macro-organisms, such as birds and trees. However, the diversity of micro-organisms constitutes the majority of all life forms on Earth. Here, we ask if the patterns of richness inferred for macro-organisms are similar for micro-organisms. For this, we barcoded samples of soil, litter and insects from four localities on a west-to-east transect across Amazonia. We quantified richness as Operational Taxonomic Units (OTUs) in those samples using three molecular markers. We then compared OTU richness with species richness of two relatively well-studied organism groups in Amazonia: trees and birds. We find that OTU richness shows a declining west-to-east diversity gradient that is in agreement with the species richness patterns documented here and previously for birds and trees. These results suggest that most taxonomic groups respond to the same overall diversity gradients at large spatial scales. However, our results show a different pattern of richness in relation to habitat types, suggesting that the idiosyncrasies of each taxonomic group and peculiarities of the local environment frequently override large-scale diversity gradients. Our findings caution against using the diversity distribution of one taxonomic group as an indication of patterns of richness across all groups.

Conservation efforts should target the few remaining areas of the world that represent outstanding examples of ecological integrity and aim to restore ecological integrity to a much broader area of the world with intact habitat and minimal species loss while this is still possible. There have been many assessments of “intactness” in recent years but most of these use measures of anthropogenic impact at a site, rather than faunal intactness or ecological integrity. This paper makes the first assessment of faunal intactness for the global terrestrial land surface and assesses how many ecoregions have sites that could qualify as Key Biodiversity Areas (KBAs – sites contributing significantly to the global persistence of biodiversity) based on their outstanding ecological integrity (under KBA Criterion C). Three datasets are combined on species loss at sites to create a new spatially explicit map of numbers of species extirpated. Based on this map it is estimated that no more than 2.9% of the land surface can be considered to be faunally intact. Additionally, using habitat/density distribution data for 15 large mammals we also make an initial assessment of areas where mammal densities are reduced, showing a further decrease in surface area to 2.8% of the land surface that could be considered functionally intact. Only 11% of the functionally intact areas that were identified are included within existing protected areas, and only 4% within existing KBAs triggered by other criteria. Our findings show that the number of ecoregions that could qualify as Criterion C KBAs could potentially increase land area up to 20% if their faunal composition was restored with the reintroduction of 1–5 species. Hence, if all necessary requirements are met in order to reintroduce species and regain faunal integrity, this will increase ecological integrity across much of the area where human impacts are low (human footprint ≤4). Focusing restoration efforts in these areas could significantly increase the area of the planet with full ecological integrity.

Concern for megafauna is increasing among scientists and non-scientists. Many studies have emphasized that megafauna play prominent ecological roles and provide important ecosystem services to humanity. But, what precisely are 'megafauna'? Here, we critically assess the concept of megafauna and propose a goal-oriented framework for megafaunal research. First, we review definitions of megafauna and analyse associated terminology in the scientific literature. Second, we conduct a survey among ecologists and palaeontologists to assess the species traits used to identify and define megafauna. Our review indicates that definitions are highly dependent on the study ecosystem and research question, and primarily rely on

Abstract Aim Different fruit colours are associated with dispersal by different frugivores, largely based on colour vision type. Frugivore mobility affects overall range size for the plant being dispersed. Here we determine the interaction between different fruit colours, range sizes, and diversification rates by testing two hypotheses: That (1) fruit colours attractive to birds have larger range sizes due to their higher dispersal ability, and that (2) different frugivore disperser groups, bird or mammal, leads to different diversification rate at different range size, where intermediate range size leads to the highest diversification rate. Location Global. Time period Contemporary (or present) Major taxa studied Palms (Arecaceae) Methods Using model selection, we identified three groups of colours with similar diversification rate and likely disperser. Range sizes were estimated and categorized species as small, intermediate, or large-ranged. For model selection and to determine the relationship beween fruit color, range size and diversification rate we used Multi-State Speciation and Extinction (MuSSE) models. Results Species with intermediate range size had the highest net diversification for all three fruit colour groups. Bird-dispersed palms more likely diversified at small than at large range size while mammal-dispersed palms more likely diversified at larger range size than small. Fruit colours associated with mammal dispersal had more large-ranged species than colours associated with bird dispersal. Main conclusions The associated between intermediate range size and higher diversification rate indicates that spatial factors that affect diversification at small and large range sizes result in higher diversification at intermediate ranges. We find striking differences in diversification rate within each range size category between fruit color groups. This suggests that the relationship between diversification rate and range size depends on the specific frugivorous dispersers and their dispersal patterns. This study reveals how fruit traits alter dispersal patterns and how that, in turn, influences diversification.

Abstract Herbivorous mammals are important for natural ecosystems even today, but how much stronger would there effects be without human-linked extinctions and extirpations? The ranges of many mammal species have contracted and numerous species have gone extinct due to human pressures, so herbivore impacts in even seemingly natural ecosystems likely deviate from their pre-anthropogenic state. However, such effects remain poorly understood and often unrecognized. To address this issue, we here quantified and mapped plant consumption by all terrestrial mammals in natural areas based on both current and estimated natural ranges. We then compared the estimated consumption rates to current plant net primary productivity, and summarised the results for global ecosystem types both broadly and in the wildest remaining natural areas around the world (the Last of the Wild). We found that wild mammals consume 7.3% (95% interquantile range: 0.85% - 26%) of net primary productivity in current natural areas, and that this would be much higher in the absence of extinctions and extirpations, namely 13% (95% interquantile range: 1.7% - 40%), i.e., a >50% higher consumption rate. Marked human-linked declines in herbivory were seen even in the wildest remaining natural areas, where mammals now consume a mean of 9% (95% interquantile range: 2.2% - 26%) of plant primary productivity, which is only 60% of no-extinction level. Our results show that mammalian herbivores naturally play an important part in ecosystems at a global scale, but that this effect has been strongly reduced by extinctions and extirpations.