Summary Biogeographic events occurring in the deep past can contribute to the structure of modern ecological communities. However, little is known about how the emergence of environmental gradients shape the evolution of species that underlie community assembly. In this study, we address how the creation of novel environments lead to community assembly via two non-mutually exclusive processes: 1) the immigration and ecological sorting of pre-adapted clades (ISPC), and 2) recent adaptive diversification (RAD). We study these processes in the context of the elevational gradient created by the uplift of the Central Andes. We develop a novel approach and method based on the decomposition of species turnover into within- and among-clade components, where clades correspond to lineages that originated before mountain uplift. Effects of ISPC and RAD can be inferred from how components of turnover change with elevation. We test our approach using data from over 500 Andean forest plots. We found that species turnover between communities at different elevations is dominated by the replacement of clades that originated before the uplift of the Central Andes. Our results suggest that immigration and sorting of clades pre-adapted to montane habitats is the primary mechanism shaping communities across elevations.

Abstract Aim The climate variability hypothesis proposes that species subjected to wide variation in climatic conditions will evolve wider niches, resulting in larger distributions. We test this hypothesis in tropical plants across a broad elevational gradient; specifically, we use a species-level approach to evaluate whether elevational range sizes are explained by the levels of thermal variability experienced by species. Location Central Andes Time period Present day Major taxa studied Woody plants Methods Combining data from 479 forest plots, we determined the elevational distributions of nearly 2300 species along an elevational gradient (∼209 – 3800 m). For each species, we calculated the maximum annual variation in temperature experienced across its elevational distribution. We used phylogenetic generalized least square models to evaluate the effect of thermal variability on range size. Our models included additional covariates that might affect range size: body size, local abundance, mean temperature and total precipitation. We also considered interactions between thermal variability and mean temperature or precipitation. To account for geometric constraints, we repeated our analyses with a standardized measure of range size, calculated by comparing observed range sizes with values obtained from a null model. Results Our results supported the main prediction of the climate variability hypothesis. Thermal variability had a strong positive effect on the range size, with species exposed to higher thermal variability having broader elevational distributions. Body size and local abundance also had positive, yet weak effects, on elevational range size. Furthermore, there was a strong positive interaction between thermal variability and mean annual temperature. Main conclusions Thermal variability had an overriding importance in driving elevational range sizes of woody plants in the Central Andes. Moreover, the relationship between thermal variability and range size might be even stronger in warmer regions, underlining the potential vulnerability of tropical montane floras to the effects of global warming.

ABSTRACT Palms (family Arecaceae) are conspicuous and structural elements in forests ecosystems of tropical regions and mountain forests in South America. Additionally, many species of palms are culturally and economically important to human populations. Because of their ecological and ethnobotanical significance, understanding the drivers of palm distribution and diversity is critical. However, most past research has focused in tropical lowland palm communities, while our understanding of montane tropical palm ecology and biogeography is comparatively lacking. We investigate the environmental factors that influence patterns of richness, composition, and abundance of palms in the Central Andes. In particular, we are interested in the relative effects that soil edaphic conditions and climate have on palm community structure. For these analyses, we used a network of 88 forest plots distributed along a broad elevational gradient (1,000 – 3,200 meters), which are part of the Madidi Project in north-western Bolivia. We carried out palm community-level analysis, as well as species-specific analyses for each of the 16 most common species. We found that soils and climate contribute differentially to shaping Andean palm diversity and distributions. We found that soils explain more variation in species composition (14.4%) than climate (3.45%), but that climate explains more variation in species richness (13%) than soils (6.1%). Moreover, species-specific analyses reveal that there is great variation in how different common species respond to their abiotic environment. Our results contribute to understanding the drivers of biodiversity for a highly important group of plants in one of the most important hotspots for biodiversity. RESUMEN En el neotrópico, las palmeras (Arecaceae) son un grupo diverso y abundante de plantas que constituyen elementos estructurales en bosques tropicales tanto de tierras bajas como de montaña. Además, muchas especies de palmeras son culturalmente y economicamente importantes para muchas poblaciones humanas. Debido a su importancia ecológica y etnobotánica, entender los mecanismos que controlan la diversidad y la distribución de las palmeras es extremadamente importante. Sin embargo, la mayoría de la investigación hasta el momento se ha enfocado en comunidades de palmeras de tierras bajas, mientras que la ecología y biogeografía de las palmeras de montañas es relativamente poco entendida. En este estudio, nosotros investigamos los factores ambientales que influencian la riqueza, composición y abundancia de palmeras en los Andes Centrales. En particular, estamos interesados en entender los efectos relativos de las condiciones edáficas del suelo y el clima en la estructura de comunidades de palmeras. Para nuestros análisis, usamos una red de 88 parcelas de árboles distribuidas a lo largo de un gradiente elevacional (1,000 – 3,200 metros), la misma que es parte del Proyecto Madidi en Bolivia. Encontramos que el suelo y el clima tienen efectos diferentes. El suelo explica más variación en la composición de especies (14.4%) que el clima (3.45%), pero el clima explica más variación en la riqueza de especies (13%) que los suelos (6.1%). Además, análisis independientes para las 16 especies más comunes demuestran gran variación en como cada especie responde a las condiciones ambientales. Nuestros resultados contribuyen a entender los factores que controlan la diversidad de un grupo importante de plantas en una de las regiones más diversas del planeta.