Predicting future changes in the distribution of wandering spiders - Habitat requirement, cold tolerance, and dispersal are crucial traits for Dolomedes species.

Abstract

Å forstå dynamikken i en arts utbredelsesområde er viktig for å kunne forvalte den best mulig. Teoretiske modeller forutsier ekspansjon av utbredelsen til arters habitater mot polene i takt med klimaendringene. Noen arter er i stand til å tilpasse seg sine nye klimatiske forhold, andre arter vil det bli mindre vanlige, og andre igjen er i stand til å følge etter den geografiske habitatutbredelsen. Disse tre mulighetene er ikke gjensidig utelukkende for en art. Denne oppgaven tar sikte på å evaluere de to europeiske fiskeedderkoppene sine evner til å følge fremtidig habitatsutbredelse. Dolomedes plantarius og Dolomedes fimbriatus er begge utbredt i Europa, men førstnevnte har færre populasjoner og er klassifisert som sårbar på IUCNs rødliste for trua arter. Begge artene er semi-akvatiske og er derfor avhengig av våtmarker, som er truet av klimaendringer og menneskelig aktivitet. Hovedmålet med oppgaven var å undersøke habitatkravene, tilbøyeligheten for spredning og kuldetoleransen til begge nevnte arter for å effektivt kunne forutsi deres fremtidige habitatutvalg samt deres evne til å forflytte seg for å nå disse innenfor Fennoscandia. Vi gjennom gikk hvordan og i hvilket omfang artsdistribusjonsmodeller (SDMer) benyttes I studier på leddyr, og gjorde tilnærminger for å redusere forstyrrelsene i SDM-prediksjonene. Vi viste at bruk av hybride artsdistribusjonsmodeller (hybride SDMer) bør favoriseres over enkle korrelative SDMer ved å inkludere prosessbasert informasjon i korrelasjonsmodeller. Vi bestemte oss for å utvikle hybride SDMer for å forutsi innvirkningen klimaendringer vil kunne ha på Dolomedes. For å gjøre dette, samlet vi forekomstdata påbegge arter og kjørte fysiologiske og eksperimentelle tester for å utforske henholdsvis deres habitatkrav, kuldetoleranse og tilbøyelighet til spredning. Vi fant smalere habitatkrav for D. plantarius enn for D. fimbriatus; sympatriske leveområder var faktisk mer lik D. plantarius-leveområder enn D. fimbriatus-leveområder. Løvskog, (langsomtflytende) vann og lavereliggende områder er nødvendig for D. plantarius, mens D. fimbriatus tåler lavere pH (barskog), fravær av vann og kan okkupere i høyereliggende områder. Når det gjelder kuldetoleranse for fiskeedderkopper, fant vi at ungdommer av D. fimbriatus fra nordlige (kontinentale) populasjoner var mer tolerante enn ungdommer fra sørlige (tempererte) populasjoner. Videre var D. plantarius litt mindre kuldetolerant enn D. fimbriatus I Fennoscandia. D. fimbriatus hadde en høyere tilbøyelighet til spredning av langdistanse (balloning) og vannbåren (seilende), mens tilbøyeligheten for kortdistansespredning (rappellering) ikke var forskjellig mellom arter. For kortreist vannbåren spredning, derimot, fant vi høyere tilbøyelighet for roing og lavere tilbøyelighet til å løpe for D. plantarius enn for D. fimbriatus. Til slutt, med korrelative SDM-er, viste vi at utbredelsen av egnede habitat og klima vil utvide seg nordover i takt med klimaendringene, og at dette skiftet vil være viktigere under scenarioer med større klimaendringer. Likevel estimerte vi med bruk av hybrid SDM at muligheten for begge artene til å spore egnede habitater vil være begrenset. Det skyldtes hovedsakelig begrenset spredningsevne og/eller fragmentering av landskapet. Forsinkelsen Dolomedes viste i forhold til å følge endringene i habitatutbredelsen understreker behovet for en oppdatering av deres rødliste-status, samt behov for planlegging av forvaltningen av arten for å bevare den. Å bevare forbindelsen mellom leveområder er avgjørende, samt å utforske Dolomedes sin vinteroverlevelse.

Abstract Understanding the dynamic of the range of a species is important for its conservation and management planning. Theoretical models predict poleward expansions of the suitable habitat of species under climate change. Some species are able to adapt to their new climatic conditions, others species will decline and others are able to track their suitable habitats. These three responses are not mutually exclusive along the range of a species. This thesis aimed at evaluating the abilities of the two European fishing spiders to track their suitable range in the future. Dolomedes plantarius and Dolomedes fimbriatus are widespread in Europe but the former has scarcer populations and is classified as vulnerable by the IUCN red list of species. Both species are semi-aquatic and consequently inhabit wetlands, which are threatened by climate change and human activities. The main goal of this thesis was to explore the habitat requirements, the propensity for dispersal and the cold tolerance of both species to efficiently predict their range of habitat suitability and reachability in Fennoscandia. We reviewed scopes and ways species distribution models (SDMs) are used in arthropods studies and provided approaches to mitigate the biases of SDMs predictions. We showed that using hybrid species distribution models (hybrid SDMs) should be favoured over simple correlative SDMs by including process-based information in correlative models. We decided to develop hybrid SDMs to predict the impact of climate change on Dolomedes. To do so, we sampled occurrence data on both species and ran physiological and experimental tests to explore their habitat requirements, cold tolerance and propensity for dispersal. We found narrower habitat requirements for D. plantarius compared to D. fimbriatus; sympatric sites were indeed more similar to D. plantarius sites than to D. fimbriatus sites. Deciduous forest, (slow-flowing) water, and low altitude are needed for D. plantarius, whereas D. fimbriatus tolerate lower pH (coniferous forest), absence of water, and can occupy higher altitudes. Regarding cold tolerance of juveniles fishing spiders, we showed that D. fimbriatus from northern (continental) populations were more tolerant than from southern (temperate) populations. Moreover, D. plantarius was slightly less cold tolerant than D. fimbriatus in Fennoscandia. D. fimbriatus had a higher propensity for long-distance airborne (ballooning) and waterborne (sailing) dispersal, while the propensity for short-distance airborne dispersal (rappelling) did not differ between species. However, we found contrasting results for shortdistance waterborne dispersal, with a higher propensity for rowing and a lower propensity for running for D. plantarius than for D. fimbriatus. Finally, with correlative SDMs we showed that climatic suitability and habitat suitability will expand northward with climate change and that this shift will be more important under stronger climate change. Nonetheless, with hybrid SDMs we predicted that the ability for both species to track their suitable habitats will be limited due to limited dispersal abilities and/or fragmentation of the landscape. The lag of Dolomedes behind their suitable range underscores the urgent need for an update of their red-listed status, as well as the needs for planning of conservation and management strategies. Conserving the connectivity between sites is crucial, as well as exploring winter survival of Dolomedes.