Ecological implications of direct, indirect and evolutionary effects of fire on neotropical vertebrates

Abstract

The impacts of fire on terrestrial fauna are broad and vary according to species and their ecology. This dissertation is divided into three chapters that aim to understand the relationship between fire and its direct, indirect, and evolutionary effects on vertebrates in Brazil. In Chapters 1 and 2, we assessed the direct and indirect impacts of fire on Brazilian terrestrial vertebrates, based on data obtained through citizen science. The most negatively affected taxonomic groups were identified, as well as those with the highest survival rates and the ecosystem services they provide. The results demonstrate that small-bodied vertebrates (<1 kg), especially reptiles (59.1%), are the most vulnerable. Mammals (28.2%) are also impacted, with implications for crucial ecosystem services such as disease surveillance, seed dispersal, ecotourism, and others. Larger vertebrates (>7 kg) showed the highest survival rates. Species such as Ozotoceros bezoarticus, Rhea americana, birds, Didelphidae, Myrmecophaga tridactyla, and Chelonoidis spp. stood out as those with the greatest likelihood of survival, while also contributing to seed dispersal services. In Chapter 3, we estimated the number of underground openings that wildlife can use as refuges against fire in grassland habitats of Serra da Canastra National Park. These estimates indicate approximately 280.70 openings per hectare, which maintain thermal equilibrium when external temperatures are extremely high due to the heat of the flames. Thus, the findings of this dissertation contribute to our understanding of fire ecology and the interactions between fire and wildlife in Brazilian biomes. Furthermore, they provide important support for biodiversity conservation and fire management, reinforcing that well-planned prescribed burns, which promote environmental heterogeneity and preserve underground refuges, are valuable tools for mitigating negative impacts on wildlife and for sustaining the ecosystem services these species provide. Keywords: fire impacts; fire ecology; prescribed burns; wildfire; fauna; BrazilOs impactos do fogo sobre a fauna terrestre são amplos e variam de acordo com as espécies e sua ecologia. Esta dissertação está dividida em três capítulos que, em conjunto, buscam compreender a relação entre o fogo e os seus efeitos diretos, indiretos e evolutivos sobre os vertebrados do Brasil. No Capítulo 1 e 2, foram avaliados os impactos diretos e indiretos do fogo sobre vertebrados terrestres brasileiros, com base em dados obtidos pela Ciência Cidadã. Foram identificados os grupos taxonômicos mais negativamente impactados, os com maiores taxas de sobrevivência e os serviços ecossistêmicos prestados. Os resultados demonstram que vertebrados de pequeno porte (<1kg), especialmente répteis (59,1%), são os mais vulneráveis. Mamíferos (28,2%) também são impactados, comprometendo serviços ecossistêmicos cruciais, como sentinela de doenças, dispersão de sementes, ecoturismo e outros. Os vertebrados maiores (>7 kg) foram os que apresentaram maior sobrevivência. Espécies como Ozotoceros bezoarticus, Rhea americana, aves, Didelphidae, Myrmecophaga tridactyla e Chelonoidis sp. destacam- se entre as que apresentam maior probabilidade de sobrevivência, além de contribuírem para o serviço de dispersão de sementes. No Capítulo 3, foram estimadas a quantidade de aberturas subterrâneas que a fauna pode utilizar como refúgio contra o fogo em ambientes campestres do Parque Nacional da Serra da Canastra. Essas estimativas indicam cerca de 280,70 aberturas por hectares, que possuem equilíbrio térmico quando a temperatura externa se encontra muito alta, devido ao calor das chamas. Assim, os resultados desta dissertação contribuem para o entendimento da ecologia do fogo e das interações entre fauna e fogo em biomas brasileiros. Além de oferecer subsídios importantes para a conservação da biodiversidade e manejo do fogo, reforçando que queimas prescritas bem planejadas, que criam heterogeneidade ambiental e mantêm refúgios subterrâneos, são ferramentas valiosas para minimizar impactos negativos sobre a fauna e manter os serviços ecossistêmicos que essas espécies prestam. Palavras-chave: impactos do fogo; ecologia do fogo; queimas prescritas; incêndio; fauna; Brasil