BIOGEOGRAFÍA. Mecanismos Biológicos: Evolución

Transcripción

1 BIOGEOGRAFÍA Mecanismos Biológicos: Evolución

2 Definiciones Estudio de los patrones de variación en los números y clases de organismos vivientes que se relacionan a esas distribuciones Mayores subdivisiones (biogeografía ecológica y b. histórica) se refieren a la escala de tiempo sobre la cual los patrones se asumen a haberse desarrollado

3 Componente temporal en Biogeografía Análisis comparativos permiten su integración con la mitad evolutiva" de la biología Incorporación de datos moleculares/genéticos: permite inferencias en genética de poblaciones, y más resolución al analizar patrones de diversificación y distribución Reconstrucción (real) del desarrollo histórico de biotas, comunidades, y poblaciones (origen, dispersión, extinción)

4 Escala de tiempo geológico

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6 Temas mayores en biogeografía Clasificación geográfica de las regiones en base a sus biotas Reconstrucción del desarrollo histórico de biotas (origen, dispersión) Explicación de las diferencias en números y tipos de especies a nivel geográfico Explicación de patrones de variación geográfica en características de individuos y poblaciones

7 Regiones Zoogeográficas de Wallace

8 Clasificación Zoogeográfica de Sclater una división ornitológica y más natural de la superficie de la tierra, basada en similaridades y diferencias de sus biotas

9 Escenarios basados en hipótesis de un único centro de origen para la vida Buffon Linnaeus

10 Registro fósil para inferir climas antiguos e historia de la Tierra Adolphe Brogniart (Paleobotánica) Charles Lyell (Paleontología y Geología) Joseph D. Hooker Alfred R. Wallace

11 Principios zoogeográficos de Wallace El conocimiento de todos los organismos, sus distribuciones, y una clasificación natural son requisitos para una biogeografía (así como paleontología y estratigrafía) válida La distancia no determina grado de afinidad biogeográfica; la dispersión de larga distancia no solo es posible, es probable El clima tiene un fuerte efecto sobre la similitud, pero no es linear; además, los procesos pueden diferir en intensidad a través del tiempo La especiación se origina por adaptación local y divergencia; las biotas actuales están formadas por el clima pasado y la geología del área La competencia, depredación, y otros factores bióticos influencian las distribuciones

12 Principios zoogeográficos de Wallace La jerarquía Linneana refleja la edad de las disyunciones Las extinciones y distribución en parche crean disyunciones de rango, pero los organismos sedentarios identifican antiguas conexiones de tierra, Los estudios de biotas en islas proveen una versión simplificada de las complejidades continentales. Las poblaciones en islas pueden estar libres de depredadores y competidores Nuevas conexiones de tierra (y dispersión) llevan a extinciones y competencias al poner en contacto sus biotas El entendimiento de las biotas regionales requiere entender su contexto supra-regional

13 Ruta del H.M.S. Beagle

14 Distribución de ecosistemas Mediterráneos sobre los continentes Entender la distribución de climas, y cómo los factores ambientales son afectados por el clima, y oportunidades históricas para entender la distribución de la vida

15 Alfred Wegener ( ) La congruencia entre las costas opuestas por el Atlántico llamó su atención. Meteorólogo alemán, publicó su teoría con escaso material de soporte en reportes orales y escritos hacia 1912; expandió sus ideas en un volumen [The Origin of Continents and Oceans; en alemán] publicado en 1915

16 Snider-Pellegrini (1858) Alfred L. Wegener ( )

17 Principales Placas Tectónicas

18 Modelo de expansión y subducción del piso marino

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20 Refugios Pleistocénicos

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22 PATRONES DE DISTRIBUCION Patrones básicos sugiriendo la importancia de eventos pasados sobre la distribución de los organismos: (a)todos los taxa son restringidos a áreas particulares, mostrando algún grado de endemismo (b) ciertas clases de organismos tienden a ocurrir juntos, proveyendo bases para dividir la Tierra en regiones bióticas o provincias (c) clases similares de organismos a veces ocurren en áreas ampliamente separadas

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24 DISPERSION Disciplina que siempre requiere causas externas para explicar los patrones. No intentan una teoría general de la historia de la tierra, sino mas bien historias de casos individuales para cada grupo taxonómico VICARIANCIA Un evento vicariante describe la situación en la cual un taxon alguna vez ampliamente distribuido llega a ser restringido a regiones geográficamente aisladas por extinción de las poblaciones intermedias. Su principal fundamento histórico es la Tectónica de placas

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26 BARRERAS Todo aquello que impide la dispersión de un organismo; según el grado de similaridad faunística entre áreas: a) corredores: rutas de migración de obvia carga pesada, indicadas por una alta similaridad b) filtros: grandes desiertos, vacíos de agua, y franjas angostas de tierra; indicadas por baja similaridad, sólo travesías de carga ligera c) rutas de alto riesgo: barreras formidables, como los océanos mayores, raras oportunidades de cruzar

27 DISYUNCION Dos o más taxa estrechamente relacionados en áreas ampliamente separadas. Causas de disyunción: a)un rango originalmente continuo, subdividido por la una barrera geológica o medioambiental que origina extinción de poblaciones intervinientes (vicariante) b)una especie ancestral dispersándose largas distancias para colonizar una localidad distante (pero no el área entre ellas); estas localidades (hábitat) son y han sido siempre disyuntas

28 PATRONES DE DISTRIBUCION Según la relación entre sus áreas de ocurrencia: Simpatría: taxa coexistiendo en la misma área Alopatría: taxa de distribución disyunta, sin contacto Parapatría: taxa de distribución colindante, sin contacto

29 ENDEMISMO Restricción geográfica de los organismos a un límite o grado determinado; el término significa "que no ocurre en otro lugar más". Depende de la escala taxonómica; las especies son más restringidas que géneros, y éstos, más que familias PROVINCIALISMO Patrón coincidente en la distribución geográfica de taxones endémicos y distantemente relacionados en una región. Es uno de los criterios invocados para determinar centros de origen

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31 Provincias faunísticas de Sud América, basadas en la distribución de mamíferos terrestres

32 1. Evitar la competencia 2. Explotación de nuevas fuentes de recurso 3. Evitar el retrocruzamiento 4. Escapar de ambientes deteriorados y encontrar nuevos ecosistemas 5. Evitar que los depredadores formen una imagen de búsqueda

33 Intercambio de fauna en América

34 Rango Geográfico Abundancia & Diversidad Relevante a temas mayores en biogeografía: 1. Explicación de diferencias en diversidad de especies a través de áreas geográficas o a lo largo de gradientes geográficos 2. Explicación de variación geográfica en las características propias de individuos y poblaciones

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36 Brown (1984): Tres supuestos básicos 1.Abundancia y distribución de c/especie es determinada por combinaciones de variables bióticas y físicas que son requeridas para la supervivencia y reproducción de los individuos (nicho multidimensional de Hutchinson) 2. Las variables varían independientemente entre sí, con una distribución espacial aparentemente al azar. Pero esta variación también depende de la distancia entre sitios, resultando en sitios próximos más similares 3. Especies cercanamente relacionadas varían en pocas de estas variables (dimensiones, requerimientos de nicho), reflejando que la diferenciación del nicho depende de limitantes asociadas al linaje

37 Otras maneras de ver la distribución G.I.S: Geographic Information Systems Patrones de distribución (UNA especie) sobre distintas escalas

38 Otras maneras de ver la distribución Tomado de Martínez-Meyer (2005) Modelado de distribución geográfica

39 A = Nicho fundamental (condiciones ecológicas óptimas para la especie) B = Condiciones limitantes M = Espacio geográfico accesible (histórico o actual) a la especie P = Nicho realizado (área geográfica donde ocurre la especie)

40 Gradiente Latitudinal Este gradiente en diversidad es quizás el más famoso de los patrones: la diversidad se incrementa a través de grupos taxonómicos, hemisferios y continentes, y casi invariablemente, desde los polos al Ecuador El gradiente latitudinal de diversidad se cumple para todos estos elementos: - diversidad alfa o la diversidad en una única localidad; - diversidad beta, o recambio de spp. entre localidades; - diversidad gama o la diversidad de spp. regional

41 Anfibios Mamíferos

42 Gradiente Altitudinal Ambientes tropicales, cálidos y húmedos, con días largos proveen a los organismos con mas recursos para crecimiento y reproducción Estas condiciones favorecen a los productores primarios (flora) que pueden soportar a diversos consumidores secundarios, que a su vez soportan a predadores. Estas son condiciones más típicas en ambientes de menor elevación, comparado a grandes altitudes; por ello, esos ecosistemas soportan una biota menos diversa

43 Gradiente Altitudinal Ambientes montañosos se subdividen verticalmente en cinturones altitudinales, como montano, andino, y nevados, que son ecosistemas muy distintos Condiciones climáticas en grandes alturas (e.g., bajas temperaturas, alta aridez) pueden crear ambientes en los cuales pocas especies sobreviven Especialmente estudiado en la región Andina

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46 Gradientes de Diversidad Explicaciones al Patrón Latitudinal Willig et al. 2003

47 Diversificación y distribución a nivel genético

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49 Qué es (y qué no es) Biogeografía Panbiogeografía (Croizat ) Geografía ecológica (MacArthur 1972) Areografía (Rapoport 1973) Filogeografía (Avise et al. 1987) Macroecología (Brown 1995) Ecología del paisaje (patrones & procesos) Ecología de comunidades (procesos & estructura) Modelamiento de nichos (factores & patrones)