INVASIONES BIOLÓGICAS

Transcripción

1 INVASIONES BIOLÓGICAS TEMARIO: Definiciones Las invasiones biológicas como fenómeno: Las invasiones como proceso histórico. Características de especies invasoras y de las comunidades invadidas Principales hipótesis propuestas para explicar invasiones. Respaldo de la evidencia. Las invasiones biológicas como problema: Impactos de especies invasoras Control de invasiones

2 Charles Elton (1958) inició el estudio de la ecología de las invasiones Crecimiento exponencial en estudios ecológicos de invasiones Richardson et al. 2008

3 consecuente con el número (también creciente) de casos documentados de especies invasoras Número acumulado de especies invasoras, Bahía de San Francisco (EE.UU.; Cohen y Carlton 1998)

4 Impacto de las invasiones biológicas sobre la biodiversidad

5 Antes que nada, algunas definiciones

6 El estudio de las invasiones biológicas como fenómeno: Qué requiere una determinada especie para prosperar en un determinado ambiente? (Fuentes et al 2014)

7 El estudio de las invasiones biológicas como fenómeno: La teoría ecológica (comunidades, sucesión ecológica) como marco para comprender a las invasiones biológicas: Qué requiere una determinada especie para prosperar en un determinado ambiente? (Groom et al 2005)

8 ATENCIÓN: Las invasiones biológicas contemporáneas son procesos únicos, porque 1) ocurren a tasas sin precedentes y porque 2) las especies residentes e invasoras no han compartido su historia evolutiva (Chaneton 2010; Keller et al 2011)

9 Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso histórico. Exploraciones vikingas Viajes de exploración en Asia: Viajes por el Pacífico: siglos XVI-XVIII

10 Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso histórico Principales rutas de navegación, siglos XVI - XVII

11 Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso histórico Canal de Suez 1869 Canal de Panamá 1914 Main Ocean Steam Routes, 1850s to 1950s (Carlton RBE 2010)

12 Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso histórico Las rutas de navegación en la actualidad (Kareiva et al 2007)

13 Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso histórico Las invasiónes biológicas involucran combinaciones con secuencias particulares de eventos... No obstante, la frecuencia con que dichos eventos se repiten suele influir sobre el éxito de una invasión Mamíferos introducidos en Europa (corregido por área) y red de caminos (Jeschke & Genovesi 2011) Hipótesis de presión de propágulos (Propagule pressure hypothesis; Lockwood et al. 2005). La presión de propágulos o esfuerzo de introducción depende de: 1) Número de individuos involucrados en cada evento de liberación 2) Número de eventos de liberación por unidad de tiempo

14 Características de las especies invasoras (species invasiveness o Invasividad, sensu Londsdale 1999) Por qué son (relativamente) pocas las especies que se vuelven invasoras? Algunas especies (como el camalote, los estorninos europeos, las ratas) se han comportado como ganadores recurrentes que han invadido con éxito áreas muy distantes del planeta. Comparten las especies invasoras atributos que aumentan significativamente sus chances de proliferar en una nueva área?

15 Características de las especies invasoras Es posible confeccionar una lista de caracteres comunes, compartidos por los invasores exitosos? Si se pudiera detectar un número de características de, por ejemplo, insectos, plantas vasculares acuáticas o pájaros invasores, compartidos como grupo, entonces se podría predecir la identidad de futuros invasores en estos grupos taxonómicos!! Limnoperna fortunei

16 Características de las especies invasoras Es posible confeccionar una lista de caracteres comunes, compartidos por los invasores exitosos?

17 Características de las especies invasoras Dos de las características más comunes entre especies invasoras exitosas: 1) Su asociación con actividades humanas 2) Han logrado invadir con éxito en el pasado

18 Características de las especies invasoras Especies invasoras exitosas: Su asociación con actividades humanas (Jeschke & Strayer 2005, PNAS)

19 Características de las especies invasoras Especies invasoras exitosas: Su asociación con actividades humanas (Jeschke & Strayer 2006, Global Change Biology)

20 Existe alguna relación entre el éxito de invasión y la pertenencia a un determinado taxon?

21 Características de especies invasoras Existe alguna relación entre el éxito de invasión y la pertenencia a un determinado taxon? Las especies emparentadas con los invasores, particularmente aquellas en el mismo género, parecen obvios candidatos a ser invasores potenciales (Acacia, Mimosa,Cyperus). Sin embargo, en la práctica la mayoría de los invasores biológicos tienen pocos o ningún pariente agresivo las evidencias circunstanciales sugieren que agrupar por relación taxonómica ha resultado un método impreciso para predecir el potencial invasivo de una especie (al menos, entre las especies de plantas vasculares). (Mack et al 2000)

22 Características de especies invasoras (Invasividad): (Groom et al 2005)

23 Características de especies invasoras:

24 Principales hipótesis propuestas para explicar las invasiones biológicas

25 La vulnerabilidad de una comunidad a la invasión Qué determina la invasibilidad de una comunidad? (Community invasibility) (Hierro RBE 2010) Condiciones abióticas Diversidad Disturbio Enemigos naturales Mutualistas Otros (ej., cercanía a puertos, historia )

26 Principales hipótesis propuestas para explicar las invasiones biológicas 1) Resistencia biótica (Biotic resistance hypothesis, sinónimo de Diversity-invasibility hypothesis; Elton, 1958; Shea &Chesson 2002): ecosistemas con alta biodiversidad y riqueza de especies son más resistentes contra los invasores que los ecosistemas con baja biodiversidad. 2) Susceptibilidad de islas (Island susceptibility hipothesis, Elton, 1958; Simberloff 1995, Shea y Chesson 2002): Las especies invasoras son más propensas a establecerse y tienen impactos ecológicos más importantes en las islas que en los continentes. 3) Colapso de invasiones (Invasional meltdown hiphotesis; Simberloff & Von Holle 1999): la presencia de especies invasoras en un ecosistema facilita la invasión por especies adicionales, aumentando su probabilidad de supervivencia e impacto ecológico. (Jeschke et al. 2012)

27 Principales hipótesis propuestas para explicar las invasiones biológicas 4) Armas novedosas (Novel weapons hypothesis, Callaway & Aschehoug 2000): en el ambiente exótico, las especies invasoras pueden tener un ventaja competitiva frente a las especies nativas debido a que poseen un arma novedosa, es decir, una característica que es nueva en la comunidad de especies nativas residentes, por lo que los afecta negativamente (ej., compuestos secundarios con efectos alelopáticos). 5) Liberación de enemigos (Enemy release hypothesis, Maron & Vilà 2001, Keane & Crawley 2002): Muchos invasores llegan a las nuevas localidades como semillas, esporas, huevos o en algún otro estado de resistencia, pero sin sus enemigos naturales nativos que normalmente incluyen a sus competidores, predadores, herbívoros o parásitos naturales. La ausencia de enemigos es una de las causas del éxito de invasión. 6) Regla del 10% (Tenth Rule, Williamson & Brown 1986; Jeschke & Strayer 2005): aproximadamente el 10% de las especies logran realizar con éxito los sucesivos pasos consecutivos del proceso de invasión: alrededor del 10% de las especies transportadas más allá de su área natural de distribución logran liberarse o escapar en la naturaleza (especies introducidas), 10% de las especies introducidas serán capaces de establecerse en la naturaleza, y alrededor del 10% de las especies establecidas se convertirá en invasora/especie plaga. (Jeschke et al. 2012)

28 Hipótesis propuestas para explicar las invasiones : Qué muestra la evidencia? Resistencia biótica? (Elton; 1958) (Groom et al 2005, Jeschke & Genovesi 2011)

29 Hipótesis propuestas para explicar las invasiones : Resistencia biótica?: La interpretación de Shea & Chesson (2002; TREE)

30 Hipótesis propuestas para explicar las invasiones : Qué muestra la evidencia? Resistencia biótica? (Elton; 1958): Corrección por área (NS) (Jeschke & Genovesi 2011)

31 Hipótesis propuestas para explicar las invasiones : Qué muestra la evidencia? Susceptibilidad de islas? (Elton; 1958) Volvamos a ver esta figura La capacidad de establecerse de los invasores parece comportarse de manera independiente del tamaño del área a invadir.

32 En resumen, el respaldo de la evidencia muestra que. (Jeschke et al. 2012)

33 En resumen, el respaldo de la evidencia muestra que. las hipótesis relativas a la interacción entre el invasor y el ecosistema se comportan bien en todo tipo de ambiente y taxon, mientras que el respaldo a las otras hipótesis varía de acuerdo al tipo de ambiente o de taxon considerado (Jeschke et al. 2012)

34 Más hipótesis Disturbios antes o durante la invasión: Los humanos pueden favorecer las invasiones causando disturbios súbitos y radicales en el ambiente. Si las especies nativas no se pueden aclimatar a estos disturbios o evolucionar, la posterior llegada de inmigrantes pre-adaptados puede conducir rápidamente a invasiones. Disturbio

35 Más hipótesis (2) Cambios en la disponibilidad de recursos: (Davis et al 2000)

36 En síntesis (Lamarque 2013)

37 En síntesis Un árbol de hipótesis Una aproximación jerárquica: 1) Procurar detectar cuáles hipótesis funcionan bajo cuáles circunstancias 2) Revisar cuáles hipótesis deberían revisarse

38 El proceso de invasión Transporte Rango nativo Rango exótico Liberación Proceso de invasión Individuos en medio silvestre Establecimiento e incremento en abundancia Poblaciones silvestres Expansión Lag-log phase

39 El proceso de invasión Los patrones y procesos que guían las invasiones suelen variar con la escala de observación Llegada de la especie desde otro continente Comercio internacional Tiempo Dispersión en el paisaje (natural y antrópica) Dispersión Regional (rutas, transporte terrestre) Perturbaciones y vectores Vectores antrópicos Regeneraci ón vegetativa Micrositio Espacio Entender estos procesos y patrones a múltiples escalas permitiría las medidas de control y manejo a implementar (Pauchard 2010, Pauchard et al 2012)

40 El estudio de las invasiones biológicas como problema: Impactos ocasionados por las invasiones biológicas Ecosistémico Comunitario Específico Genético

41 Castor canadensis Anderson et al. 2008

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44 El estudio de las invasiones biológicas como problema: Impacto sobre composición y estructura de la comunidad

45 El estudio de las invasiones biológicas como problema: Impacto sobre composición y estructura de la comunidad Expansión de la serpiente Boiga en la isla de Guam y su impacto sobre las aves de bosque Riqueza de aves de bosque a lo largo de los años

46 El estudio de las invasiones biológicas como problema: Impacto sobre redes tróficas

47 El estudio de las invasiones biológicas como problema: Impacto por cambios en el régimen de disturbios sobre la estructura y funcionamiento de la comunidad

48 El estudio de las invasiones biológicas como problema: Más impactos Cambios en la estructura y funcionamiento de cuerpos de agua

49 El estudio de las invasiones biológicas como problema: Más impactos Cambios en la estructura y funcionamiento de humedales

50 El estudio de las invasiones biológicas como problema: Una especie; varios impactos (Guichon; 2010) Daños a infraestructura Descortezamiento Callosciurus erythraeus El número de impactos diferentes ocasionados por vertebrados suele ser mayor al que ocasionan otras especies invasoras (plantas, invertebrados; Vilá et al. 2010, Frontiers Ecol Evol Consumo de frutos y semillas Vector de zoonosis

51 Manejo de invasores Ya en 1958, Elton estableció la necesidad de relacionar el estudio de ecología de las invasiones con herramientas de manejo: - Evitar arribo de invasores (prevención) - Erradicar invasores en caso que sea posible - Controlar invasores a niveles aceptables

52 El espectro de gestión de las especies invasoras: Preferido o ideal Prevención Erradicación Menos preferido Control

53 Erradicación: La eliminación de todos los individuos de una determinada población de una zona definida dentro de un plazo prescrito.

54 Toma de decisiones en la gestión de especies invasoras

55 Toma de decisiones en la gestión de especies invasoras (Hume et al 2008)

56 Control: Manejo integrado 1. Control físico (manejo ambiental, ordenamiento del medio) 2. Control químico (pesticidas, dosis, modo de aplicación, especies no-blanco, etc.) 3. Control biológico

57 Control biológico

58 Control biológico

59 OJO: El control de invasores en el contexto adecuado (que el remedio no termine siendo peor que la enfermedad ) Efecto de erradicación de cabras y liberación de una enredadera exótica

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