BIOGEOGRAFÍA. Mecanismos Biológicos: Evolución

Transcripción

1 BIOGEOGRAFÍA Mecanismos Biológicos: Evolución

2 Definiciones Estudio de los patrones de distribución de los seres vivos en el espacio y a través del tiempo, y de las variaciones que se relacionan a estos Mayores subdivisiones (biogeografía ecológica y b. histórica) se refieren a la escala de tiempo sobre la cual los patrones se han desarrollado, pero es una distinción artificial gradiente espacio-temporal

3 Descripción del patrón, y luego, inferir su origen

4 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

5 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).

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7 Escala de tiempo geológico

8 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.

9 Regiones Zoogeográficas de Wallace

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

11 Escenarios basados en hipótesis de un único centro de origen para la vida Buffon Linneo Siendo el origen geográfico de la vida, un único lugar, la presencia actual en ciertos lugares (y no en otros) se debe a la capacidad de los organismos de dispersarse a través de la superficie.

12 Biogeografía histórica como búsqueda de barreras (actuales y pasadas) a la dispersión de los organismos Charles Lyell (Paleontología y Geología) Joseph D. Hooker Alfred R. Wallace

13 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

14 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

15 Complejidad en biogeografía Croizat (1950 s): «vida y Tierra evolucionan juntas» Regiones geográficas usualmente híbridas, tienen especies «propias» y otras «inmigrantes». Implica conflicto al momento de reconstruir origen de sus biotas; requiere un estudio detallado para identificar pertenencia de elementos (incluye las diferencias en números y tipos de especies). Biota local es resultado de eventos de dispersión y vicarianza.

16 Biogeografía descriptiva e interpretativa Documentación de la distribución de los taxones, resumen de la composición biótica de una región, y su delimitación. Síntesis de datos básicos para formular hipótesis, explicaciones y predicciones. Incluye los aspectos históricos (más asociados a la sistemática) y los ecológicos (asociados a eventos como dispersión).

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18 Viaje de Ch. Darwin - ruta del H.M.S. Beagle

19 Principales Placas Tectónicas

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

21 Modelo de expansión y subducción del piso marino

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23 Refugios Pleistocénicos

24 CONCEPTOS BÁSICOS Distribución: el área geográfica donde una especie, y sus poblaciones, ocurren. Localidad: lugar geográfico específico donde una población de una especie existe. Distribución actual resulta de la expansión o contracción de la original (por aspectos ecológicos y bióticos). Trazo: una línea que une la distribución completa de un linaje (las especies que lo conforman) y que tiene un componente histórico-evolutivo.

25 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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27 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.

28 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.

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

30 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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32 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.

33 Intercambio de fauna en América

34 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.

35 Cladogramas taxonómicos de áreas 14: Distribución de especies en un linaje 15: Filogenia de las especies 16: Cladograma de áreas 17: Distribución de especies en un linaje (áreas vacías) 18: Filogenia de las especies 19: Cladograma de áreas A reconstruir la historia!

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39 Diversificación y distribución a nivel genético

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41 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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43 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

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

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

46 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)

47 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

48 Mamíferos Anfibios

49 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

50 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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