6. Dispersión, disyunciones, migraciones e invasiones

Natalia Pérez Harguindeguy 2012

Programa de la materiaPARTE I – PERSPECTIVAS DE LA BIOGEOGRAFÍA

PARTE II – PATRONES EN BIOGEOGRAFÍA

PARTE III – PROCESOS EN BIOGEOGRAFÍA

PARTE IV – BIOGEOGRAFÍA HISTÓRICA

PARTE V – EL HOMBRE Y LOS PATRONES DE DISTRIBUCIÓN

PARTE V – BIOGEOGRAFÍA APLICADA

¿QUIÉN, DÓNDE Y POR QUÉ?¿QUIÉN, DÓNDE Y POR QUÉ?

PARTE III – PROCESOS EN BIOGEOGRAFÍA

6. Dispersión. Tipos de dispersión. Efectos de la deriva continental en la dispersión. Disyunciones. Causas de disyunción. Migraciones estacionales. Dispersión a saltos, difusión y migración secular. Barreras, corredores, filtros y rutas de riesgo total. Invasiones por especies exóticas.

7. Procesos biológicos en biogeografía: adaptación, especiación, extinción e interacciones ecológicas. Evolución y especiación. Aislamiento y especiación. Dirección en la evolución. Aumento en la diversidad de especies. Geografía y evolución. Efecto fundador, “cuellos de botella”, eventos vicariantes, radiación adaptativa y convergencia evolutiva. Extinción. Relación entre evolución y extinción.

8. Biogeografía y deriva continental. Tectónica de placas y paleogeografía. Sus efectos en la distribución de plantas y animales.

9. Biogeografía del Cuaternario. Efectos de las glaciaciones y de los cambios en el nivel del mar. Refugios y relictos.

Coriaria sp.

Disyunciones en el registro fósil

HISTORIA DE LA DISPERSIÓN EN BIOGEOGRAFÍA

• Ideas de un origen geográfico único de las especies y posterior dispersión.

• Dispersión en tiempos de Darwin: dispersalistas vs. extensionistas.

VS.

HISTORIA DE LA DISPERSIÓN EN BIOGEOGRAFÍA

Wegener A (1929) El origen de los continentes y los océanos

1930

1966-1968

DISPERSIÓN¿Dispersión, propagación, migración, difusión?¿Escalas o enfoques?

CAMBIO DE RANGO O ÁREA DE DISTRIBUCIÓN

Territorio (home range). Área que ocupa un animal en sus actividades diarias.

Área de distribución (range, area). Área que ocupa el grupo taxonómico en un sector geográfico

DISPERSIÓN ECOLOGICA O BIOGEOGRÁFICA

¿Por qué se dispersan los organismos?PROCESO ECOLÓGICO

(intrarango)

• Dispersión moderada

• Disminuyecompetencia

intraespecífica

PROCESO BIOGEOGRÁFICO

(extrarango)

• Infrecuente pero fundamental para explicar los cambios de área de distribución

Dispersión. Tipos de dispersión

• DISPERSIÓN A SALTOS

• DIFUSIÓN

• MIGRACIÓN SECULAR

¿Cuál de estos procesos puede generar una disyunción y cuál no?

Uno o pocos individuos,

corto tiempo,

a través de barrera.

Población,

varias generaciones,

a través de territorio favorable.

Difusión en cientos de generaciones,

involucra evolución.

¿Cómo se dispersan los organismos?• En todos los casos la unidad de dispersión, invasión o migración es el individuo.

• A nivel individuo, en general, no se distinguen los distintos tipos de movimiento.

• Estadíos móviles diferentes.

Dispersión. Tipos de dispersión

• DISPERSIÓN A SALTOS Uno o pocos individuos,

corto tiempo,

a través de barrera.

o Llegada,o Establecimiento,o Descendencia.

PolimorfismoGymnarrhena micrantha

DISPERSIÓN Y AISLAMIENTO¿Cómo es la biota de las islas?

1000 km

DISPERSIÓN A SALTOS

Poblamiento de archipiélagos de origen volcánico

Tristan da CunhaHawaii

¿Qué tipos de barrera podemos encontrar?

Las fáciles: Cuerpos de Agua, Tierra (para organismos marinos), Clima.

Las complejas: Combinación de factores bióticos y abióticos,Absorbentes.

Barreras, corredores, filtros y rutas de riesgo total

EFECTIVIDAD DE LA BARRERAcaracteristicas ambientales

características organismo

La llegada del hombre a América: barreras fisiológicas y

psicológicas

Corredores, filtros o rutas de riesgo total

¿Cómo identificar la existencia de un filtro, un corredor, etc. que

actuó en el pasado?

CEN

OZO

ICO

Intercambio Biótico Americano. Combinación de procesos.

8 m.a.Plioceno

Mioceno

Oligoceno

Eoceno

TER

CIA

RIO

CU

ATE

RN

AR

IOHoloceno

Pleistoceno

Deriva continental & dispersión. Disyunciones.

CEN

OZO

ICO

2,5 m.a.

Plioceno

Mioceno

Oligoceno

Eoceno

TER

CIA

RIO

CU

ATE

RN

AR

IOHoloceno

Pleistoceno

¿Qué tipo de dispersión?

La distribución de muchos organismos esta explicada por un proceso de difusión que ocurre a continuación de un evento de dispersión a saltos.

DIFUSIÓN

Quercus sp.

Difusión y estrategias

r y k

Passer domesticus

Población, varias generaciones, a través de territorio favorable.

Difusión y glaciaciones

Difusión e invasiones biológicas

MIGRACIÓN¿Qué es la migración?¿A qué escala ocurre?

Migraciones estacionales

Migraciones estacionales

Búsqueda de condiciones ambientales y/o recursos alimenticios.

Serengheti-Mara

MIGRACIÓN SECULARDifusión en cientos de generaciones, involucra evolución.

Gran Intercambio Biótico Americano

DIFUSIÓN + MIGRACIÓN SECULAR

¿Qué nos dice esta distribución?

NPH1

Migración secular en camélidosRelictos de una distribución más extendida

Diapositiva 31

NPH1 Natalia Perez H, 26/08/2012

¿Y esto?Migraciones humanas en base a

DNA mitocondrial

Invasiones Biológicas

Regimenes de fuego

Aumenta la frecuencia e intensidad de fuego

en ecotonos de bosques y sabana del Cerrado (Brasil)

Melinis minutiflora “chopín o pasto de gordura”(pasto africano de gran valor forrajero)

William et al. 2004 Diversity & Distributions 10:2, 99-103.

Ciclo de nutrientes

Acacia saligna (árbolito australiano invasor en Fynbos Africanos)

Hojarasca con mayor tasa de descomposicidescomposicióónn y liberación de nitrógeno al suelo en comparación con la vegetación nativa.

Alta acumulación de hojarasca:* tasa de descomposicidescomposicióónn lentalenta* reduce infiltración de aguaagua* aumenta riesgo de fuegofuego* acidificaci* acidificacióónn del suelo

Pinus spp

Abundancia y supervivencia de especies nativas

Ligustrum lucidum

Origen probable de especies alimenticias

Invasiones y Biogeografía de Islas

¿Exótica? ¿Invasora?

EXÓTICA. Establecida fuera de su área de distribución original.

INVASORAINVASORA==

ABUNDANCIAABUNDANCIA++

IMPACTOIMPACTO

¿Las invasiones biológicas son un proceso biogeográfico natural?

¿Cuál es el área de distribución ORIGINAL?

¿Qué es MUY ABUNDANTE?

¿Qué tipo y qué magnitud de IMPACTO?

QuQuéé nos dice la historia:nos dice la historia:Intercambios bióticos, puente y barreras

Puentes de tierraBarrerasCorredoresFiltros

Algunos de los intercambios bióticos más famosos

Trans-beringia

Trans-IndonesiaEntre SE Asia y Nueva

Guinea-Australia (desde Mioceno tardío)

Entre África y Asia(desde Mioceno temprano)

Trans-Arabia

Entre N Pacífico y N-Ártico Atlántico

(Mioceno- Plioceno)

Trans-Ártico

CEN

OZO

ICO

PliocenoMiocenoOligocenoEocenoPaleocenoTE

RC

IAR

IO

CUAT. HolocenoPleistoceno

65 m.a.

2 m.a.

Americano(Pleistoceno en adelante)

Entre Asia y N Am. (durante todo el

intervalo)

Intercambio Biótico

Fenómeno biogeográfico importante y recurrenteen los últimos 25 millones de años.

Dispersión simultánea de varias especies de una región geográfica a otra.

Las biotas involucradas tienen historias evolutivas distintas (millones de años de incomunicación).

Requiere información pasada y actual de las dos biotas (registrosfósiles, información de filogenia, etc.).

Intercambio Biótico

• Tamaño y continuidad de áreas. • Número de especies.

“Donante principal”

• Vigor de las especies.• Adaptación a la competencia y predadores.

“Receptor principal”

Invasiones Históricas

Las invasiones del pasado (Cenozoico) han generado, a largo plazo, la globalización de especies con “estestáándares de mejor ndares de mejor desempedesempeñño/eficienciao/eficiencia”.

Esto habría fortalecido la resistencia general a los grandes disturbios que causan extinciones masivas.

¿Los impactos de las invasiones antrópicas seguirán la misma tendencia?

¿Los principios que gobiernan las invasiones históricas son similares a los que rigen las

invasiones asistidas por el hombre?

TasasTasas

AlcanceAlcance

Biota donanteBiota donante

Identidad invasorasIdentidad invasoras

Más altas

Fenómeno global

No se origina por aparición (desaparición) de una barrera (corredor) entre biotas adyacentes

No depende de barreras

Nutrientes – Competencia con nativas – Enemigos naturales – Dispersores –

Clima

INVASORAS

EXÓTICAS

Filtros a escala regional

Filtros a escala local

PATRONES O PROCESOS

¿Qué factores quedeterminan la susceptibilidad de

un sistema al establecimiento de exóticas?

Invasibilidad

¿Existen características particulares que permiten que

una especie sea una existosa invasora?

Invasividad

¿Cuáles son las consecuenciasde las invasiones en los ecosistemas invadidos?

Impacto

Invasibilidad Invasividad

Impacto

Invasibilidad – Invasividad - Impacto

50 años de ecología de invasiones: una historia con moraleja

Cuidado con las conclusiones preliminares.

Cuidado con las teorías seductoras.

No juzguen a las especies por sus orígenes.

¿O sí? (o el principio precautorio)

BibliografBibliografííaa- Lomolino et al. 2006. Biogeography. Sinauer.- Castro Díez et al. 2004. La creciente amenaza de las invasiones biológicas. Ecosistemas 13: 61-68.- Mack et al. 2000. Invasiones Biológicas. Tópicos en Ecología 5: 1-20.- Richardson 2011. Fifty years of invasion ecology. Jon Wiley & Sons.- Sax et al. 2005. Species invasions. Sinauer.

- William et al. 2004. Diversity & Distributions 10:2, 99-103.

- Yokoyama et al. 2000. Mol Phylogenet Evol. 14: 11-9.

CEN

OZO

ICO

4.500 m.a.

PliocenoMiocenoOligocenoEocenoPaleocenoTE

RC

IAR

IO

CUAT. HolocenoPleistoceno

MES

OZO

ICO

TRIÁ

.JU

R.

CR

ET.

PALE

OZO

ICO

PÉRMICOCARBONÍFERODEVÓNICOSILÚRICOORDOVÍCICOCÁMBRICO

PRECÁMBRICO

240 m.a.

542 m.a.

65 m.a.

ORGANISMOS CON ESQUELETOORGANISMOS CON ESQUELETOPLANTAS TERRESTRESPLANTAS TERRESTRES

MAMMAMÍÍFEROSFEROSAVESAVES

REPTILESREPTILES

FORMACIFORMACIÓÓN DE LA TIERRAN DE LA TIERRA

ANGIOSPERMASANGIOSPERMAS