perspectivas históricas de la extinción extinciones del pasado geológico como herramienta para...

Perspectivas históricas de la extinción

Extinciones del pasado geológico como herramienta para entender la extinción

contemporánea

Rodrigo A. Medellín y Rodolfo Dirzo

Esquema conceptual del módulo:• I. Qué son las extinciones

– Definición– Cuándo se considera que una especie está extinta

• II Caracterización de los pulsos geológicos de extinción– Evidencia disponible para evaluar los pulsos geológicos de extinción– Los pulsos del fanerozoico– Tiempos de recuperación– Factores determinantes identificados o hipotéticos para explicar cada pulso– Selectividad e implicaciones posteriores de las extinciones

• III Extinciones contemporáneas:– Especies extintas 1600-presente– Cuántas y en dónde– Breve identificación de las causas– El caso de México

• IV El presente: es o no el sexto pulso de extinción?– Enfoques para estimar la extinción contemporánea:Biogeografía de Islas y Tiempos Característicos de Extinción (CET)

• V Reflexiones sobre la extinción contemporánea con base en el pasado

Esquema conceptual del módulo:• I. Qué son las extinciones

– Definición– Cuándo se considera que una especie está extinta

• II Caracterización de los pulsos geológicos de extinción– Evidencia disponible para evaluar los pulsos geológicos de extinción– Los pulsos del fanerozoico– Tiempos de recuperación– Factores determinantes identificados o hipotéticos para explicar cada pulso– Selectividad e implicaciones posteriores de las extinciones

• III Extinciones contemporáneas:– Especies extintas 1600-presente– Cuántas y en dónde– Breve identificación de las causas– El caso de México

• IV El presente: es o no el sexto pulso de extinción?– Enfoques para estimar la extinción contemporánea:Biogeografía de Islas y Tiempos Característicos de Extinción (CET)

• V Reflexiones sobre la extinción contemporánea con base en el pasado

EXTINCIONES EN EL PASADO GEOLÓGICO

• Utilidad para Evaluar/Interpretar las Posibles Extinciones Contemporáneas

• Efectos / Consecuencias sobre la Evolución e Historia de la vida en la Tierra

Por lo tanto, los procesos de extinción han sido, al menos, tan comunes como los de especiación

Se estima que han existido ca. 4 mil millones de especies en el pasado geológico:

Virtualmente TODAS las especies que han existido SE HAN EXTINGUIDO

Sin embargo, hoy existen más especies que en ningún otro momento

EXTINCIONES EN EL PASADO GEOLÓGICO

Determinación de la extinción

•Cuando muere la última pareja?

• Cuando quedan 50 individuos?

• Cuando M>N como cte?

PERO: Hay problemas para determinar si una especieestá extinta; las especies son poco conocidas.

Cuándo determinamos que una especie está extinta?

• Solenodon cubanus (almiquí)

• Catagonus wagneri (Pecarí del Chaco)

• Trichocichla rufa (mosquero de patas largas)

• Myotis planiceps (murciélago cabeza plana)

Especies “extintas”

Fiji

Cuitlacoche de Cozumel, Toxostoma guttatum

1995: Huracán Gilberto2000: “extinto”2004: Varios avistamientos2009: ???

Flash informativo: otro que andaba de parranda

Declarado extinto en jun 2007Vuelto a hallar 2 meses despuésen un video de turistas

Lipotes vexillifer

Myotis planiceps Baker 1953

• Una de las especies de murciélagos más recientemente descritas

• Sólo 3 individuos conocidos para la ciencia:– El ejemplar tipo de Coahuila (Junio 1952)

– Uno más en Sept 1966 de Nuevo León

– Otro en Julio 1970 de Zacatecas

• Microendémico a NE Mexico• Una de las distribuciones de

murciélagos más pequeñas del mundo

Ningún ejemplar desde entonces

1996: IUCN declara la

extinción de la especie

El redescubrimiento!!• En junio de 2004:• Visitas a la localidad típica• Ocho individuos en dos localidades después de 34 años

de ausencia (mas otros dos en una tercera localidad• Con la nueva evidencia, generamos fondos para nuevas

actividades

Foto localidad 12100 m asl

2900 m asl

3100 m asl

Verano de 2005:

• 2 hembras capturadas y equipadas con radios LB-2N Holohil radios (0.3 g)

• En una sola Yucca más de 100 hembras preñadas y lactando en un refugio de maternidad

Preguntas actuales:

• Requerimientos de habitat• Formarán colonias de

“swarming” a fines del verano/otoño? En dónde?

• En dónde están hibernando?• Dónde están los machos?

… y el almiquí?

“Alejandrito”, hallado en septiembre de 2003

Last seen: 1989 (EX). Costa Rica Last seen: 1980 (EX). Australia Last seen: 1914 (CR). Colombia

Last seen: 1984 (DD) Guatemala

Last seen: 1984 (VU) Rwanda/Congo

Last seen: 1995 (CR) Ecuador

Last seen: 1909 (DD) Tajikistan

Last seen: 1990 (CR) Venezuela

Last seen: 1955(EX) Israel

Last seen: 1950’s(EN) Indonesia/Malasia (Borneo)

19741999

2003

Desde 1861: 37 individuos observadosAmenazas: exóticos y deforestación

• Guacamaya de Spix (Cyanopsitta spixii)

• Lobo mexicano (Canis lupus baileyi)

• Muchos peces del desierto

La dificultad para definir la extinción en el medio silvestre

-3 individuos en libertad en 1986.-1987 uno capturado ilegalmente y otro en 1988. -1990 otro macho, fue localizado. Se apareó con una hembra de la guacamaya de Illiger (Ara maracana). -Se reemplazaron los huevos infértiles con huevos fértiles de cautiverio, pero la hembra (de la otra especie) desapareció. -El último individuo libre de la guacamaya de Spix desapareció en diciembre de 2000. (EW)-2002: 60 individuos adultos en cautiverio en Brasil, Filipinas y otros sitios

Guacamaya de Spix: extinta (W) en 2000

• Las tres amenazas más importantes identificadas para esta especie:– Cacería => alimento,– las abejas africanizadas– captura para el comercio de aves de ornato.

• Dado que estas amenazas continúan operando, la especie continúa siendo considerada extinta en el medio silvestre (y por ende inoperante en su ecosistema).

• Plantas en muy baja densidad

y habitats fragmentados o sin

vectores genéticos

• Animales que han perdido a

sus presas

Muertos vivientes y extinciones latentes

Ejercicio sobre características de las especies en riesgo

• Una especie es reemplazada por otra que es su sucesor filogenético

– Ejemplos:• Caballos

• Numerosos casos de plantas

Pseudoextinción de cronoespecies

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– Definición– Cuándo se considera que una especie está extinta

• II Caracterización de los pulsos geológicos de extinción– Evidencia disponible para evaluar los pulsos geológicos de extinción– Los pulsos del fanerozoico– Tiempos de recuperación– Factores determinantes identificados o hipotéticos para explicar cada pulso– Selectividad e implicaciones posteriores de las extinciones

• III Extinciones contemporáneas:– Especies extintas 1600-presente– Cuántas y en dónde– Breve identificación de las causas– El caso de México

• IV El presente: es o no el sexto pulso de extinción?– Enfoques para estimar la extinción contemporánea:Biogeografía de Islas y Tiempos Característicos de Extinción (CET)

• V Reflexiones sobre la extinción contemporánea con base en el pasado

·Extinciones aglutinadas: MASIVAS

·Extinciones de menor escala: NORMALES

Base de información:

Distribución espacio/tiempo de 250 000 taxa fósiles

Las extinciones muestran un patrón temporalcon dos variantes notables:

Mejor interpretación

con taxa “altos”

PULSOS GEOLÓGICOS DE EXTINCIÓN

Pobre, pero no está mal cf. Otros aspectos de la historia de la Tierra

Pulsos de extinciones geológicas

Cinco episodios Sobresalientes del Fanerozoico

En contraste, Extinciones Normales (“background”) espontáneas, de menor intensidad (reemplazo de spp.)

Fin OrdovícicoDevónico TardíoPérmico TardíoTriásico TardíoK-T (Cret - Ter)

440 m. a.365250 (96% spp)21565 (60 - 75% spp. marinas)

Patrón de longevidad de especies/clados/linajes

Sin considerar pseudoextinción de cronoespecies

Se reconocen dos tendencias fundamentales:

Extinción continua (Linear)

Probabilidad de Extinción y Tiempos Medios de Duración de Especies

Extinción discontinua (Episódica)

Datos de mayor resolución temporal

Periodos de extinción alta con estabilidad subsecuente

Debate Extinción Continua

Extinción Discontinua

vs

Cohortes de spp. de Foraminíferos

A. Continua B. Episódica

St = So e -qt

q = probabilidad de extinción de una especie por m. a.

q = 0.13 = 7.7 m.a. [duración de una especie]

Clados de organismos marinos y organismos terrestres

Patrón de longevidad de especies/clados/linajes

• Estrellas de mar/equinodermos

• Graptolitos

• Amonitas

• Angiospermas (Cenozoico)

• Mamíferos terrestres

6

1.9

1.2 - 2.0

1 - 10

0.5 - 10

longevidad estimada: 1-10 m.a. Es decir, la tasa de extinción de fondo en el pasado: 1 sp/millón de spp/año

•Cierto nivel de selectividad:

• Biotas Tropicales susceptibles (especies coralinas)

• A niveles taxonómicos altos (familias), plantas poco afectadas

• Tiempos de recuperación biológica en episodios masivos son muy grandes

Características de extinciones geológicas

Retorno a nivel original de especies en Familias de animales marinos (los mejores datos disponibles)

OrdovícicoDevónicoPérmico-Triásico

K-T (Cret - Ter)

25 x 106

3010020

Factores determinantes identificados o hipotéticos de la extinción masiva

Dos posibles causas más citadas:Cambios en el nivel marino y cambio climático (relacionados)

• La tierra parece haberse enfriado mucho durante los tres primeros episodios: glaciaciones.

• Ha habido numerosos eventos de reducción del nivel marino.• Algunos pulsos de extinción relacionados con glaciaciones, aunque otros no • Asimismo, ha habido muchos mas eventos de extinción que de cambio climatico.

Sin embargo,

Por lo tanto, la evaluación de causa y efecto ha sido difícil.

Otras causas?

Hacia el final del Mesozoico,

• En cambio, se sugiere la posibilidad de golpe de Asteroides (Álvarez et al. 1980):

• La anomalía del Iridio en el Límite K-T: enriquecimiento

Factores determinantes identificados o hipotéticos de la extinción masiva

• Eventos de impacto Asteroidal: Raros en el Fanerozoico ( ˜10/600 x 106 años)

• Se han detectado otros casos de asociación, pero aún hay gran controversia.

Pero quizás sólo cuando la biota ya se encuentra en estrés

por otras causas, tales como cambios climáticos

Factores determinantes identificados o hipotéticos de la extinción masiva

Es posible que los impactos asteroidales de este tipo SÍ han causado Extinciones Masivas

Esquema conceptual del módulo:• I. Qué son las extinciones

– Definición– Cuándo se considera que una especie está extinta

• II Caracterización de los pulsos geológicos de extinción– Evidencia disponible para evaluar los pulsos geológicos de extinción– Los pulsos del fanerozoico– Tiempos de recuperación– Factores determinantes identificados o hipotéticos para explicar cada pulso– Selectividad e implicaciones posteriores de las extinciones

• III Extinciones contemporáneas:– Especies extintas 1600-presente– Cuántas y en dónde– Breve identificación de las causas– El caso de México

• IV El presente: es o no el sexto pulso de extinción?– Enfoques para estimar la extinción contemporánea:Biogeografía de Islas y Tiempos Característicos de Extinción (CET)

• V Reflexiones sobre la extinción contemporánea con base en el pasado

Islas

Continentes

Animales Plantas367

124

219

380

EXTINCIONES ACUMULADAS REGISTRADAS (1600–1992)SEGÚN WCMC (1992)

Plantas

Licopodios, etc Helechos Gimnospermas Monocotiledóneas Monocotiledóneas: Palmas Dicotiledóneas Total

412

2120

4462600

1.6 x 103

104

7585.2 x 104

28201.9 x 105

2.4 x 105

0.30.10.30.20.10.20.3

Taxón Número de Extinciones

No. Aprox. especies

% especies en taxon

No. y % Extinciones Registradas desde ca. 1600

Animales

Corales(Cnidaria) Moluscos Crustáceos Insectos Peces Anfibios Reptiles Aves Mamíferos Total

1191

46129

223

11659

486

TaxonNúmero de Extinciones

103

105

4 x 103

1.2 x 106

2.4 x 104

3 x 103

6 x 103

9.5 x 103

4.5 x 103

1.4 x 106

No. Aprox. spp.

0.010.20.010.0050.10.070.041.21.3

0.004

% spp. en taxon

No. y % Extinciones Registradas desde ca. 1600

IcelandFaeroe Is.

UK

Canary Is. (Spain)

India

Ascension I Seychelles

Indonesia

RodriguesMadagascar

MauritiusRéunion

Tristan da Cunha

USSR

Nepal Nansei-shoto(Japan)

Berin Straits (USSR)

Ogasawara-shoto (Japan)

Philippines GuamFSM

Wake 1Hawaii

Bougainville (PNG) Salomon Is.

New Caledonia

Western Samoa

Kangaroo I (Australia)

Lord Howe I (Australia)

New Zwaland & Stephens (NZ)

Norfolk I & Philip I

(Australia)

Chatham I (NZ)

Cook Is

French Polynesia

Cayman Is

Guatemala

Mexico

Guadalupe (Mexico)

United States

Canada

Greenland

BahamasCuba

Jamaica

Colombia

Brazil

Uruguay

0

10

20

30

40

Perspectiva Geográfica: Aves ( = 132)

Extinciones Animales (desde ca. 1600)

Corsiga (France)

Sardinia (Italy) Algeria

Germany

Thailand

Christmas I (Australia)

Mauritius

South AfricaRéunion

Australia

Tasmania (Australia)

PhilippinesGuam

Palau

New Zealand

Bering Straits (USSR)

Mexico

Cayman Is

Little Swam I (Honduras)

Galapagos

CubaHaiti

Dominican Rep

MartiniqueSaint Lucia

BarbadosSaint

Vincent

Falkland Is

0

10

20

30

40

Perspectiva Geográfica: Mamíferos ( =77)

*

Extinciones Animales (desde ca. 1600)

Análisis de amenazas: causas directas e indirectas de la extinción

Cultiva

tion &

settl

emen

t

Pasto

ral d

evelo

pmen

t

Loggin

g & p

lanta

tions

Other

Mea

t

Fur & h

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Competi

tors

Limite

d dist

ributio

n

Perse

cutio

n

Disturb

ance

s

Incid

enta

l tak

e

Diseas

e

Clases de amenazas

% d

e es

pec

ies

afec

tad

as

Pérdida y modif. de habitat

Explotación

Exóticos Otros

Mamíferos

Gymnogyps californicus (Condor de California) reintroducida

cacería y destrucción de hábitat Norteamérica

Numenius borealis (Zarapito boreal) extinta cacería Norteamérica

Oceanodroma macrodactyla (Petrel I Gpe) extinta especies exóticas

Endémica a una isla del Pacífico de México

Polyborus lutosus (Caracara de I.Gpe) extinta especies exóticas

Endémica a una isla del Pacífico de México

Quiscalus palustris (Zanate del Lerma) extinta destrucción de hábitat

End. Río Lerma en el centro de México

Zenaida graysoni (Paloma de Isla Socorro) Extinta (W), 200 especies exóticas

endémica a una isla en el Pacífico mexicano

Especie Estatus Causa Distribución

Campephilus imperialis (Carpintero imperial) extinta

cacería y destrucción de hábitat

End. bosques templados centro y N de México

Conuropsis carolinensis (Periquito) extinta cacería Norteamérica

Ectopistes migratorius (Paloma migratoria) extinta

cacería y destrucción de hábitat Norteamérica

Grus americana (Grulla bca) extirpada cacería y destr hábitat Norteamérica

El caso de México: 10 spp. Aves

Especie Estatus Causa Distribución

Bison bison (Bisonte)Extirpada (pero ya no!!!!)

cacería y destr de hábitat norteamérica

Monachus tropicalis (Foca monje) extinta

cacería y destrucción de hábitat Mar Caribe

Canis lupus (lobo mexicano) extirpada (?)

cacería y envenenamiento

Bosques templados de NA y Eurasia

Neotoma anthonyi (rata de I Todos Santos) extinta especies exóticas

end a una isla del Golfo de California

Oryzomys nelsoni (rata arrocera de Nelson) extinta especies exóticas

end I María Madre en el Pacífico mexicano

Peromyscus pembertoni (Ratón de Sn P.Nolasco) extinta especies exóticas

end I Golfo de California

Ursus arctos (Oso plateado) extirpada

cacería y envenenamiento Norteamérica y Eurasia

El caso de México: 7 spp. Mamíferos

Esquema conceptual del módulo:• I. Qué son las extinciones

– Definición– Cuándo se considera que una especie está extinta

• II Caracterización de los pulsos geológicos de extinción– Evidencia disponible para evaluar los pulsos geológicos de extinción– Los pulsos del fanerozoico– Tiempos de recuperación– Factores determinantes identificados o hipotéticos para explicar cada pulso– Selectividad e implicaciones posteriores de las extinciones

• III Extinciones contemporáneas:– Especies extintas 1600-presente– Cuántas y en dónde– Breve identificación de las causas– El caso de México

• IV El presente: es o no el sexto pulso de extinción?– Enfoques para estimar la extinción contemporánea:Biogeografía de Islas y Tiempos Característicos de Extinción (CET)

• V Reflexiones sobre la extinción contemporánea con base en el pasado

Biogeografía de Islas:MacArthur y Wilson

Darlington 1938. Quarterly Rev. Biol. 23:1-26

Curva de especies-área: S= cAz

I. Área de selva en 1990 (to): Estadísticas de la FAO: 1,166 x 106 haII. Tasa de deforestación (FAO 90’) = 10.5 x106 ha/año III. Curva Especies-Área: S= cAz

Relación Especies-Área

Biogeografía Insular: Un Enfoque de Evaluación de Extinciones:El caso de las selvas tropicales

(Connor & McCoy 1979)

No.

Esp

ecie

s

1

10

100

1 10 100 1000 10000

Area de hábitat

0.15

0.30

0.35

Ejercicio sobre Estimación del Potencial de Extinciones Debido a la Deforestación

- Tres escenarios de deforestación: 5, 10 y 15 millones ha/año- Dos valores de z : 0.15 (A) y 0.35 (B)- Proyección al año 2040

Pérdida de especies en el equilibrio (%)

Escenario 2(10 millones)

Escenario 3 (15 millones)Región Escenario 1

(5 millones)

AfricaAsiaAmérica LatinaTodo el Trópico

A B A B

3 534

A B

61188

61289

13261819

10281517

31533235

Enfoque Analítico de Reid (1989)

Bajo el supuesto que los trópicos albergan 10 x 106 spp

Tasas de extinción estimadas:

Estimación del Potencial de Extinciones Debido a la Deforestación

Más conservadora: 8,000 spp./año (20 spp./día)

Peor escenario: 28,000 spp./año (75 spp./día)

Resultados

Estimación de la Extinción Absoluta

Deficiencias del Enfoque S = cAz

1. Las extinciones estimadas corresponden a números de especies en el equilibrio, pero no tenemos un ensamblaje teórico ni evidencia empírica que permitan definir cuándo ocurre el equilibrio

2. Los modelos suponen que la diversidad de especies se distribuye homogéneamente. Pero sabemos que hay áreas de mayor/menor diversidad.

3. Las áreas remanentes a un pulso de deforestación no son masas continuas de hábitats, sino Fragmentos

4. Aún si las estimaciones de extinción de especies son de controversia, esto ignora el riesgo (certeza?) de extinción de poblaciones de especies (y extirpaciones)

Las predicciones con base en S = cAz han encontrado críticas considerables:

Esquema conceptual del módulo:• I. Qué son las extinciones

– Definición– Cuándo se considera que una especie está extinta

• II Caracterización de los pulsos geológicos de extinción– Evidencia disponible para evaluar los pulsos geológicos de extinción– Los pulsos del fanerozoico– Tiempos de recuperación– Factores determinantes identificados o hipotéticos para explicar cada pulso– Selectividad e implicaciones posteriores de las extinciones

• III Extinciones contemporáneas:– Especies extintas 1600-presente– Cuántas y en dónde– Breve identificación de las causas– El caso de México

• IV El presente: es o no el sexto pulso de extinción?– Enfoques para estimar la extinción contemporánea:Biogeografía de Islas y Tiempos Característicos de Extinción (CET)

• V Reflexiones sobre la extinción contemporánea con base en el pasado

La extinción es PARA SIEMPRE. No hay duda de que enfrentamos

una crisis de dimensiones planetarias como ninguna otra en la

historia de la tierra

Cada especie extinta es un ladrillo menos en el edificio del mundo

• Cuántas más podemos perder antes de que nuestra vida (y el planeta entero!) se colapse?

• NI UNA SOLA!

Reflexiones con base en el pasado

• Extinciones de magnitud comparable, raras: 5/600 m. a.

• Tiempos de recuperación: decenas de millones de años Poco sentido para Homo sapiens

• Extinciones previas selectivas; probablemente hoy no, por ejemplo: plantas

• Extinciones “normales” previas: 1 especie/ millón spp./ año. Por lo tanto, la extinción contemporánea: 1,000 veces mayor (por reducción de área tropical solamente)

• Confrontamos un espasmo de extinción casi sin precedentes, del tipo de las extinciones del Pérmico

CONFRONTACIÓN CON EL PASADO

¿IMPORTA?

ÉTICAMENTE

Entender la vida y nosotros

Una especie,

Homo sapiens

con potencial de arrastre y eliminación del producto de 3500 m.a. de evolución orgánica