Historia de la Biota (Parte II)

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.

Extinción Pérmico-TriásicoPérmico(290-250)

Triásico(250-200)

90% especies invertebradosmarinos,Corales rugosos y tabulares,Todos los grandes anfibios,Reptiles primitivos,50% familias de vertebrados,Y... vuelven los estromatolitos!!!

Sinápsidos Triásicos y ... mamíferos

Morganucodon

Cynognathus

PorosteognathusHeterocronHeterocronííaa

Triásico(250-200)

Pérmico(290-250)

•• PangeaPangea ((PPéérmicormico--TriTriáásicosico).).

•• LaurasiaLaurasia ((cortoscortos perperííodosodos) vs. ) vs. GondwanaGondwana ((largos largos perperííodosodos... ... hastahastaJurJuráásicosico).).

Jurásico(200-135)

Cretácico(135-65)

Jurásico-Cretácico: ¿solo dinosaurios?

Lenta disgregaciónde Gondwana y Laurasia.A la flora anterior se suman lasAngiospermas en el Cretácico.

Jurásico(200-135)

Cretácico(135-65)

¿¿CuCuáándo se diversifican las angiospermas?ndo se diversifican las angiospermas?

Cretácico temprano

Probablemente se originan en latitudes ecuatoriales hace 130 ma.

El abominable misterio del origen de lasAngiospermas

CretCretáácico medio (105)cico medio (105)LaurasiaLaurasia NorteNortePináceas - Helechos

LaurasiaLaurasia SurSurOtras coníferasHelechosGondwanaGondwana NorteNorteCycadas - Ephedras

GondwanaGondwana SurSurPodocarpaceasAraucarias

NothofagusNothofagus

PalmaePalmae??

NormapollesNormapollesAquilopollenitesAquilopollenites

La flora y el enfriamiento Cenozoico

Inicio de la disminución de temperatura.La mayoría de los grupos del Cretácico se extinguen.Los biomas modernos son relativamente recientes, pero...Su composición tienemuchas afinidadesfilogenéticas con la flora Cretácica.

Regiones Regiones fitogeogrfitogeográáficasficas(angiospermas)(angiospermas)

Cox y Moore 2000 (en edición posterior saca la antártica)

HOLÁRTICA

ETIÓPICA

AUSTRALIANA

ANTÁRTICA

NEOTROPICAL

INDOMALAYA

Luo 2007 Nature

¿¿Por quPor quéé las las regiones de los regiones de los mammamííferos, que feros, que aparecieron aparecieron antes, no son antes, no son mmáás s semejantes?semejantes?

Diversificación de TheriosPaleoceno (50 – 60 ma)

Los mamíferosen el Cenozoico

Cretácico Cenozoico

Regiones zoogeográficas(mamíferos según Cox & Moore)

9147

3613

133

Neártica

Paleártica

Neotropical

Africana Oriental

Australiana

% familias endémicas

Historia Sudamericana de los Mamíferos

Triásico(250-200)

Jurásico(200-135)

Cretácico(135-65)

Herbívoros-placentarios, carnívoros/insectívoros marsupiales(Paleoceno-Mioceno).

Eoceno(55-33)

Gondwanaterios y triconodontes (Jurásico-Cretácico).

Historia Sudamericana de los Mamíferos

Gondwanaterios y triconodontes (Jurásico-Cretácico).Herbívoros-placentarios, carnivoros/insectívoros marsupiales

Cretácico(135-65)

(Paleoceno-Mioceno).

Oligoceno(33-23)

Ingresan roedores (América del Norte?) y monos (África?).

Historia Sudamericana ...Gondwanaterios y triconodontes (Jurásico-Cretácico).

Cretácico(135-65)

Herbívoros-placentarios, carnivoros/insectívorosmarsupiales (Paleoceno-Mioceno).

Ingreso de roedores (América del Norte?) y monos (África?).

Eoceno(55-33)

Corte conexión Antártida (LímiteEoceno-Oligoceno): enfriamiento, aridización?

Levantamiento Andes (Oligoceno-Mioceno): aridización en Patagonia!!!

Mioceno(23-5)

¡Sudamérica deja de ser una isla!

Contacto breve con América del Norte(5 ma).Levantamiento del Itsmo de Panamá(3 ma): filtro, corredor o barrera?

Cretácico(135-65)Mioceno

(23-5)

IntercambioIntercambioBiBióóticotico

AmericanoAmericano

¿¿QuiQuiéénn, , cucuáándondo, , ccóómomo??

Continuará... (en el Cenozoico)

9. Biogeografía del Cuaternario

Natalia Pérez Harguindeguy

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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.

El Cenozoico

55

33

23

5

20,02

Paleoceno

Eoceno

Oligoceno

Mioceno

PleistocenoHoloceno

Plioceno

CEN

OZ

OIC

O

CEN

OZO

ICO

4.500

PliocenoMiocenoOligocenoEocenoPaleocenoTE

RC

IAR

IO

CUAT. HolocenoPleistoceno

MES

OZO

ICO

TRIÁ

.JU

R.

CR

ET.

PALE

OZO

ICO PÉRMICO

CARBONÍFERODEVÓNICOSILÚRICOORDOVÍCICOCÁMBRICO

PRECÁMBRICO

240

542

65

65

NEOGENO

PALEOGENO

El PleistocenoC

ENO

ZOIC

O

4.500 m.a.

PliocenoMiocenoOligocenoEocenoPaleocenoTE

RC

IAR

IOCUAT. Holoceno

Pleistoceno

MES

OZO

ICO

TRIÁ

.JU

R. C

RET

.

PALE

OZO

ICO PÉRMICO

CARBONÍFERODEVÓNICOSILÚRICOORDOVÍCICOCÁMBRICO

PRECÁMBRICO

240 m.a.

542 m.a.

65 m.a.

¿Cómo identificar cambios climáticos en el pasado?

CaCO3

18O

16O

Isótopos de oxígeno en fósiles marinos y en muestras de hielo.

18O16O :

Reconstrucciones Reconstrucciones climclimááticasticas

Cenozoico (65 ma)

Plioceno-Pleistoceno (5 ma)

500.000 años atrás...

Rangos y variación térmica Mesozoico-Cenozoico.

Diferencias térmicas máximos glaciales vs. interglaciales.

Cambios en el Holoceno.

La huella de La huella de los glaciareslos glaciares

bloques erráticos

valles glaciales

arrastre de arrastre de sedimentos sedimentos

finosfinos

¿Cómo identificar cambios climáticos en el pasado?

Depósitos de loess como resultado de la acción erosiva de los glaciares y el posterior arrastre por el

viento de los sedimentos.

La Era del HieloVarios períodos glaciales e interglaciales.Aridización y climas glacio-pluviales.Cambios en el nivel del mar.Cambios eustáticos.

Excentricidad de la órbita (100.000)

Inclinación (oblicuidad) del eje (41.000)

Precesión de los equinoccios (22.000)

Norte alejado del sol en el afelio

Sur alejado del sol en el afelio

¿Mecanismos?Милутин Миланковић

(1859-1958)

Retroalimentación por albedo

Las superficies con vegetación absorben

más radiación

Las superficies con nieve o hielo reflejanmás radiación

80-90% reflejado10-20% reflejado

Temperatura actual del aire (Diciembre)

30 % tierra cubierta de hielo,Glaciares de hasta 3 km de espesor.

AridizaciAridizacióón y climas n y climas glacioglacio--pluvialespluviales

Aridización por disminución de la

humedad disponible en la atmósfera.

Asociados a cambios en la circulación de los vientos y a aumento de

precipitación como nieve

Corrientes en Corrientes en chorrochorro

Tropósfera (10-15 km.)200-350 km/h.Asociadas a las células de Ferrel y Hadley.Asociadas a la formación de supercélulas.

Modelo de corrientes en

chorro actuales y en período glacial

Se establece un anticiclón sobre

Lauréntida.La temperatura del

mar circundante baja 8oC más!

Cambios en el nivel del mar

Cambios eustáticos (congelamiento-derretimiento mar).Cambios isostáticos (hundimiento-alzamiento fracciones placas).

Cambios en nivel del mar en Beringia

Consecuencias biogeográficasCambios en la extensión, ubicación y carcterísticas de los ambientes.Cambios climáticos y nuevas combinaciones climáticas.Formación y desaparición de rutas de dispersión.

¿¿Seguir al hSeguir al háábitat?bitat?¿¿Adaptaciones locales? Adaptaciones locales? ¿¿EspeciaciEspeciacióón?n?¿¿ReducciReduccióón del rango de distribucin del rango de distribucióón?n?

¿¿ExtinciExtincióón?n?

MigraciMigracióón y barrerasn y barreras

¿Comunidades o especies?

Migración uniforme: todas las comunidades se mueven de manera uniforme, el límite altitudinal de las mismas baja.Compresión: Algunas comunidades migran más o más rápido por lo que su rango se amplia a expensas del de otras. Individual: Algunas especies migran y otras no, por lo que la composición de las comunidades resultantes es diferente de la composición de las iniciales.

Cambios en patrones altitudinales (Gran Cañón, Norteamérica)

VegetaciVegetacióón mn mááximo glacialximo glacial

Pleistoceno y especiaciónDivergencia genética y dinámica biogeográfica.Aislamiento y mezcla de genes.

El encanto de El encanto de las selvas las selvas tropicalestropicales

¿Por qué las selvas tropicales tienen tanta riqueza, diversidad y heterogeoneidad?

Teorías históricas:Estabilidad.Bomba de especiación.

Teorías ecológicas:Amplitud de nichos.Heterogeneidad.Productividad.Estacionalidad.

Patrón similar en reptiles y anfibios.

Haffer (1969, 1981) 150 especies de aves.

¿Otros factores concurrentes?Hormigas en Amazonia (Solomon et al. 2007 PLOS One).Gorilas en África central (Anthony et al. 2007 PNAS).

Críticas:Datos paleobotánicos contradictorios.Menor aislamiento que el esperado.Riqueza más antigua que el aislamiento

Nunataks

Numerosos estudios fitogeográficos apoyan la teoría de los nunataks.Recibe las mismas críticas que la teoría de refugios pleistocénicos.Casos particulares, poblaciones aisladas.Recolonización.¿Fueron refugios los macizos periféricos?

Radiación local de carábidos en Alpes italianos: evidencia de Nunataks? (Lohse et al. 2011 Mol. Ecol.)

ADN mitocondrial y nuclear sugiere que la recolonización sería a partir de macizos laterales, no de islas/nunataks.

Refugios Pleistocénicos (macizos laterales principalmente)

Oportunidades de diversificación y recolonización.Evidencias antropológicas similares a las encontradas con otros mamíferos.

Glaciaciones y extinciones

La mayoría de las extinciones de plantas se producen al inicio del Pleistoceno (dispersión, radiación adaptativa).Lo mismo ocurre con organismos marinos (otros pulsos a lo largo del período).¿Qué pasa con los vertebrados?

Glaciaciones y extinciones

Asociadas a procesos de diversificación.¿La reina roja?La riqueza total tiende a aumentar.Entre cada episodio de extinción y diversificación... cientos de miles o millones de años!

GGééneros marinos en los neros marinos en los úúltimos 500 maltimos 500 ma

Continuará... (en el Holoceno)