invasiones biolÓgicas -...
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INVASIONES BIOLÓGICASTEMARIO:
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
Charles Elton (1958) inició el estudio de la ecología de las
invasiones
Richardson et al. 2008
Crecimiento exponencial en
estudios ecológicos de invasiones…
…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)
Impacto de las invasiones biológicas sobre la biodiversidad
Impacto de las invasiones biológicas sobre la biodiversidad
El estudio de las invasiones biológicas como fenómeno:
¿Qué requiere una determinada especie para prosperar en un determinado ambiente?
(Fuentes et al 2014)
Antes que nada, algunas definiciones…
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)
(2015)
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)
Exploraciones vikingas…725 - 1022
Viajes de exploración en Asia: 1371-1433
Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso histórico.
Viajes por el Pacífico: siglos XVI-XVIII
Principales rutas de navegación, siglos XVI - XVII
Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso histórico
Main Ocean Steam Routes, 1850s to 1950s
Canal de Panamá
1914
Canal de Suez1869
Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso histórico
(Carlton RBE 2010)
(Kareiva et al 2007)Las rutas de navegación en la actualidad
Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso histórico
Las invasiones biológicas como fenómeno: Un proceso históricoLas invasiónes biológicas involucran combinaciones con secuencias particulares de eventos...
No obstante, la frecuencia con que dichoseventos 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
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?
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
Características de las especies invasoras ¿Es posible confeccionar una lista de caracteres comunes, compartidos por los invasores exitosos?
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
Características de las especies invasorasEspecies invasoras exitosas: Su asociación con actividades humanas
(Jeschke & Strayer 2005, PNAS)
Características de las especies invasoras
Especies invasoras exitosas: Su asociación con actividades humanas
(Jeschke & Strayer 2006, Global Change Biology)
¿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)”.
Características de especies invasoras
¿Existe alguna relación entre el éxito de invasión y la pertenencia a un determinado taxon?
(Mack et al 2000)
Características de especies invasoras (Invasividad):
(Groom et al 2005)
Características de especies invasoras:
Principales hipótesis propuestas para explicar las invasiones biológicas
¿Qué determina la invasibilidad de una comunidad? (Community invasibility)
Condiciones abióticas
Diversidad Disturbio
Enemigos naturales Mutualistas
La vulnerabilidad de una comunidad a la invasión
(Hierro RBE 2010)
Otros (ej., cercanía a puertos, historia…)
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.
Principales hipótesis propuestas para explicar las invasiones biológicas
(Jeschke et al. 2012)
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.
Principales hipótesis propuestas para explicar las invasiones biológicas
(Jeschke et al. 2012)
¿Resistencia biótica? (Elton; 1958)
(Groom et al 2005, Jeschke & Genovesi 2011)
Hipótesis propuestas para explicar las invasiones : ¿Qué muestra la evidencia?
Hipótesis propuestas para explicar las invasiones :
¿Resistencia biótica?:
La interpretación de Shea & Chesson
(2002; TREE)
Hipótesis propuestas para explicar las invasiones : ¿Qué muestra la evidencia?¿Resistencia biótica? (Elton; 1958): Corrección por área (NS)
(Jeschke & Genovesi 2011)
Volvamos a ver esta figura…
La capacidad de establecerse de los invasores parece comportarse de manera independiente del tamaño del área a invadir….
Hipótesis propuestas para explicar las invasiones : ¿Qué muestra la evidencia?
¿Susceptibilidad de islas? (Elton; 1958)
En resumen, el respaldo de la evidencia muestra que….
(Jeschke et al. 2012)
En resumen, el respaldo de la evidencia muestra que….
(Jeschke et al. 2012)
…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
(Lamarque 2013)
En síntesis…
En síntesis…
Un árbol de hipótesis…
Una aproximación jerárquica:
1) Procurar detectar cuáles hipótesis funcionan bajo cuáles circunstancias
2) Revisar cuáles hipótesis deberían revisarse
El proceso de invasión
Transporte
Liberación
Establecimiento e incremento en abundancia
Expansión
Rango nativo
Rango exótico
Individuos en medio silvestre
Poblaciones silvestres
Proc
eso
de in
vasi
ón
Lag-log phase
Entender estos procesos y patrones a múltiples escalas permitiría las medidas de control y manejo a implementar
Tiem
po
Espacio
Regeneración
vegetativa
Dispersión en el paisaje(natural y antrópica)
Dispersión Regional
(rutas, transporte terrestre)
Llegada de la especie desde otro continente
Micrositio
Perturbaciones y vectores
Vectores antrópicos
Comercio internacional
(Pauchard 2010, Pauchard et al 2012)
Los patrones y procesos que guían las invasiones suelen variar con la escala de observación…
El proceso de invasión
EcosistémicoComunitario
EspecíficoGenético
El estudio de las invasiones biológicas como problema: Impactos ocasionados por las invasiones biológicas
Anderson et al. 2008Castor canadensis
Impacto sobre composición y estructura de la comunidad
El estudio de las invasiones biológicas como problema:
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
El estudio de las invasiones biológicas como problema:
Impacto sobre composición y estructura de la comunidad
El estudio de las invasiones biológicas como problema:
Impacto sobre redes tróficas
El estudio de las invasiones biológicas como problema:
(2016)
Impacto por cambios en el régimen de disturbios sobre la estructura y funcionamiento de la comunidad
El estudio de las invasiones biológicas como problema:
Más impactos…
Cambios en la estructura y funcionamiento de cuerpos de agua
El estudio de las invasiones biológicas como problema:
El estudio de las invasiones biológicas como problema:Más impactos… Cambios en la estructura y funcionamiento de humedales
El estudio de las invasiones biológicas como problema:
(Guichon; 2010)
Descortezamiento
Daños a infraestructura
Vector de zoonosis
Consumo de frutos y semillas
Callosciurus erythraeus
Una especie; varios impactos
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 8:135 144)
Mamíferos invasores en Argentina:
27 especies La mayoría son ungulados.
(Lizarraga, 2016: Mastozool Neotrop, en Gürtler 2017)
Argentina:
600 sp. exóticas149 sp. invasoras
¿Daños?¿Costos?¿Qué hacer con las invasoras?
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
Manejo de invasores
El “espectro” de gestión de las especies invasoras:
Preferido o ideal
Menos preferido
Prevención
Erradicación
Control
Erradicación: La eliminación de todos los individuos de una determinada población de una zona definida dentro de un plazo prescrito.
Toma de decisiones en la gestión de especies invasoras
Toma de decisiones en la gestión de especies invasoras
(Hume et al 2008)
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
Control biológico
Control biológico
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
