procesos de extinciÓn de especies
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PROCESOS DE EXTINCIÓN DE ESPECIES
Causas de extinción poblacional
¿Qué contribuye al riesgo de extinción?
Especiación y Extinción como procesos naturales
¿Cuántas especies hay?
Impactos humanos
Donde se concentran las extinciones
Situación en Uruguay
TEMAS A TOCAR…
Causas de extinción poblacional
1. Pérdida de variabilidad genética
2. Estocasticidad demográfica
3. Estocasticidad ambiental y catástrofes.
► cantidad total de información y variación genética que existe
dentro de cada especie.
Los genes (Unidades de almacenamiento de información)- son heredables y materia prima de la selección natural.
Variación genética
Selección Natural(ventaja evolutiva de ciertos genes)
Deriva génica(frecuencia génica de una población
determinada por azar)
1. PÉRDIDA DE DIVERSIDAD GENÉTICA
Agentes del cambio evolutivo
Deriva génicaIntroduce nuevos alelos
Causas de extinción
IMPORTANCIA DE LA DIVERSIDAD GENÉTICA
¿Porqué mantener ≠ versiones del mismo gen?
1. Potencial evolutivoSpp con + diversidad están mejor equipadas para evolucionar en respuesta a cambios en ambiente.(La presencia de alelos raros confiere ventajas ante cambios)Necesario variabilidad para la acción de la selección natural.
2. Pérdida de fitness
Poblaciones con baja diversidad experimentan problemas aunque el
ambiente sea constante (baja fertilidad, alta mortalidad de crías, etc). Zoos
Mayor probabilidad de perder fitness por la expresión de genes deletéreos
en individuos homocigotos.
Causas de extinción
¿Porqué poblaciones genéticamente uniformes tienen bajo
fitness?
1. Homocigocidad: puede llevar a la expresión de genes deletéreos o
letales.
Endogamia reduce heterocigocidad
2. Individuos homocigotos suelen ser menos aptos.
(- resistentes a enfermedades, crecimiento lento, < supervivencia).
3. < heterocigocidad < variabilidad genética entre descendencia
menor probabilidad de supervivencia de algunos.
Causas de extinción
3. Valor utilitarioOfrece a criadores + variedades con características deseables (resistencia
a enfermedades, estética, productividad, etc.)
- Permite al hombre actuar como agente de selección de formas de la misma especie: perros, maíz, etc.
- Permite que la misma spp crezca en muchos ambientes con diferentes características.
- Estratégico para la conservación de una spp porque provee justificación para protegerla en todo su rango geográfico.
Causas de extinción
PROCESOS QUE DISMINUYEN LA DIVERSIDAD GENÉTICA
1. Cuellos de botella
Reducción de la diversidad original
Se mantiene una pequeña muestra del pool original
Muestra no representativa del total (perdida de alelos)
10.000 ind
1.000 ind
tiempo
2. Deriva génica. Pérdida de alelos x azar.
Ocurre en poblaciones pequeñas, x que cada generación retiene solo una
porción del pool génico de la generación anterior.
Cuanto menos frecuente un alelo, + probable que se pierda en la
generación progenie.
3. Endogamia
Reproducción entre 2 individuos relacionados (comparten copias idénticas de sus genes).Problema en poblaciones en cautiverio.
2. INCERTIDUMBRE DEMOGRÁFICA
Variaciones al azar del éxito reproductivo o supervivencia de individuos
Nacimientos ♂ ó ♀, o nro que mueren o reproducen.
♀ ♀ ♀ ♀
♀>♂Grupo social- Efecto Alee
etc.
Posi
bili
dades:
Causas de extinción
3. INCERTIDUMBRE AMBIENTAL
Cambios impredecibles en factores ambientales: calidad del hábitat,
nutrientes, agua, cobertura, contaminantes o relaciones con otras spp
(presas, competidores)
- “desastres” (inundaciones, tormentas o sequías de gran magnitud).
Discretas, efecto irregular.
Incertidumbre espacial
La dinámica de los diferentes parches tendrá efectos en la probabilidad de
extinción de la metapoblación.
Causas de extinción
Paradigmas en el proceso de extinción:
1) Reducción poblacional:
disminución independiente del tamaño pobl., ocasionada por factores
externos
2) Poblaciones pequeñas:
causada por efectos intrínsecos de tamaño pobl muy pequeño que
afectan la viabilidad de la población. Eventos demográficos, genéticos
y variabilidad ambiental.
Causas de extinción
• RESTRINGIDAS A UN TIPO DE HABITAT RARO
(han evolucionado características especiales)
• LIMITADAS GEOGRÁFICAMENTE
(confinados por barreras)
• BAJAS DENSIDADES (gran tamaño corporal, o recurso necesario es
escaso y disperso).
¿PORQUÉ ALGUNAS ESPECIES SON MÁS VULNERABLES A LA
EXTINCIÓN?
porque son spp. raras
¿QUÉ CONTRIBUYE AL RIESGO DE EXTINCIÓN?
Gusano bellota en grava de conchas
1) Gran tamañoBajo potencial reproductivo: baja tasa intrínseca de crecimiento,
maduración tardía, pocas crías
> área de acción
+ alimento
Baja densidad poblacional
2) Alto en cadena tróficaAmplificación de problemas de productividad
Concentración de contaminantes tóxicos
Vulnerabilidad a la extinción
3) Restricción de rangoPocas poblaciones
Vulnerable a disturbios
Aislamiento.
…
6) Alto valor económico (sobreexplotación o regulación
ineficiente)
7) Baja tasa de dispersión
8) Escasa variabilidad genética
4) Nicho especializadoHábitat, alimento, sitio de cría vulnerables al cambio
5) MigracionesMuchas vulnerabilidades (hábitats, barreras)
ESPECIACIÓN
RADIACIÓN ADAPTATIVA
ISLAS: menos spp, son diferentes, antepasado logró llegar, alta tasa de cambio evolutivo, aislamiento reproductivo con población del continente
evolución: ajuste entre organismos y ambiente.
Pinzones de Darwin en Islas Galápagos
Semillas del suelo
Flores y frutos
Escarabajos en árboles
Insectos
Hojas y semillas
Especiación geográfica (alopátrica)
Divergencia de subpoblaciones con separación geográfica, que
interrumpe el flujo génico.
Ej. Istmo de Panamá se cerró hace 3 MA.Filogenia de camarones (Altheus) a ambos lados:Pares de spp hermanas a cada ladoExpto de cortejo: poca afinidad para reproducirse en spp con > divergencia genética
1. Spp en amplio rango geográfico2. Diferenciación en 2
subpoblaciones3. Subpobl genéticamente aisladas4a. Encuentro tras evolución en
aislamiento, pero no hibridizan4b. Se convierten en 2 spp o
producen híbridos de bajo fitness
Ejemplo- cráter volcánico del lago Barombi en Camerún (pequeño y ecológicamente homogéneo).Habitan 11 spp de peces Cíclidos cercanamente relacionados. Una spp ancestral habría colonizado el cráter y especiaron subsecuentemente muchas veces.
Especiación simpátrida
Divergencia sin separación geográfica, por aparición de mecanismos de
aislamiento:
ecológico (hábitats ≠), etológico,
sexual (órganos reproductivos o gametos),
genético (cambios cromosómicos infertilidad o inviabilidad de híbridos)
EXTINCIÓN EN LA NATURALEZA (SALVAJE)
EXTINCIÓN LOCAL
EXTINCIÓN ECOLÓGICA
EXTINCIÓN: desaparición de la última población local
¿Cuántas especies hay?
• ~ 2 millones identificadas y clasificadas
• ~ 99% ya extintas. Duración: 1-10 millones de años
Estimaciones:
- Proyecciones basadas en tasa de descubrimiento 6-7 millones
- Extrapolación basada en tamaño/abundancia 10 millones
- Extrapolación basada en especificidad ecológica 30 millones
¿??
Tasa anual de extinción: + 10.000 spp/año (Wilson 1988)
Principalmente insectos tropicales
La escala del problema…
Especies conocidas de diferentes grupos taxonómicos
Grupo Identificadas Total estimado % identificadasMamíferos 5.488 90-95Reptiles 8.734 13644-13800Anfibios 6.347Aves 9.990 9.000-9.224 94-100Peces 30.700 22.000-23.000 83-95Plantas 298.506 443.644-526.024 67-90Invertebrados 1.232.384 4.400.000-33.000.000 3-27
Insectos
63%
Aracnidos
6%
Moluscos
5%
Crustacea
3%
Vertebrados
4%
Monocotiled
4%
Fungi
2%
Dicotiledon
13%Total descritas: 1.642.189
Nro. amenazadas: 16.928
(38% de las evaluadas)
Amenazada
de extinción
38%
Fuera de
peligro
40%
Extincto
2%
Casi
amenazada
8%
Datos
insuficientes
12%
Arrecifes de coral en Indo-Pacífico.Listado como Vulnerable
Anfibios en crisis! 366 spp nuevas en Libro Rojo 2008.1,983 species (32%) Amenazadas o Extintas.
Caballo salvaje (Equus ferus) pasó de Extincto (1996) a En peligro críticoBlack-footed Ferret (Mustela nigripes) pasó de Extincto a En peligro crítico
EXTIN
CIO
NES H
ISTÓ
RIC
AS
Final de la era Paleozoica (225 MA), yfinal del Cretácico (era Mesozoica) 65 MA.
En 600 MA: 20 episodios de extinción masiva
0.01 MACuaternario
Terciario
CretácicoJurásicoTriasico
PérmicoCarbonífero
DevónicoSilúricoOrdovísico
Cámbrico
65 MA
180 MA
250 MA
345 MA
500 MA
Nro de grupos
25% Flias animales
19% Flias animales
23% Flias animales (reptiles, moluscos)
17% Reptiles (dinosaurios), muchas spp
marinas
Grandes mamíferos y aves
54% Flias animales (95% spp marinas,
árboles, anfibios, trilobites)
Asteroide
Calentamiento
abrupto global
Cambio global (bolido)
Cambio global
En la historia de la Tierra han vivido 500 millones de especies; las que existen en la actualidad representan apenas el 2%el resto ha desaparecido o evolucionado hacia nuevas especies.
HOMBRE: aceleración del proceso por aumento
de población y consumo de recursos.
Desde 1800 la tasa de extinción es 50 VECES MAYOR que el ritmo natural
IMPACTOS HUMANOS
Más importante que la tasa de especiación!
¿ PORQUÉ ALGUNAS SPP. SON + SENSIBLES A AMENAZAS
POR EL HOMBRE?
• SOLAPAMIENTO DE HABITAT (suelos fértiles, climas benignos, ríos)
• ESCASA ATENCIÓN (O PERSECUCIÓN) (murciélagos, arañas)
• AMPLIOS REQUERIMIENTOS DE HOME-RANGE
• ADAPTABILIDAD Y RESILIENCIA LIMITADAS (capacidad
reproductiva o dispersión limitada, restricción de hábitat)
Factores responsables de extinciones antropogénicas
• Destrucción, alteración y fragmentación de hábitatAvance de ganadería, carreteras, tala de bosques
Destrucción de la selva tropical
Prácticas agrícolas- pesticidas, monocultivos
• Sobreexplotación de recursos naturales
Caza y pesca desmedida
• Contaminación
Residuos domésticos,
industrias, agroquímicos
• Invasiones biológicas
cambios ambientales rápidos que no pueden ser superados por los procesos compensatorios normales de una spp (migración y evolución).
Responsables de extinciones de Vertebrados
Grupo Pérdida hábitat
Sobrexplotación
Introd spp
Predac otros ?
Mamíferos 19 23 20 1 1 36
Aves 20 11 22 0 2 37
Reptiles 5 32 42 0 0 21
Peces 35 4 30 0 4 48
En Latinoamérica: deforestación, explotación maderera, sobrepastoreo, alteración de humedales, obras hidráulicas, minería
IMPACTOS HUMANOS
ISLAS
TIERRA
RIOS-AGUA DULCE
ZONA COSTERA
OCÉANO
>
<
Taxón Contin Isla Océano Total % taxón extintoMamíferos 30 51 4 85 2.1Aves 21 92 0 113 1.3Reptiles 1 20 0 21 0.3Anfibios 2 0 0 2 0.05Peces 22 1 0 23 0.1Inverteb 49 48 1 98 0.01Plantas c/flor 245 139 0 384 0.2
Extinciones desde 1600 al presente
¿DÓNDE?
Estructura Poblacional - METAPOBLACIONES
“Población de poblaciones”
Parches de hábitat que contienen diferentes poblaciones de una spp.
Eventual dispersión de individuos a otro parche
Tipos de subpoblaciones: fuente y sumidero
Tipos de procesos: colonizaciones y extinciones.
CONSECUENCIAS DE LAS EXTINCIONES
• Reorganización del ecosistema
• Aumentos, disminuciones de otras spp.
• Extinción de otras spp.
• Pérdidas económicas
• Aumento de spp plagas
• Aumento transmisión de enfermedades
• Invasión de especies
• Pérdida de diversidad genética
Extinciones en cascada “efecto dominó”
Efecto sobre comunidad o escosistema
A. Desaparición de una planta B. Extinción de un depredador topeC. Extinción de 1 de varias plantasD. Extinción de depredador tope
EJEMPLO CLÁSICO: El pájaro dodo
Habitaba en la isla Mauricio (Océano Indico), desde 1600Vistos x última vez en 1680Victima del hombre: carne, fácil caza, predación de huevos x animales domésticos, pérdida de bosques.
Raphus cucullatus