1. La visión de la ecogeografía desde los Recursos Fitogenéticos

2. Aplicaciones de la ecogeografía en la conservación de la agrobiodiversidad

3. Herramientas disponibles para trabajar sobre el enfoque ecogeográfico

4. Nuevas herramientas CAPFITOGEN (breve actualización del Taller Nacional CAPFITOGEN ofrecido en Mayo 2015)

Contenido

1. Ecogeografía

Definiciónhttps://en.wiktionary.org/wiki/ecogeography

Combinación de datos climáticos, ecológicos y geográficos que permiten la predicción de patrones de variación genética en poblaciones naturales de acuerdo a su origen geográfico (Peeters, et al. 1990)

Definición

Ecogeographic surveys

Ecogeographic surveys

“Ecogeography is a process of gathering and synthesizing information on ecological, geographical, taxonomic and genetic diversity. The results are predictive and can be used to assist in the formulation of complementary in situ and ex situ conservation priorities.”

http://goo.gl/f5LxhK

Ecogeographic surveys

Ecogeografía… la míaEstudio del escenario adaptativo de un organismo, especie o grupo de especies mediante el análisis de los factores bióticos y abióticos que condicionan su supervivencia

Colecta

Conservación

Caracterización

Evaluación

Utilización

Documentación

Gestión

Ecogeografía

Producto de losgenes modeladospor el ambiente,objetivo final dela mejora

Información heredada y heredable(genes vistos en conjunto) que se traduce en proteínas (Fenotipo)

Efecto modelador de los genes y sus productos. Puede tener tanto peso que condiciona la aparición o no de genotipos.

ADAPTACIÓN

Fenotipo = Genotipo + Ambiente + interacción genotipo x ambiente

Papel de la ecogeografía en el fenotipo

Papel de la ecogeografía en el fenotipo

Adaptación

Papel de la ecogeografía en el fenotipo

Representación en SIG de info ecogeográfica

VegetaciónHidrografía

Uso de sueloTemperaturaPrecipitación

Edafología

Representación en SIG de info ecogeográfica

Creatividad…imaginación…y ser recursivos

2. Aplicaciones

1. Colectas optimizadas de RFG2. Detección de sesgos en recolecciones previas

3. Determinación y evaluación de áreas protegidas para conservación in situ4. Determinación de zonas aptas para constituir reservas genéticas5. Determinación de sitios apropiados para conservación “on farm”.

6. Determinación de sitios apropiados para regeneraciones/multiplicaciones de RFG7. Caracterización ecogeográfica de los sitios de colecta8. Mapas de diversidad genotípica, fenotípica y/o ecogeográfica9. Estudios de representatividad ecogeográfrica de las colecciones10. Establecimiento de colecciones nucleares (core collections) ecogeográficas11. Descripción ambiental de los sitios de caracterización/evaluación de germoplasma12. Enriquecimiento de los análisis fenotípicos y genotípicos de germoplasma

13. Mejora de la documentación, esencialmente la georreferenciación de sitios de recolecc14. Sistemas de información ecogeográfico, que proveen al mejorador de información útil

para la selección de parentales en base a sus características adaptativas15. Utilización optimizada. Focused Identification Germplasm Strategy (FIGS)

RECOLECCIÓN

CONSERVACIÓN EX SITU, CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN

DOCUMENTACIÓN Y UTILIZACIÓN

CONSERVACIÓN IN SITU

Aplicaciones análisis ecogeográficos/espaciales

Recolección

Recolección

Banco de germoplasma

Fuentes externas

Recolección

Recolección

Conservación in situ (CWR)

Conservación in situ (en fincas)

Sistemas de Identificación Multi-criterio de Áreas Prioritarias para la conservación in situ de la Agrobiodiversidad (en finca)

México

Ecuador

España

Conservación in situ (en fincas)

• Maíz• Fríjol• Chile• Yuca

• Yuca• Camote

• Fríjol (Judía)• Tomate

Conservación ex situ

Estudios de representatividad ecogeográfica de colecciones

• Se trata de un análisis de faltantes (gap analysis)

• Se realizan por especie

• Recopilación y ajuste de información sobre la especie en fuentes diferentes a la colección objeto de análisis

• Un primer nivel es el gap o faltante espacial

• Se realiza un mapa ELC

• Segundo nivel: gap ecogeográfico

• Determinación de faltantes finales y necesidad de recolección

Conservación ex situ

Caso Lupinus España

Mapa de caracterización ecogeográfica del terreno, 27 categorías

Conservación ex situ

Aspecto fenotípico de plantas representativas de dos poblaciones de L. angustifolius colectadas en dos ambientes diferentes. (a) Ambiente de alta frecuencia (Carrascal de Barregas, Salamanca, 40°58’59’’ N, 5°50’58’’W) y (b) ambiente no representado, Madrid, 40°33’15’’ N, 4°11’2’’W).

La geo-referenciación de los sitios de colecta POSIBILITA la descripción de las condiciones adaptativas

Caracterización/evaluación

Entrada Precipitación anual

001 600

002 200

003 1100

Caracterización/evaluación

Caracterización/evaluación

Documentación

Evaluación de la calidad de la geo-referenciación de los datos de pasaporte del Inventario Nacional de RF de Albania

Utilización

Bajo ácido cianhídrico y baja producción de flores

Data standardization to a single format. Geo-referencing quality evaluation with GEOQUAL Tool. Eco-geographical characterization of the ocurrence sites with ECOGEO Tool. For each trait:

Evaluated set

Populations’ data set

Non-evaluated set

Modeling

Model ProjectionThe best model

Utilización

Utilización

Populations per species:

Non-evaluated set

5,630

Non-evaluated set

5,722

Species Number of interesting populations for HCN

Number of interesting populations for flower

production

T. ambiguum M. Bieb. 6 -

T. argutum Banks & Sol. - 39

T. cernuum Brot. - 1

T. glomeratum L. - 15

T. isthmocarpum Brot. - 4

T. montanum L. 11 1

T. nigrescens Viv. 1 35

T. repens L. 117 99

T. suffocatum L. - 11

T. uniflorum L. - 10

TOTAL 135 215

Utilización

Otros trabajos recientes

Utilización

Otros trabajos recientes

3. Herramientas

Herramientas disponibles - R• Manejo de tablas, bases de datos• Análisis estadísticos muy variados, muchos modelos• Capacidad gráfica muy potente• SIG• Evolución constante (comunidad R, R-GIS)• Gratuito• Aprendizaje del lenguaje• Manipulación de mapas y maquillaje final escaso

Herramientas disponibles - ArcGIS• Alta capacidad gráfica y manejo mapas • Análisis espaciales y geo-estadísticos• Facilidad para configurar procesos• Aprendizaje• Costo licencia• Relativo poco poder estadístico y ráster• Crear procesos y compartirlos

Herramientas disponibles – DIVA-GIS

• Especializado en análisis relacionados con biodiversidad

• Compatibilidad buena con otros software SIG

• Sencillo y gratuito

• Algunos procesos fallan

• Se descontinuó en 2012• El manual es bastante

incompleto

Herramientas disponibles – CAPFITOGEN

• Análisis totalmente enfocados para hacer más eficiente labores de conservación de agrobiodiversidad

• Facilidad de uso• Respaldo en asistencia y manual de

usuario• Proporciona buena parte de los datos

requeridos

• Tamaño de los archivos e instalador• Problemas de instalación• Los errores no son fácilmente

entendibles• No tiene capacidad gráfica propia

(depende de otros software)

4. Presentación nuevas herramientas CAPFITOGEN

Taller CAPFITOGEN – Tlalnepantla, Mayo de 2015

Lista de herramientas

• GEOQUAL

• ELCmapas

• ECOGEO

• Representa

• Colnucleo

• DIVmapas

• FIGS_R

Ex situ Auxiliar

• TesTable • SelecVar

• rLayer

• Bfuture

• Complementa

• Modela

• Mcompare

• Criteria (2016)

In situ

Modela

Permite obtener Modelos de Distribución de Especies

Altitud, pendiente, ….. Temperatura, precipitación, … % limo, % arcilla, pH…..

Localidad Altitud (msnm)

1 2100

2 650

3 430

4 1890

5 254

6 540

ModelaLocalidad Altitud Precipitación anual Temperatura anual ……

1 560 870 21 …

2 645 940 19 …

… … … … …

Aplicación del algoritmo del modelo-GLM-GAM

-MARS-Máxima entropía

-RF…

Determinación de la probabilidad de encontrar la especiesobre zonas donde no se tiene información de presencias

Obtención de patrón presencia o presencia/ausencia y ambiente

Modela

Mapa de carácter predictivo

ModelaEsquema SDM

ModelaEsquema FIGS

Modela

Todo el poder de modelización de los paquetes dismo y biomod2 de R

Si antes ha evaluado la calidad de la geo-referenciación de sus datos de presencia (GEOQUAL), opcionalmente puede descartar presencias de baja calidad

Cuatro vías de obtención de pseudo ausencias, una requiere mapas ELC (ELCmapas)

Once algoritmos de modelización (se pueden utilizar a la vez): GLM, GAM, GBM, CTA, ANN, FDA, MARS, MAXENT, RF, DOMAIN, BIOCLIM

10 diferentes evaluadores de modelos disponibles (Kappa, ROC, TSS, FAR, SR, ACCURACY, BIAS, POD, CSI, ETS)

Ensamblaje (opcional) de todos los modelos o aquellos que superen un umbral determinado de evaluación

Modelización sobre condiciones bioclimáticas de presente y opcionalmente futuro

Selección de subcolecciones FIGS vía calibración

Bfuture

Descarga y adapta capas de información bioclimática proyectada a futuro de tal manera que quedan disponible para su uso por parte de la herramienta de Modela

Mcompare

Comparación de los escenarios de distribución potencial presentes y proyectados a futuro para determinar riesgos y oportunidades

A) Presente

B) Futuro

C) Comparación

Mcompare

Producto final

Mi mensaje

• Hay alternativas… la aproximación ecogeográfica puede ofrecer soluciones cuando los recursos son escasos… y cuando no!

• Tenemos que atraer nuevas generaciones de agrónomos/biólogos para ser formados como especialistas en la conservación y uso de la Agrobiodiversidad… hablarles de estas tecnologías puede resultar atractivo

• Somos capaces de crear tecnología, no ser simplemente usuarios o adaptadores de tecnología de otras latitudes… y que lo hagan nuestros jóvenes… seamos inquietos, generemos inquietud, seamos críticos con lo establecido

• Aprovechar cualquier oportunidad de adquisición de conocimientos de nosotros y de los de fuera y con ello imaginemos como transformar la realidad de nuestra agrobiodiversidad

• Creo en el valor de la empoderamiento, «podemos hacerlo nosotros»

http://www.capfitogen.net

Gracias por su atención