Patrones en Biogeografía - facultad.efn.uncor.edu
Transcript of Patrones en Biogeografía - facultad.efn.uncor.edu
Parte 2 (22/08/2012)
Patrones en Biogeografía
Taxonomía
Fisonomía
IdentidadCantidad
Individuales
Grupos
Formas de vida
Grupos funcionales
Cantidad
Relación con el ambiente
Patrones de diversidadHay muchos tipos de diversidad pero vamos a
hablar de diversidad taxonómica
En Biogeografía
Diversidad = Riqueza
¿Cuántas especies hay en el mundo?
Gradientes altitudinales y latitudinales
¿Cuántas se están extinguiendo?
¿Cuántas especies hay en el mundo?
¿Vertebrados?
¿Plantas vasculares?
¿Insectos?
Total: 12-30 millones
¿Cuántas especies hay en el mundo?
0.001 0.01 0.1 1 10
Insectos (12 %)
Hongos (7 %)
Aracnidos (10 %)
Virus (5 %)
Nematodes (3 %)
Bacterias (1 %)
Plantas vasculares (83 %)
Protozoos (20 %)
Algas (20 %)
Molluscos (35 %)
Crustaceos (27 %)
Vertebrados (90%)
Millones de especies
Descriptas
No descriptas(estimadas)
45007000
1.6
10.6
¿Cuántas especies hay en el mundo?
Descriptos Estim. No descriptos
Total estimado
Vertebrados 45.000 5.000 50.000
Plantas vasculares
250.000 50.000 300.000
Insectos 950.000 ∼7 millon. ∼ 8 millon.
¿Cuántas se están extinguiendo?
¿Cuántas se están extinguiendo?
Territorios
Biomas
Resultado del cambio en el uso de la tierra
¿Cuántas se están extinguiendo?
Gradientes latitudinales y altitudinales
Gradientes latitudinales y altitudinales
Mamíferos Anfibios
Fitoplancton
Gradientes latitudinales y altitudinales
Gaston 2000. Nature Allen et al. 2006. Ecology Letters
Gradientes latitudinales y altitudinales
Escala
regional
local
Grano
grueso
fino
Rango latitudinal
amplioreducido
Riqueza global
alta
baja
Riq
ueza
de
espe
cies
Dispersión
pasivaactiva
Tamaño corporal
grande
chico
Termoregulaciónhomeotermo
ectotermo
Nivel trófico
altobajo
LongitudAtl
AmPac
InEA
AA
Hemisferio
SN
ReinoM
TAD
Latitud
Hillebrand et al. 2004. Meta-análisis de 600 estudios (> 10 º)
Gradientes latitudinales y altitudinalesRelación débilRelación fuerte
Diversidad regional - gama (grano grueso)
Diversidad local - alfa (grano fino)
Alta riqueza global Baja riqueza global
Tamaño grande Tamaño chico
Nivel trófico superior Nivel trófico inferior
Atlántico y América Resto del mundo
Organismos marinos y terrestres
Organismos de agua dulce
Gradientes latitudinales y altitudinales
El patrón es muy generalizado
Pocas excepciones
Gradientes latitudinales y altitudinales
Excepciones al gradiente
Desiertos
Pocas especies
Islas o penínsulas
Gradientes latitudinales y altitudinales
Excepciones al gradiente
Pingüinos Ballenas
Más diversidad a altas latitudes
Gradientes latitudinales y altitudinales
Excepciones al gradiente
Picea
Coníferas
Más diversidad a altas latitudes
Gradientes latitudinales y altitudinales
¿Por qué?
Amplio debate No hay acuerdo entre científicos
•El número de hipótesis aumenta con el tiempo•Son interdependientes•Hay evidencias a favor y en contra de todas
Gradientes latitudinales y altitudinales
¿Qué procesos explican los gradientes latitudinales de riqueza?
Hay una gran diversidad de hipótesis/teorías
NulasBiológicas Ecológicas
Históricas
Gradientes latitudinales y altitudinales
Hipótesis nulas
Efecto del dominio medio (“mid domain effect“)
La mayor riqueza en el ecuador es una consecuencia de la localización al azar si hay límites a las distribuciones impuestos por la geografía
Muchos resultados son consistentes con esta hipótesis, pero no son concluyentes
Gradientes latitudinales y altitudinales
Hipótesis nulas
Efecto del área
A menor latitud (ecuador) el área es mayor y por ese motivo se registran más especies
No tiene mucho sustento
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
0 10 20 30 40
Hemisferio
SN
ReinoM
TAD
Area continental
Esperaríamos:-Mejor marinos que terrestres-Mejor Hemisferio Sur que Norte
Gradientes latitudinales y altitudinales
Gradientes latitudinales y altitudinales
Estabilidad (glaciaciones)
Bomba de especiaciónTiempo efectivo de evolución
Teorías históricas
Basadas en procesos del pasado
Fisiológica (clima difícil)Amplitud de nichosEstacionalidadEnergía (agua)
Productividad
Riq
ueza
Teorías ecológicas(equilibrio)
Basadas en procesos actuales
Estabilidad. A altas latitudes muchas extinciones durante glaciaciones. En trópicos menos extinciones (museos).Bomba de especiación. En trópicos se fragmentó el hábitat durante las glaciaciones. Alta especiación (cunas).Tiempo efectivo de evolución. Altas tasas de mutación (Tº) y tiempos generacionales cortos. Persistencia de clados por gran estabilidad (cuna y museo).
Fisiológica. A altas latitudes pocos organismos se pueden adaptar (evolución del metabolismo en climas cálidos).Estacionalidad. Los trópicos son menos estacionales. Más fácil adaptarse.Energía. Mayor productividad en trópicos permite que haya más individuos y eso implicaría que pueden evolucionar más especies.Amplitud de nichos. Mayor productividad en trópicos permite nichos más estrechos. Por lo tanto “caben” más especies
Gradientes latitudinales y altitudinalesProductividad primaria
Gradientes latitudinales y altitudinales
Blandos
Moderna
Paleozoica
Cámbrica
Tiempo
Gradientes latitudinales y altitudinales
hormigas
Diversidad máxima a altitudes intermedias
Gradientes latitudinales y altitudinales
Gradiente altitudinal: hipótesis
Extremos malos (severidad climática y/o predación y/o competencia y/o disturbio)
Mayor productividad en el centro (mejor balance entre temperatura y humedad) y eso genera más diversidad
Mayor área en el centro
Efecto del dominio medio (es inevitable por los límites impuestos por la geografía)
hormigas
Mayor coincidencia con el área
AREOGRAFAREOGRAFÍÍAA
Clase de Adscripción 2012. María Poca
ProgramaPrograma de la de la materiamateria
PARTE 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
Patrones en BiogeografPatrones en Biogeografííaa
Taxones individuales
Tipos de mapas de distribución
Tipos de patrones de distribución
Relictos (definición, tipos)
Forma y tamaño de las áreas (areografía)
Patrones en BiogeografPatrones en Biogeografííaa
Taxones individuales
Tipos de mapas de distribución
Tipos de patrones de distribución
Relictos (definición, tipos)
Forma y Forma y tamatamaññoo de de laslas ááreasreas ((areografareografííaa))
Esca
la te
mpo
ral (
log
años
)
Escala espacial (log área)
BH
E BE
ECOLECOLÓÓGICAGICA
MACROECOLOGMACROECOLOGÍÍAA
BEBE
¿¿QuQuéé estudia la estudia la areografareografííaa??
Disciplina que estudia la distribución espacial de los taxa a nivel geográfico
Formas y tamaños de
rangos de área
E. H. E. H. RapoportRapoport J. BrownJ. Brown
Los tamaLos tamañños de las os de las ááreas: reas: ¿¿de qude quéé dependen?dependen?
Requerimientos de nicho
Dinámica de poblaciones
Ambiente
tiempo & espaciotiempo & espacio
¿¿Hay patrones en los rangos de Hay patrones en los rangos de distribucidistribucióón de las especies?n de las especies?
Poa tristigmaticaPuma concolor
Buscando patronesBuscando patrones……
Formar 10 grupos
10 minutos
Cuadro 1. TamaCuadro 1. Tamañño de o de ááreas en 61 especies de reas en 61 especies de escarabajos de Norteamescarabajos de Norteaméérica*rica*
Área (mm2) Frecuencias< 50 2151-100 12101-150 8151-200 3201-250 5251-300 2301-350 3351-400 1401-450 1451-500 1
Área (mm2) Frecuencias501-550 1551-600 1601-650 1651-700 0701-750 0751-800 0801-850 0851-900 0901-950 1
* Modificado de Rapoport (1975)
Rango de distribuciRango de distribucióón de las especiesn de las especiesPr
opor
ción
de
espe
cies
Anderson (1984)
Rango del área (Km2)
75%
50%
25%
PecesPeces
CaudataCaudata
LacertiliaLacertilia
AnuraAnura
SerpientesSerpientes
CheloniaChelonia
Rango de distribuciRango de distribucióón de las especiesn de las especies
Aves de Norteamérica
Prop
orci
ón d
e es
peci
es
Rango del área (Km2) Brown (1995)
Mayor proporción de especies con áreas pequeñas y menor proporción de especies con áreas grandes
Cuadro 2. Cuadro 2. ÁÁrea media de 697 especies de rea media de 697 especies de mammamííferos centro y norteamericanos*feros centro y norteamericanos*
* Modificado de Rapoport (1975)
Orden Área (mm2)Carnivora 617.4Artiodactyla 507.4Lagomorpha 192.6Chiroptera 148.7Marsupialia 113.0Insectivora 117.7Edentata 88.9Rodentia 76.4Primates 24.9Mammalia (totales) 157.2
Familia Área (mm2)Ursidae 1140.6Canidae 794.9Cervidae 659.4Mustelidae 653.1Felidae 577.2Bovidae 386.1Procyonidae 214.1Tayassuidae 162.4Talpidae 128.6Soricidae 109.5Sciuridae 97.2Cricetidae 93.3Heteromyidae 30.4Geomyidae 28.4
Cuadro 3. Cuadro 3. ÁÁrea media en especies de murcirea media en especies de murciéélagos lagos centro y norteamericanos*centro y norteamericanos*
Tipo de alimentación Área (mm2) Número de observacionesInsectívoros 185.5 92Ictiófagos y hematófagos 74.6 9Frutívoros y nectarívoros 71.1 24
* Modificado de Rapoport (1975)
Cuadro 4. Cuadro 4. ÁÁrea media en especies Africanas de rea media en especies Africanas de mammamííferos*feros*
Área (mm2) Número de observaciones
7
21
Carnívoros (Canidae, Felidae, Hyenidae)
Herbívoros (Bovidae, Equidae, Rhinocer, Eleohantidae)
Tipo de alimentación
885.1
373.4
* Modificado de Rapoport (1975)
Cuadro 5. Cuadro 5. ÁÁrea media en 140 especies de aves rea media en 140 especies de aves de Norteamde Norteaméérica*rica*
Área (mm2)600505343309
OrdenStrigiformes (lechuzas, búhos)Falconiformes (halcones, águilas)Passeriformes Fringillidae (gorriones, pinzones)Galliformes (chachalacas, pavos, perdices)
Número de observaciones19327316
Los depredadores suelen tener mayor rango de área que los
herbívoros
* Modificado de Rapoport (1975)
¿¿CCóómo son los rangos segmo son los rangos segúún la abundancia?n la abundancia?
Aves de Norteamérica
Abun
danc
ia
Rango del área (Km2) Brown (1995)
Aves abundantes no tienen rangos
pequeños
-- ++
++
Organismos más abundantes suelen tener áreas más grandes
¿¿CCóómo son los rangos segmo son los rangos segúún el taman el tamañño corporal?o corporal?
Mamíferos de Norteamérica
Tamaño corporal (g)
Ran
go d
el á
rea
(Km
2 )
Brown (1995)
Mamíferos grandes no tienen rangos pequeños
++ ++
--
¿¿CCóómo son los rangos segmo son los rangos segúún el taman el tamañño corporal?o corporal?
Tamaño corporal (g)
Ran
go d
el á
rea
(Km
2 )
Brown (1995)
Aves grandes no tienen rangos pequeños
++ ++
--
Aves de Norteamérica
Animales más grandes suelen tener áreas más grandes
¿¿CCóómo son los rangos segmo son los rangos segúún la latitud?n la latitud?
Aves de Norteamérica
Ran
go la
titud
inal
(°
lat.
)
Latitud (°)
Espe
cies
(#
)
Brown (1995)
A mayor latitud aumenta el tamaño de las áreas (Ley de Rapoport)
¿¿CCóómo son los rangos segmo son los rangos segúún la altitud?n la altitud?
Aves de costa rica
Ran
go a
ltitu
dina
l(m
)
Elevación (m)
Espe
cies
(#
)
Stevens (1992)
¿¿CCóómo son los rangos segmo son los rangos segúún la altitud?n la altitud?
Aves de Venezuela
Elevación (m) Stevens (1992)
Espe
cies
(#
)
Ran
go a
ltitu
dina
l(m
)
A mayor altitud aumenta el tamaño de las áreas
ResumiendoResumiendo……
>> <<
grandespequeños
Proporción de spp
Proporción de spp
grandespequeños
Proporción de spp
Proporción de spp <<>>
-- ++XX -- ++//AbundanciaAbundancia
grandespequeños
Proporción de spp
Proporción de spp <<>>
-- ++XX<< >>XX
-- ++//AbundanciaAbundancia
Tamaño corporalTamaño corporal << >>//
grandespequeños
Proporción de spp
Proporción de spp <<>>
-- ++XX<< >>XX
-- ++//AbundanciaAbundancia
Tamaño corporalTamaño corporal << >>//
>><<LatitudLatitud
grandespequeños
Proporción de spp
Proporción de spp <<>>
-- ++XX<< >>XX
-- ++//AbundanciaAbundancia
Tamaño corporalTamaño corporal << >>//
>><<LatitudLatitud
<< >>AltitudAltitud
grandespequeños
Proporción de spp
Proporción de spp <<>>
-- ++XX<< >>XX
-- ++//AbundanciaAbundancia
Tamaño corporalTamaño corporal << >>//
>><<LatitudLatitud
<< >>AltitudAltitud
Las formas de las Las formas de las ááreas tienden a serreas tienden a ser……
circularescircularesEn condiciones “ideales”
En condiciones “ideales” < periferia/área
Las formas de las Las formas de las ááreas: reas: ¿¿de qude quéé dependen?dependen?
La forma del continente
El clima y el microclima
La topografía (paisaje, barreras)
La paleogeografía (últimos eventos geológicos)
El suelo
Otras especies de las que depende o con las cuales compite
Condiciones “reales”
Condiciones “reales”
Las formas de las Las formas de las ááreas tienden a serreas tienden a ser……
En condiciones “ideales”
En condiciones “ideales” < periferia/áreacircularescirculares
En condiciones “reales”
En condiciones “reales”
PolPolíígonos gonos irregularesirregulares > periferia/área
Más bien elípticas que circularesMás bien rectangulares que cuadradas
Rango del Panda rojo (Ailurus fulgens)
Rango de Sequoia sempervirens
De cDe cóómo las especies se reparten el mo las especies se reparten el pastelpastel……
“Hay muchas clases de pasteles…Uno de ellos es la energía radiante que viene del sol y que fluye,
transformada en energía química desde los productores primarios…hasta los depredadores…Todo ello produce
una pirámide trófica…Cuanto más sibaristas son, más en la punta de la pirámide se encuentran. Pero el
sibaritismo tiene sus desventajas: cualquier cambio en la calidad o cantidad del manjar repercute muy seriamente
en la población de sibaristas…”
Rapoport, E.H. 1975. Areografía. Estrategias geográficas de las especies.
De cDe cóómo las especies se reparten el mo las especies se reparten el pastelpastel……
“Otro tipo de pastel es el espacio. Pero la repartición del espacio no siempre obedece a razones estratégicas
fundamentales para la supervivencia…Muchas veces priva el oportunismo-el que primero llega y se queda con la
mejor parte- o la razón del más fuerte. Si analizamos la distribución espacial de los individuos…nos encontramos frente a una constelación de razones y sinrazones, de
leyes, decretos e incisos que se anulan entre sí o que se refuerzan o que se violan, igual que en las sociedades
humanas. Se trata de un mundillo de lo más interesante para estudiar”
Rapoport, E.H. 1975. Areografía. Estrategias geográficas de las especies.
BibliografBibliografííaa
Anderson, S. 1984a. Areography of North American Fishes, Amphibians, and Reptiles. American Museum of Natural History.
Anderson, S. 1984b. Aerography of North American birds. American Museum of Natural History.
Brown, J. H. 1995. Macroecology. The University ofChicago Press, Chicago.
Rapoport, E.H. 1975. Areografía. Estrategias geográficas de las especies. Fondo de cultura económica, México.