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?


¿Vertebrados?

¿Plantas vasculares?

¿Insectos?

Total: 12-30 millones


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


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.



Territorios

Biomas

Resultado del cambio en el uso de la tierra


Gradientes latitudinales y altitudinales


Mamíferos Anfibios

Fitoplancton


Gaston 2000. Nature Allen et al. 2006. Ecology Letters


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


El patrón es muy generalizado

Pocas excepciones


Excepciones al gradiente

Desiertos

Pocas especies

Islas o penínsulas



Pingüinos Ballenas

Más diversidad a altas latitudes



Picea

Coníferas

Más diversidad a altas latitudes


¿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


¿Qué procesos explican los gradientes latitudinales de riqueza?

Hay una gran diversidad de hipótesis/teorías

NulasBiológicas Ecológicas

Históricas


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


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



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


Blandos

Moderna

Paleozoica

Cámbrica

Tiempo


hormigas

Diversidad máxima a altitudes intermedias


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*


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


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


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


¿¿CCóómo son los rangos segmo son los rangos segúún la abundancia?n la abundancia?


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

++ ++

--


Animales más grandes suelen tener áreas más grandes

¿¿CCóómo son los rangos segmo son los rangos segúún la latitud?n la latitud?


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


-- ++XX<< >>XX

-- ++//AbundanciaAbundancia

Tamaño corporalTamaño corporal << >>//

grandespequeños

Proporción de spp


-- ++XX<< >>XX



>><<LatitudLatitud

grandespequeños

Proporción de spp


-- ++XX<< >>XX



>><<LatitudLatitud

<< >>AltitudAltitud

grandespequeños

Proporción de spp


-- ++XX<< >>XX



>><<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

http://herramientas.educa.madrid.org/animalandia/imagenes/p/panda_rojo.jpg

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.

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