• Author / Uploaded
• Andrés Frankow

Citation preview

Teórica 22 Biogeografía histórica

Martín Ramírez, 2019. Curso de Sistemática Teórica, FCEyN – UBA

Dos paradigmas principales Biogeografía ecológica. Distribuciones de organismos explicadas por variables climáticas, geológicas, hidrológicas, y sus adaptaciones fisiológicas, comportamentales, etc. Enfocada en escalas de tiempo pequeñas, o en relaciones contemporáneas de ambiente-organismos. Biogeografía histórica. Distribuciones de organismos explicadas por eventos históricos: aparición de barreras geográficas, vicarianza, dispersiones, extinciones... Enfocada en grandes escalas de tiempo, los eventos del pasado lejano explican los patrones observados en la actualidad. Las hipótesis biogeográficas son usualmente mixtas, pero los paradigmas (y especialistas) suelen estar bastante aislados entre sí. Aunque se están integrando cada vez más.

Tiempo y barreras

Crisci 2010

Jorge Crisci

Dispersión vs. vicarianza Centro de origen – dispersión Previo a la teoría de deriva continental

En los 70-80 se trata de utilizar la información filogenética en biogeografía de vicarianza

Morrone y Crisci 1995

Vicarianza

Ronquist 1998 Vicarianza. Se trata de explicar la filogenia y distribución actual como resultado de fragmentación/aislamiento de áreas geográficas.

Cladogramas generales de áreas Idea general: Un cladograma de áreas que explica las distribuciones de gran parte de la biota

Crisci 2003

El libro azul

Nelson y Platnick 1981

Nelson & Platnick retoman ideas de Brundin (1966)

Brundin 1966

Componentes (N&P81)

Análisis de componentes Áreas ancestrales: No es tan sencillo de optimizar (dispersiones, extinciones…). Ni hablar de áreas compuestas…

Idea general: Las especies (endémicas) son informativas sobre la historia de las áreas (de endemismo) que habitan Se tratará de maximizar las explicaciones debidas a vicarianza ¿Por qué el foco en vicarianza? Nelson & Platnick argumentan que la aparición de barreras debería crear patrones biogeográficos generales para toda la biota. Mientras que las dispersiones serían eventos específicos de ciertos taxones, sin patrones comunes. (Hoy esto es dudoso).

1. Extraer componentes biogeográficos de los cladogramas. 2. Combinar muchos componentes en un cladograma general de áreas.

Componentes (N&P81)

Nelson y Platnick 1981 Idea general ok, pero…

No llegaron a expresar un algoritmo y una metodología convincente. "Componentes" distantemente asociados con eventos

El fin de las analogías: Eventos y algoritmos propios Métodos jerárquicos basados en eventos: Árboles reconciliados Ronquist y Sanmartin 2011

Parsimonia Objetivo: Encontrar el árbol de áreas que implique menor número de eventos ad-hoc (dispersiones, especiación simpátrica, extinciones). Criterio de optimalidad → Búsqueda

Patrones generales…

Patrones generales Las herramientas están, pero no hubo buenos resultados Más énfasis en historias de taxones particulares.

Modelos probabilísticos en biogeografía Máxima verosimilitud – LAGRANGE Ree and Smith 2008

En DEC, la dispersión es expansión de rango geográfico (A → AB)

Ree and Sanmartin 2009

Modelos probabilísticos en biogeografía Modelo de Markov – aplicado a biogeografía de islas (MrBayes)

En todas direcciones igual

Stepping stone

Ronquist and Sanmartin 2012

GTR – Cada dirección un parámetro (GTI es asimétrico)

Modelo GTR de la flora de las costas de África (Rand flora) Modelo de islas a distribuciones continentales 13 grupos taxonómicos Intercambios pasados transSahara Sanmartin et al 2010

Alto endemismo en Sudáfrica

J es el efecto fundador: Unos pocos, aún un único ejemplar, coloniza un área nueva y produce un nuevo linaje

DEC: Dispersión, extinción, cladogénesis (LAGRANGE) DEC + J: “ “ + efecto fundador (jump dispersal) (BioGeoBEARS) Matzke 2014

Matzke 2013 – BioGeoBEARS

Cada evento con su parámetro

Matzke 2014

Psychotria

DEC

Áreas de máxima probabilidad Matzke 2014

Diagramas de torta

DEC + J

Matzke 2014

En este caso, el efecto fundador produce áreas ancestrales únicas (una sola isla). Es mucho más razonable para este caso de islas

Casi todos los casos de islas tienen un mejor ajuste a efecto fundador (DEC + J, comparado con DEC)

Matzke 2014

Matriz de transiciones para dispersiones Se especifican dispersiones posibles y tasas. Por ejemplo, •Iguales entre todas las áreas •Mayores entre áreas adyacentes •Proporcionales a las distancias •Mayor tasa a favor de corrientes, vientos, etc. Y se pueden estratificar diferentes matrices según intervalos de tiempo. Por ejemplo, •Edades de aparición de islas oceánicas •Deriva continental

Matriz de transiciones – combinatoria MUY grande Tres áreas: A, B, C Distribuciones posibles A, B, C, AB, AC, BC, ABC BioGeoBears – Máximo unas 10 áreas

Algunos resultados…

Sharma y Giribet 2012

Sharma y Giribet 2012

Otra dispersión a Juan Fernández

Colonizaciones secundarias hacia Neotrópico, ambientes abiertos

Diversificación A+G clade Patagonia, bosques

Origen Anyphaenidae Neotrópico, bosques

Ceccarelli et al. 2019

Soporte integrado – todos los análisis sobre 100 árboles de estado estacionario

Origen de clados adaptados a pastos

Linajes acumulados bosques → abiertos

Expansión de los pastizales en Sudamérica