Metapoblaciones

Metapoblaciones
Implicaciones y patrones
Objetivos
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Demografía: ¿qué es una metapoblación?,
Papel de extinciones y colonizaciones,
Modelo de metapoblación de Levins,
Estructura de metapoblación,
¿Cómo afecta el tamaño y grado de
aislamiento su persistencia?,
Efecto rescate,
Extinción correlacionada,
Autonomía espacial.
Demografía
La variabilidad espacial y temporal afecta la
demografía de las poblaciones,
Conocer dichos cambios permite comprender
las fluctuaciones en poblaciones naturales y
proponer aplicaciones a la conservación,
Las poblaciones existen en paisajes
heterogéneos,
Los individuos experimentan condiciones
diferentes, dependiendo de cuándo y dónde
estén (¿”efecto Davivienda”?).
Demografía …
Algunos sitios (“fuentes”) son muy
productivos y generan individuos en
exceso,
Otros son menos productivos
(“sumideros”), allí la mortalidad local
supera la reproducción,
Poblaciones sumidero pueden ser mayores
que las fuentes que las soportan.
Metapoblaciones
Definición: grupo de
poblaciones que ocupan
una serie de parches de
hábitats, y están
conectadas entre sí por
corredores y/o
desplazamiento de sus
individuos,
Ejemplo: poblaciones que
existen en parches
discretos por
fragmentación de hábitat
intacto en matriz de uso
humano,
Pulliam (1988) demostró
que hasta un 10% puede
ser ‘fuente’ y sostener el
otro 90%.
Fragmentación
Pérdida y aislamiento de hábitats naturales: una
de las grandes amenazas a la biodiversidad global
y regional,
Perturbaciones naturales y otros procesos generan
paisajes heterogéneos, ricos en especies
nativas,
Usos antropogénicos crean frecuentemente islas
de hábitat natural, inmersas en una matriz hostil,
Tal fragmentación reduce o previene la dispersión
normal, crítica para la viabilidad de las
poblaciones a largo plazo,
También incrementa el efecto de borde y otras
amenazas.
Reduce la biodiversidad
1.
2.
Fragmentos supérstites representan
una fracción del hábitat original y
muchas especies serán eliminadas por
azar (‘exclusión inicial’);
El paisaje modificado al que pertenece
el fragmento puede ser inadecuado
para muchas especies nativas, y
previene movimientos normales y
dispersión (= aislamiento);
Reduce …
1.
Fragmentos pequeños tendrán menos
hábitat, sostendrán menos
poblaciones de especies nativas que, a
la vez,
serán más susceptibles a la extinción
y tendrán menos posibilidades de
interceptar las vías de los individuos
en dispersión
(‘efecto de especies-área’);
Reduce …
1.
2.
Influencias climáticas, depredadores y
competidores oportunistas en paisajes
perturbados pueden penetrar en los
fragmentos y reducir el área núcleo de
hábitat adecuado (‘efecto de borde’); y
Los regímenes de perturbación natural y
otros procesos en paisajes fragmentados
ocasionarán cambios en las comunidades
biológicas.
Para contrarrestar la
fragmentación
1.
No destruir fragmentos silvestres
intactos u otras áreas naturales (en
reducción),
2.
Minimizar efectos de construcción de
carreteras, aclareos y, en general,
barreras para la dispersión,
3.
Mantener o restaurar amplios corredores
u otras formas de conectividad funcional
entre áreas naturales pero, a la vez;
Contrarrestar …
1.
Minimizar corredores artificiales de
dispersión, que facilitan la
proliferación de especies exóticas, y
2.
Manejar activamente los fragmentos
de hábitat para compensar los
procesos naturales interrumpidos.
Tópico de interés para subdisciplinas
Teoría de biología de poblaciones:
distribución en parches,
Estocasticidad demográfica (el azar juega un
rol en la determinación de cuándo mueren los
individuos, cuánta descendencia dejan o si
hallarán parejas adecuadas), competencia,
depredación,
Genética de poblaciones y biología
evolutiva: espacialidad y flujo genético,
Biología de la conservación: especies raras
y aisladas debido a fragmentación,
Ecología de paisajes.
Tres escalas (Hanski y Gilpin 1991):
Local: individuos interactúan unos con
otros, pero permanecen dentro de una
misma población local la mayor parte de sus
vidas,
Metapoblación: grupo de poblaciones
locales conectadas por dispersión, y
Rango geográfico de una especie: todas
las poblaciones locales y metapoblaciones;
normalmente los individuos no utilizan todo
el rango geográfico de su especie.
Terminología básica
Fundamento conceptual
Dinámica (Levins 1970)
Modelo de Levins
Modelo de Levins …
Predicción del modelo
Modelos de estructura de una
metapoblación
Modelos
Variaciones del de Levins
(modelos ‘espacialmente explícitos’)
Uso de los modelos
Melitacea cinxia (Hanski et al. 1995)
a.
Ocupación aumenta con tamaño del
parche,
b.
Efecto de densidad: Entre menos
aislados los parches, mayor la
ocupación.
Si aislamiento del parche aumenta y
área queda constante => p* decrece;
Si aumento en distancia es compensado
con mayor área => p* permanece
igual.
Metapoblaciones fluctúan en
niveles de ocupación
Frecuentes extinciones de poblaciones
locales, seguidas por recolonizaciones
(turnover),
Proporción de ocupación (p) y recambio
(turnover): características más
importantes de una metapoblación
(varían en el tiempo),
Factores de variación:
1.
2.
Estocasticidad demográfica, genética y
ambiental (cambios en disponibilidad de
alimento y calidad del hábitat; catástrofes
ambientales),
Fragmentación: acciones deterministas.
Fluctuaciones en ocupación …
Persistencia de metapoblaciones: tasa
de colonización > extinción (e/m < 1),
Éxito de la colonización: suficientes
individuos deben desplazarse de un
parche ocupado a otro desocupado,
Para ello población colonizante debe
persistir;
Persistencia está relacionada con
tamaño, poblaciones pequeñas sufren
mayores riesgos de extinción.
Factores de historia de vida
Demografía local
Tasa de colonización depende de:
Tamaño y aislamiento del parche,
Calidad y relación con paisaje,
Características demográficas,
Tasas de migración: afectadas en siete
especies de polillas (Nieminen 1996)
por:
morfología,
temperatura y
densidades locales.
Efecto rescate
(Brown y Kodric-Brown, 1977)
En modelo de Levins los parches están ocupados o
desocupados,
En otros modelos la conexión afecta las dinámicas,
Efecto rescate: migración entre parches previene
declinación de poblaciones locales:
Metapoblación de Euphydryas muestra altas fluctuaciones en
densidad,
Migración entre parches evita extinciones locales y mantiene
altos niveles relativos de heterocigosidad,
Es parcialmente responsable de una característica
principal de las metapolaciones: la proporción de parches
ocupados es relativamente constante en el tiempo,
aunque las poblaciones de parches individuales se
extingan con cierta frecuencia.
Extinciones correlacionadas
Metapoblaciones se definen por su nivel
intermedio de migración entre parches,
Modelos explícitos: dinámica demográfica de
una población puede afectar tasas de
migración,
Diferentes poblaciones pueden presentar
dinámicas distintas (emigración e
inmigración específicas) y
Afectar la persistencia de la metapoblación.
Autonomía espacial