Te ó rico 19

1. Teórico 19 • Hoy • Estructura espacial. Metapoblaciones. • Jueves • Recuperatorio Parcial 2 • Martes: • Genética de Poblaciones • Miercoles: • Repaso Parcial 3 • Jueves • Ultimo parcial • Viernes: • Mesa redonda y evaluaciones

2. Un modelo poblacional generalizado

3. Modelo de población cerrada • Población unitaria • Unidad poblacional auto-sustentable, cerrada. • Pool dinámico (pesquerías): • Mezcla perfecta dentro de la población, no hay gradientes de distribución. Areas locales explotadas son recolonizadas de tal forma que • F = fq

4. Un modelo poblacional generalizado

5. Estructura espacial en poblaciones • Un modelo conceptual mas apropiado:

6. Estructura espacial en poblaciones • Mariposa, Melitaea cinxia, Islas Aland, Finlandia. Hanski et al. 1995.

7. Estructura espacial en poblaciones • Vieiras, Isla de Kodiak, Alaska. Turk, 2000.

8. Estructura espacial en poblaciones Algunos ejemplos e implicancias • Pinguino de Magallanes • Salmón de mar en GSJ • Vieira del GSJ • Salmónidos en rios • Guanaco en CDB • Jarilla en monte

9. Estructura espacial en poblaciones • Escalas de estructuración espacial en poblaciones. Orensanz et al. (en prensa) • Megaescala: a la cual hay diferenciación genética detectable entre poblaciones, subespecies o especies emparentadas • Macroescala: metapoblaciones compuestas por poblaciones separadas, conectadas a traves de la dispersión de individuos • Mesoescala: subpoblaciones dentro de la metapoblación • Microescala: “vecindario” del individuo, donde las interacción entre individuo y ambiente son efectivas • Nanoescala: procesos que ocurren a la muy pequeña escala, donde viscosidad domina sobre inercia

10. Escalas de estructuracion poblacional • Megaescala: • Es el dominio de los estudios biogeograficos • Se trabaja con poblaciones diferenciadas geneticamente o especies distintas • Proceso importante a esta escala: diferenciación genética, especiacion, radiación • Ejemplos: salmónidos en Patagonia, bases genéticas de la adaptación y plasticidad fenotípica

11. Escalas de estructuracion poblacional • Macroescala: • Metapoblaciones como población de poblaciones. • Trata con el patrón de conectividad entre componentes de la población (dinámica de fuente-sumidero) • Procesos importante a esta escala: dispersión entre subpoblaciones, proceso de colonización y extinción local, persistencia, patrones de ocupación, estructura de hábitat y salud poblacional, diferenciación genética. Múltiples ejemplos.

12. Macroescala: metapoblaciones

13. Escalas de estructuracion poblacional • Mesoescala: • Relativo a las subpoblaciones o parches dentro de la metapoblación. • Procesos importante a esta escala: dinámica de poblaciones, proceso de extinción local, abundancia (lo que vimos hasta ahora!!) y área de distribución

14. Mesoescala: patrones de distribución

15. Escalas de estructuracion poblacional • Microescala: • “Vecindario” del individuo, definido por la escala a la cual la interacción entre individuo y ambiente (incluidos otros individuos) son efectivas • Perfiles de concentración: la abundancia que percibe un individuo • Procesos importantes: denso-dependencia; compensación y depensación

16. Microescala: vecindad del individuoPerfiles de concentración

17. Microescala: vecindad del individuo

18. Macroescala:Biología de Metapoblaciones

19. Metapoblaciones • Dos premisas básicas: • Las poblaciones están estructuradas espacialmente en ensambles de poblaciones reproductivas locales (subpoblaciones o demes) • Migración entre poblaciones locales tiene algún efecto sobre la dinámica local, incluyendo la posibilidad de reestablecimiento poblacional después de un proceso de extinción (efecto de rescate) • Aplicaciones: el espacio como variable de manejo • Conservación: probabilidades de persistencia, fragmentación de hábitat, diseño de reservas, reintroducción • Explotación: sustentabilidad, dinámica de pescadores, reservas repropductivas, estrategias de manejo • Control: persistencia en función de arreglo espacial, manipulación de hábitat

20. Metapoblaciones • Tipos de modelos • Espacio implícito (modelo de Levins 1969) • Extiende modelos poblacionales a los números de subpoblaciones • Todas las subunidades igualmente conectadas e idénticas • Ignoran la localización o lo que pasa en una en particular • Espacio explícito • Interacciones localizadas en grilla regular (modelos de contagio) • Automata celular • Estructura espacial realista • Incluyen la geometría particular de una red de parches: cuántos, de qué tamaño, dónde están localizados. • Modelos empíricos • Descripción de hábitat disponible y calidad desde el punto de vista de la especie

21. Metapoblaciones • Espacio implícito: modelo de ocupación de Levins. • Modela proporción de parches ocupados, p

22. Metapoblaciones Modelo de ocupación de Levin. Supuestos • Las subpoblaciones no tienen dinámica. La población está extinta o en capacidad de carga, sin estados intermedios. • Hay un número infinito de parches, ya que p es una variable continua. • Parches son todos iguales, mismo e y m • Eventos de extinción son independientes entre sí: variación ambiental independiente

23. Metapoblaciones Modelo de ocupación de Levin. Equilibrio Modificación de May (1991)

24. Metapoblaciones - conservación • Justificación • Importancia de proteger la metapoblación no un sitio en particular. No puede estimarse la persistencia de la metapoblación a partir de la suma de las partes, depende de la interconexión • Aplicación a problemas de fragmentación de hábitat o de restauración de hábitat • Además de los impactos sobre unidades particulares, pueden existir impactos sobre la dispersión • Aplicación a diseño de reservas, SLOSS (single large or several small)

25. Estructura espacial en poblaciones • Mariposa, Melitaea cinxia, Islas Åland, Finlandia. Hanski et al. 1995.

26. Estructura espacial en poblaciones • Mariposa, Melitaea cinxia, Islas Aland, Finlandia. Hanski et al. 1995.

27. Estructura espacial en poblaciones • Un modelo conceptual mas apropiado:

28. Metapoblaciones - explotación

29. Metapoblaciones- Modelos • Espacio implícito (modelo de Levins 1969) • Todas las subunidades igualmente conectadas e idénticas • Ignoran la localización o lo que pasa en una en particular • Modelos empíricos • Descripción de hábitat disponible, su calidad desde el punto de vista de la especie, y los patrones de ocupación (Sistemas de Información Geográfica) • Espacio explícito no realista • Interacciones localizadas en grilla regular (e.g. autómata celular) • Estructura espacial realista • Modelos de ocupación de transición-estado • Modelos de ocupación de función de incidencia • Modelos detallados, con dinámica intra-parche y dispersión.

30. Metapoblaciones - Modelos • Empíricos:

31. Metapoblaciones- Modelos • Espacio implícito (modelo de Levins 1969) • Todas las subunidades igualmente conectadas e idénticas • Ignoran la localización o lo que pasa en una en particular • Modelos empíricos • Descripción de hábitat disponible, su calidad desde el punto de vista de la especie, y los patrones de ocupación (Sistemas de Información Geográfica) • Espacio explícito no realista • Interacciones localizadas en grilla regular (e.g. autómata celular) • Estructura espacial realista • Modelos de ocupación de transición-estado • Modelos de ocupación de función de incidencia • Modelos detallados, con dinámica intra-parche y dispersión.

32. Metapoblaciones - Modelos • Espacio explícito, autómatas celulares:

33. Metapoblaciones- Modelos • Espacio implícito (modelo de Levins 1969) • Todas las subunidades igualmente conectadas e idénticas • Ignoran la localización o lo que pasa en una en particular • Modelos empíricos • Descripción de hábitat disponible, su calidad desde el punto de vista de la especie, y los patrones de ocupación (Sistemas de Información Geográfica) • Espacio explícito no realista • Interacciones localizadas en grilla regular (e.g. autómata celular) • Estructura espacial realista • Modelos de ocupación de transición-estado • Modelos de ocupación de función de incidencia • Modelos detallados, con dinámica intra-parche y dispersión.

34. Metapoblaciones - Modelos • Estructura espacial realista y ocupación: modelos transición-estado • Se utiliza un modelo para estimar las probabilidades de extinción y colonización de diferentes parches (regresión logística) • Se realizan simulaciones en base a las tasas de extinción y colonización de diferentes parches • Son parametrizados en función de datos de extinción y colonización (difíciles de conseguir)

35. Metapoblaciones - Modelos • Estructura espacial realista y ocupación: función de incidencia • Se utiliza una función de incidencia, la cual modela la probabilidad que el parche i esté o no ocupado: • Se estiman los parámetros (m, x, b, a) por máxima verosimilitud, comparando ocupación observadapi con incidencia Ji • Se utiliza simulación numérica para generar patrones de ocupación en base a función de incidencia

36. Metapoblaciones - Modelos • Estructura espacial realista: modelos detallados con dinámica intraparche y dispersión • En laboratorio

37. Metapoblaciones -resultados

38. Metapoblaciones -resultados

39. Metapoblaciones -resultados

40. Metapoblaciones y Biogeografía de Islas • Biogeografía de Islas (MacArthur y Wilson, 1963, Gotelli cap. 7) • Teoría para explicar diversidad específica en función del tamaño de islas y distancia al continente • Enfasis en relación especies-área

41. Metapoblaciones y Biogeografía de Islas • Biogeografía de Islas (Gotelli cap. 7)

42. Metapoblaciones y Biogeografía de Islas • Biogeografía de Islas (Hanski y Simberloff, c. 1)

43. Metapoblaciones y Biogeografía de Islas

44. Metapoblaciones y Biogeografía de Islas