Cambios temporales en la biodiversidad Extinción de especies Cátedra de Ecología, Facultad de Agronomía, UBA

Temas de la clase Una perspectiva histórica sobre la biodiversidad. La diversidad en el tiempo geológico. Causas generales de extinción. Extinciones antropogénicas. Fragmentación. Tasas de extinción: pasado, presente, futuro.

1. La perspectiva histórica. Comprender la distribución, estructura y funcionamiento de los organismos (filogenética vs. ecología; procesos regionales vs. locales). Contexto para evaluar los patrones actuales de la diversidad y los cambios derivados de la actividad antrópica (tasas de cambio).

Ensamble de biotas locales: rasgos funcionales, ‘filtros’ ambientales y efectos filogenéticos ¿Cuál es el grado de similitud funcional y estructural entre las especies de una localidad? Convergencia señal filogenética carácter B carácter A ¿Cuál es el grado de parentezco entre las especies que coexisten en una localidad? Cavender-Bares et al. 2009, Ecol. Letters.

Cavender-Bares et al. 2009, Ecol. Letters.

La historia de la Tierra nos revela un sistema extremadamente dinámico Pangea ~ 225 millones de años atrás, a fines de la Era Paleozoica.

Deriva de los continentes Plantas c/ flores; Primeros mamíferos c/ placenta Extinción de los dinosaurios Extinción en masa de animales marinos Primeras aves y mamíferos Grandes bosques de coníferas; anfibios y reptiles Primeros dinosaurios Patrones climáticos Dispersión de la biota

Evidencias fósiles sostienen la hipótesis de la deriva continental (A Evidencias fósiles sostienen la hipótesis de la deriva continental (A. Wegener)

Regiones biogeográficas (reinos) - Alfred Wallace - Neártico Paleártico Neotropical Afro-Etíope Australiano Oriental Fauna Flora

Cambios en el clima de la Tierra Glaciaciones a finales del Pleistoceno

Efecto de los cambios climáticos sobre la distribución de especies de árboles Capa de hielo (18.000 yr BP) Las flechas indican la dirección de migración postglacial Refugios durante la glaciación

2. La biodiversidad en el tiempo geológico.

Los 5 Grandes Eventos de Extinción en Masa Barnosky et al. 2011, Nature.

Sucesión geológica de las clases de plantas terrestres

Variación “natural” de las tasas de extinción - Extinción “de fondo” (i.e. una sp / año) - Extinción “en masa” (i.e. 25–50 % de todas las familias ó >75 % de especies estimadas, en ~1-2 millones años) - La extinción es un evento común, que normalmente es contrarrestado por la especiación. Magnitud Tasa

3. Causas generales de extinción. Cambios climáticos y atmosféricos Reducción del área habitable Invasión de especies “foráneas” Cadenas de extinción y coextinciones Polución ambiental (e.g. deposición de N atm) Sobreexplotación (cosecha, caza) La aparición del hombre altera el orden de estos factores!!

Intervalos de extinción en masa: fases y procesos La extinción en masa y la rareza en masa son eventos difíciles de distinguir en el registro fósil. Hull et al. 2015, Nature.

Dinámica de las extinciones en masa Eventos catastróficos discretos Coextinciones y deudas de extinción Reducción de poblaciones y rareza Hull et al. 2015, Nature.

4. Extinciones antropogénicas. >75% de la biósfera terrestre está ocupada por ecosistemas modificados. Front. Ecol. Environ. 2008

Patrón de extinción (%) Grandes extinciones del Pleistoceno tardío (11.000 yr BP) Barnosky et al. 2004. Science

Fragmentación de hábitats - pérdida de área - aislamiento espacial - efecto de borde Efecto borde creciente Bosque Templado, UK Bosque Tropical, Costa Rica Bosque Templado, EEUU

Del Castillo 2015, Ecol. Appl.

Componentes de la fragmentación - evidencias - Pérdida de área Aislamiento Efecto de borde

Fragmentación, aislamiento y dispersión Deuda de extinción 6 mo. 12 mo. Spp. raras más susceptibles a la extinción local Efecto de “rescate” por dispersión Gonzalez & Chaneton 2002. J. Anim. Ecol.

Distribución geográfica de las causas de extinción Riesgos de extinción en la actualidad – mamíferos marinos Distribución geográfica de las causas de extinción “Hotspots” del riesgo de extinción Davidson et al. 2012. PNAS.

¿Qué características de las especies afectan su susceptibilidad a la extinción? Area de distribución Distribución geográfica (templada vs. tropical) Tamaño de la población Estrategia de vida Tamaño corporal Posición trófica Grado de especialización

Determinantes del riesgo de extinción (mamíferos marinos) Davidson et al. 2012. PNAS.

Synergismos entre causas modernas de extinción Brook et al. 2008. Trends Ecol. Evol.

5. Tasas de extinción comparadas.

Distribución taxonómica de las extinciones (1500-2000) Mamíferos (77) Insectos (69) Dirzo & Raven. 2003, Ann. Rev. Env. Res.

Magnitud de las extinciones recientes (~500 años) Extinguidas Amenazadas *taxa con evaluación incompleta! Taxa evaluados por la IUCN Barnosky et al. 2011, Nature.

¿Está ocurriendo la 6ta extinción en masa en la historia de la Tierra? 1. Tasas de extinción → SI … aunque las estimaciones son imprecisas.* 2. Magnitud de extinción → NO … pero se aproxima si en siglos venideros se pierden especies ‘amenazadas’.† *e.g., Millenium Ecosystem Assessment (2005). †e.g., Barnosky et al., Nature review (2011).

Synergismos entre causas modernas de extinción Brook et al. 2008. Trends Ecol. Evol.

Factores estocásticos Factores determinísticos Brook et al. 2008. Trends Ecol. Evol.

Efecto del uso de la tierra sobre la biodiversidad a escala local Newbold et al. 2015, Nature.

Tendencias en la biodiversidad del “Antropoceno” - Importancia de la escala espacial - Escala Global Extinciones Rareza Escala Regional Intercambio Invasiones Escala Local Inv. – Ext. = 0 “suma cero” McGill et al. 2014, Trends Ecol. Evol.