Cátedra de Ecología, Facultad de Agronomía, UBA Diversidad Funcional Biodiversidad 2016 Cátedra de Ecología, Facultad de Agronomía, UBA

Grupos taxonómicos y genéticos Organismos filogenéticamente relacionados, a los que se ubica en una categoría taxonómica (riqueza de familias, especies, ecotipos, etc.). Gremios Especies que utilizan los recursos de manera similar. Muy utilizado para animales (predadores de semillas, minadores de hojas, etc). Grupos funcionales Especies que cumplen un rol similar en un proceso ecosistémico o que responden de manera similar a un factor ambiental. Usado principalmente para plantas. Diversidad Funcional

¿Cómo se definen los grupos funcionales? Objetivo del estudio Clasificación arbitraria de “tipos biológicos” Escala de análisis (~ generalidad vs. detalle)

Formas de crecimiento - árboles - arbustos - pastos - hierbas Global

Formas de vida (según Raunkier 1934) Fanerofitas Camefitas Geofitas Hemicriptofitas Terofitas … por la posición de las yemas de renuevo y forma de persistencia en la estación desfavorable (rasgos arquitectónicos). Global

Díaz et al. 2015, Nature.

Otros grupos funcionales de plantas …por la forma de absorber agua y nutrientes (rasgos morfológicos). Local … por el mecanismo para de fijar carbono (rasgos fisiológicos). Global – Regional

… y otros más específicos… …por la respuesta a dos factores ambientales propios del sistema: pastoreo e inundación (rasgos ecológicos). Local. Chaneton (2006), Ciencia Hoy.

Tipos de grupos funcionales Grupos funcionales por respuesta Grupos de especies que responden en forma similar a las perturbaciones. Ej: tolerancia a sequía, pastoreo, fuego, etc. Grupos funcionales por efecto Grupos de especies que tienen un efecto similar en los procesos del ecosistema. Ej: fijadoras de N; broza alta C/N Ambiente Especies Especies Procesos Díaz & Cabido (2001), Trends Ecol. Evol.

La relación entre los grupos de “respuesta” y “efecto” tiene implicancias para el impacto de los cambios ambientales (CA) en el funcionamiento del ecosistema (FE). Los grupos de “respuesta” (símbolos diferente forma) pueden: a) coincidir totalmente con los grupos de efecto (símbolos diferente color), reforzando los efectos del CA sobre el FE; o bien pueden: b) estar representados dentro de los grupos de efecto, o c) ser independientes. Suding et al. (2008) Global Change Biology.

El tamaño de las abejas está relacionado con su riesgo de extinción Respuesta El tamaño de las abejas está relacionado con su eficiencia polínica Efecto Las abejas de mayor tamaño, más vulnerables a extinguirse por las actividades agrícolas, son las más eficientes en el servicio de polinización. La coincidencia entre respuesta y efecto refuerza el impacto de un cambio ambiental sobre el funcionamiento del ecosistema Suding et al. (2008) Global Change Biol.

Grupos de ‘respuesta’ vs. ‘efecto’ Respuesta al pastoreo: G sensibles (pastos altos) G+ resistentes (hierbas, pastos cortos) 100 75 Efecto en decomposition: retardan (pastos C4) aceleran (hierbas, pastos C3) Masa de m.o. remanente (%) 50 25 50 100 150 Tiempo (días) Garibaldi, Semmartin & Chaneton (2007) Oecologia.

Nichos complementarios Nichos ecológicos y grupos funcionales Recurso 1 Recurso 2 Nichos complementarios Alta diversidad Baja diversidad Recurso 1 Recurso 2 Recurso 1 Recurso 2 Nichos superpuestos Grupos funcionales

¿Cuál es la relación entre la riqueza de especies y la riqueza funcional? 1:1 Riqueza de especies Riqueza funcional La distribución al azar o uniforme de las especies en el espacio del nicho daría lugar a una relación lineal entre riqueza de especies y de grupos funcionales. La riqueza de especies es un buen estimador de la riqueza funcional. No hay “redundancia” funcional. Diaz y Cabido (2001), TREE

La distribución de las especies en el espacio del nicho está agrupada. RE>>RF Riqueza de especies Riqueza funcional La distribución de las especies en el espacio del nicho está agrupada. La riqueza de especies sobreestima la riqueza funcional. ¿Alta redundancia funcional? Diaz y Cabido (2001), TREE

La riqueza de especies subestima la riqueza funcional. RE<<RF Riqueza de especies Riqueza funcional Hay variabilidad intraespecífica en la distribución de especies el espacio del nicho. La riqueza de especies subestima la riqueza funcional. Baja redundancia funcional. Diaz y Cabido (2001), TREE

Redundancia Las especies se consideran redundantes para un atributo del ecosistema cuando la desaparición de alguna de ellas no afecta ese atributo de forma significativa, ya que las especies remanentes pueden compensar esa ausencia. Superposición de nichos. Las especies son funcionalmente complementarias para un atributo ecosistémico cuando la pérdida de alguna afecta ese atributo significativamente. Complementación de nichos. La redundancia aumenta la fiabilidad del sistema: cuantos más componentes cumplan la misma función, menos probable es perder dicha función por la pérdida de algún componente.

Diversidad Funcional Comprende el “valor” y el “rango” de los caracteres funcionales representados en las especies de una comunidad. Valor del carácter: presencia de un rasgo funcional. Ej: crecimiento vegetativo, dormición de semillas, fijación de N, etc. Se relaciona con la “composición funcional”. Rango del carácter: variación del estado de un rasgo funcional. Ej: tamaño de hojas, profundidad de raíces, fecha de floración, etc. Se relaciona con la “riqueza funcional”.

Medición de la diversidad funcional A partir de una matriz de rasgos (profundidad de raíz, N foliar, etc), se construyen dendrogramas de clasificación. La diversidad funcional se estima como el largo total de las ramas en el dendrograma funcional (Método FD). Petchey & Gaston (2002), Ecology Lett

Medición de la Diversidad Funcional Altura Masa foliar Largo hoja Ancho hoja Area lámina SLA Sist. Subterr. Arquitec. Greening Floración Senescencia Clorofila 1) Rasgos seleccionados Especies Caracteres 1 2 3 4 5 6 A B C D E F 2) Matríz de caracteres 3) Matríz de similitud (o distancias) Especies 1 2 3 4 5 6 Distancia Euclídea 4) Clasificación funcional de las especies Sp.1 Sp.3 Sp.8 Sp.4 Sp.5 Sp.7 Sp.6 Sp.9 Sp.2

Clasificación funcional de las hierbas de la estepa patagónica Golluscio y Sala JVS 1993

Funcionamiento del Ecosistema Biodiversidad Grupos funcionales Especies Funcionamiento del Ecosistema