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

Un modelo poblacional generalizado

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 = f q

Un modelo poblacional generalizado

Estructura espacial en poblaciones Un modelo conceptual mas apropiado:

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

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

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

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

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

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.

Macroescala: metapoblaciones

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

Mesoescala: patrones de distribución

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

Microescala: vecindad del individuo Perfiles de concentración

Microescala: vecindad del individuo

Macroescala: Biología de Metapoblaciones

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

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

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

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

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

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)

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

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

Estructura espacial en poblaciones Un modelo conceptual mas apropiado:

Metapoblaciones - explotación

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.

Metapoblaciones - Modelos Empíricos:

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.

Metapoblaciones - Modelos Espacio explícito, autómatas celulares:

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.

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)

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 observada pi con incidencia Ji Se utiliza simulación numérica para generar patrones de ocupación en base a función de incidencia

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

Metapoblaciones -resultados

Metapoblaciones -resultados

Metapoblaciones -resultados

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

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

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

Metapoblaciones y Biogeografía de Islas

Metapoblaciones y Biogeografía de Islas Espacio discreto, movimiento Idem Útil en diseño de reservas Énfasis en comunidades Énfasis en poblaciones La dinámica desde la isla La dinámica del conjunto Extinción local es factor clave Puede no serlo (importante en spp fugitivas o sucesionales) Énfasis en equilibrio en # spp Énfasis en dinámica No trata aspectos genéticos Puede tratar aspectos genéticos Valorización de parches con mayor diversidad específica Valorización del pequeño parche y de hábitat desocupado