Los Efectos del Cambio Climático en las Especies del Desierto Chihuahuense del Pleistoceno al siglo XIX Claudia Ballesteros Barrera, Enrique Martínez-Meyer Universidad Autónoma Metropolitana Instituto de Biología, UNAM

En términos de su distribución geográfica, las especies han respondido: - Adaptándose a las nuevas condiciones y se mantienen en el mismo lugar. Moviéndose de acuerdo a los movimientos de sus NICHOS. Si ninguna de las dos opciones sucede, tienden a reducir su distribución hasta extinguirse (Holt, 1990)

Future projections for Mexican faunas under global climate change scenarios A. Townsend Peterson, Miguel A. Ortega-Huerta, Jeremy Bartley, Victor Sánchez-Cordero, Jorge Soberón, Robert H. Buddemeier & David R. B. Stockwell. NATURE |VOL 416 | 11 APRIL 2002 | extinciones colonizaciones Recambio total El Desierto de Chihuahua se concentrará para el año 2055 el mayor número de extinciones y colonizaciones locales (recambio de especies)

EL DESIERTO CHIHUAHUENSE

Es una de las tres ecoregiones desérticas más ricas y diversas del mundo, con un gran número de endemismos

Evaluar los impactos potenciales del cambio climático, en los patrones de distribución geográfica para especies dentro de tres ventanas de tiempo: En el pasado, durante el último ciclo glacial/interglacial En la actualidad (siglo XX y principios del XXI) En la futuro (año 2050)

CAMBIOS EN LA DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA EN RESPUESTA A LOS CAMBIOS CLIMÁTICOS DEL PLEISTOCENO-HOLOCENO

Existen registro fósil de especies de ambientes semiáridos en Norteamérica para hace 30,000 años

¿Dónde estaban las especies de afinidades xéricas? Durante el Pleistoceno en el Último Máximo Glacial (UMG, hace 21 mil años A.P.) Wisconsiniano tardío Presente Los bosques de Pinus y Juniperus dominaron lo que hoy son los desiertos Sonorense y Chihuahuense (Thompson, 2002; Van Devender, 1990a, Van Devender & Burgess 1985) ¿Dónde estaban las especies de afinidades xéricas? ¿Cómo adquirieron sus distribuciones actuales?

Ciclo glacial/interglacial Durante el Pleistoceno tardío, UMG (21,000 años), las temperaturas fueron 5°C más bajas que en la actualidad, mayor precipitación invernal. Holoceno medio las condiciones de aridez se establecieron hace 5,000 años. Holoceno tardío (4 mil-Presente) se establecieron las condiciones actuales (Metcalfe, 2006).

Una de las especies vegetales que hoy día habita en todos los desiertos de Norteamérica y que es considerada como representativa de las zonas áridas es Larrea tridentata.

El Modelado de nichos ecológicos en el tiempo Modelo de nicho Temperatura Humedad Tipo Suelo Algoritmo de Modelaje GARP Proyección al escenario geográfico Espacio Ecológico Datos de entrada Productos PRESENTE Información ambiental Información Ambiental 21,000 años Localidades de registro de la especie UMG Localidades de registro PRESENTE Distribución predicha para hace 21,000 Distribución predicha para PRESENTE Distribución predicha para 21,000 Espacio Geográfico Distribución predicha para PRESENTE

21 mil años 6 mil años Presente 21 mil años

CARACTERIZACIÓN DE LAS VARIABLES AMBIENTALES TPA °C PP mm ALTITUD PRESENTE 18.8±2.7 316±178 1,244±673 6 MIL 17.9±3.8 564±275 784±455 21 MIL 16.2±3.5 243±106 609±294 CARACTERIZACIÓN DE LAS VARIABLES Se encontraban dentro del rango y grupos térmicos e hídricos pero en sitios de menor altitud.

PRESENTE 6 MIL AÑOS 21 MIL AÑOS La alta interpredecibilidad entre los modelos sugiere que L. tridentata ha mantenido su nicho estable en al menos los últimos 21 mil años. Los MNE nos permiten tener una idea de en qué dirección y cuanto cambió la distribución de la gobernadora. Este método podría permitir reconstruir cómo potencialmente estaban conformadas las comunidades pleistocénicas y fueron cambiando hasta la actualidad

CAPÍTULO II CAMBIOS EN LA DISTRIBUCIÓN DE LARREA TRIDNETATA DEBIDO AL CALENTAMIENTO GLOBAL

Para el caso del calentamiento global actual, es difícil detectar los cambios distribucionales. Existen “señales” de cómo afecta el calentamiento global en la dinámica de las poblaciones, ya que la ampliación y el decremento de las áreas de distribución son al fin y al cabo procesos de colonización y/o extinción que involucran cambios en la abundancia relativa de los individuos en las poblaciones

La abundancia de las poblaciones y su capacidad para migrar hacia otros sitios, se pueden manifestar como: Abundancias altas Abundancias bajas Hampe & Petit, 2005

ESPECIES Ferocactus pilosus Larrea tridentata Dispersión de corta distancia, Reclutamiento bajo Baja supervivencia de las semillas Larrea tridentata Dispersión de larga distancia Reproducción sexual, clonal o vegetativa Múltiples fases reproductivas Alto porcentaje de germinación

Obtención de localidades MODELADO DE NICHO ECOLÓGICO Obtención de localidades Proyección Coberturas ambientales 1900-1960 Coberturas 1971-2000 Modelos de nicho 1971-2000 Modelos de nicho 1900-1960

Muestreos dirigidos para verificar en campo si las poblaciones de las especies están respondiendo a lo predicho según las proyecciones generadas por los modelos.

ESTRUCTURA POBLACIONAL ABUNDANCIA POBLACIONAL Se registró el número de individuos en cuadrantes ESTRUCTURA POBLACIONAL Se tomaron datos de altura y el volumen total/individuo altura Diámetro menor = Dm

Larrea Ferocactus Categoría 1 L 15; F 5 Categoría 2 L 10; F 8

ABUNDANCIA POBLACIONAL L. tridentata: Los sitios de la Categoría 1 presentan mayor abundancia (z = -3.9, p = 0.0001). No hay diferencia en la abundancia de los sitios de las Categorías 2 y 3 (z = -1.134, p = 0.2569) F. pilosus: Los sitios de la Categoría 1 tienen mayor abundancia (t =3.1989; p = 0.026

Estructura poblacional L. tridentata: Tamaño - Los sitios de la Categoría 1 presentan individuos de mayor tamaño (p = 0.004). -No hay diferencia en los tamaños en los sitios de las Categorías 2 y 3 (p = 0.98). Volumen No hubo diferencia significativa entre los sitios de la Categoría 1 y la Categoría 3 (p = 1.0) Categoría 1 distintos a la Categoría 2 (p = 0.03) siendo esta última la de individuos con menor volumen.

En sitios en donde las condiciones del nicho son las óptimas las poblaciones mostraron: abundancias altas diversidad de tallas y biomasa puede interpretarse como poblaciones estables en donde existen individuos jóvenes, maduros y viejos

En lugares donde las condiciones han cambiado hacia valores sub-óptimos del nicho, se encontraron: abundancias bajas baja diversidad de tallas y biomasa probablemente refleje bajas tasas de reclutamiento o crecimiento.

Sin embargo, el cambio ambiental también puede crear las oportunidades para la colonización de sitios previamente no adecuados

Larrea tridentata - Se encontraron sitios de colonización en Larrea que por sus características biológicas, de historia de vida y de dispersión, al parecer tiene buena capacidad de colonizar.

Las características biológicas y de historia de vida son apropiadas para su expansión y persistencia en los hábitat que coloniza: - Es de vida larga - Reproducción sexual, clonal o vegetativa - Produce múltiples fases reproductivas durante una misma estación de crecimiento - Se autopoliniza y es polinizada por insectos

Florece todo el año Los frutos transportados por mamíferos y aves Alto porcentaje de germinación Es una planta territorialista Compuestos químicos para no ser consumida por los herbívoros

¿qué pasará con esta especie en el futuro?

CAPÍTULO III EFECTO DELCALENTAMIENTO GLOBAL EN LA DISTRIBUCIÓN DE L. TRIDENTATA PROYECCIONES AL FUTURO

AUMENTANDO¡¡??

Área km2 actual 2050 Dispersión universal Ganada o perdida 2050 Dispersión restringida Perdida 604,922 652,020 47,098 (8%) 451,142 153,780 (25.4%)

CONCLUSIONES GENERALES La estabilidad evolutiva del nicho ecológico parece ser una tendencia común en la naturaleza. Las especies estudiadas “siguen” en el espacio geográfico las condiciones de su nicho. Las colonizaciones y extinciones naturales del pasado pueden servir como modelo para comprender lo que ocurre en la actualidad pueden revelar patrones y procesos no detectados en estudios que comprenden sólo unas pocas décadas.

Es posible detectar señales del efecto del calentamiento global a nivel de la dinámica poblacional y utilizando muestreos dirigidos. Los MNE son una buena herramienta analizar los efectos del cambio climático en distintos periodos de tiempo y con diferentes enfonques

Las especies amplitud de nicho grande, y con mayor capacidad de dispersión o movimiento pueden enfrentar mejor el cambio climático.

SI: Hay especies con - La amplitud de nicho pequeño - Baja movilidad - Alta especialización del hábitat Esto restringe a las especies y limita su expansión e incrementa la extinción.

Agradecimientos Constantino González Salazar, Angélica Domínguez, Elizabeth Martínez Conacyt, Degep, Fundación Telmex Posgrado en Ciencias Biológicsa UNAM

GRACIAS