FRAGMENTACIÓ DEL TERRITORI I BIODIVERSITAT
Poblacions de plantes en hàbitats fragmentats
Maria Mayol
3 desembre 2007
El paisatge mediterrani: un mosaic...
Geologia
Clima
Activitat humana
Thompson (2005)
Relictes terciaris
Relictes terciaris
Ramonda myconi
L铆mit de distribuci贸
Mycelis muralis
Hampe & Petit (2005)
L铆mit de distribuci贸 Mycelis muralis
Impacte humĂ
Fragmentaci贸
1. Disminuci贸 mida
2. Increment a茂llament
Fragmentació
Natural
Induïda per l’home
• Lenta
• Ràpida
• Major grau de connectivitat entre els fragments
• Menor grau de connectivitat entre els fragments
• Efectes a llarg termini
• Efectes a curt termini
Haila (1999)
Efectes genètics
Variabilitat genètica
Divergència entre poblacions
Deriva genètica Consanguinitat Flux gènic Extinció local (metapoblació)
Young et al. (1996)
Efectes genètics
• Efectes a curt termini: Fitness individus
Viabilitat de les poblacions
• Efectes a llarg termini: Capacitat de resposta a noves presions de selecció
Adaptacions locals
Aïllament genètic
Adaptacions locals
Aïllament genètic
Divergència
Adaptacions locals
Aïllament genètic
Divergència
Especiació
Cicle vital, interaccions
• Cicle vital: • temps de generació • sistema de reproducció • capacitat de dispersió
• Interaccions: • pol·linitzadors • vectors de dispersió
Interaccions amb els pol路linitzadors Primula elatior
Jacquemyn et al. (2002)
Relacions mida-diversitat
Cochlearia bavarica
Trillium camschatcense
Paschke et al. (2002)
Tomimatsu & Ohara (2003)
Relacions mida-diversitat Ramonda myconi 78.21 55.13 82.05 51.54
71.79 51.28 56.41 0,3
44.87
Diversitat genètica Nei (H)
0,25
OESTE > ESTE OEST > EST
0,2
P 0,15
0.078
0,1
0.111 0.078
0,05
0.181
0.147 0 0
1
2
3
4
0.111 0.052
Mida poblacions
-
Dubreuil et al. (sotmès)
OESTE < ESTE OEST < EST
ΦST
Relacions diversitat-fragmentació
Fagus sylvatica
Fragments de bosc
Bosc continu
P (significació estadística)
Coeficient de consanguinitat (Fis)
0.13 (0.04)
0.06* (0.04)
0.0028
Nombre d'al·lels rars absents
23
5
0.00004
Riquesa al·lèlica
8.26 (0.39)
9.34 (0.38)
0.0044
Diferenciació entre poblacions (Fst)
0.03 (0.004)
0.01 (0.003)
0.0016
Jump & Peñuelas (2006)
Relacions diversitat-fragmentaci贸 Taxus baccata al Montseny
Relacions diversitat-fragmentació Taxus baccata
A
He
Fis
Turó de l’Home
4.784
0.64
0.45
Torrent Mina
4.641
0.66
0.15
Font Negra
3.329
0.52
-0.03
La Besa
4.857
0.69
0.27
(0.113 < FST < 0.326)
Dubreuil et al. (en prep.)
Relacions diversitat-fragmentació
Spearman: r = - 0.800; P = 0.01 Spearman: r = - 0.900; P = 0.001
Crepis triasii 0,4
0,3
0,3
He
0,2
0,2
Ho
0,1
0,1
0,0 1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Distància de la població més propera (km) (escala logarítmica) Mayol et al. (en prep.)
Crepis triasii: estructura genètica a escala fina (SGS) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Fij
0
Crepis triasii
-0,1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
-0,2 -0,3 -0,4 -0,5 -0,6 Distance (m)
0,0020
Spearman: r = 0.667 P < 0.05
0,0016
0,0012
0,0008
Sp 0,0004
0,0000
-0,0004 1,0
Sp = -b / (1-F)
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
Distància a la població més propera (km) (escala logarítmica)
Crepis triasii: interaccions de l‘estructura genètica-dinàmica demogràfica
• Fecundació creuada (autoincompatible) Crepis triasii
Depressió per
• Fecunditat
consanguinitat
Manca de pol·len compatible
• Viabilitat de les llavors • Taxa de reclutament
Palau et al. (en prep.)
Crepis triasii: interaccions de l‘estructura genètica-dinàmica demogràfica
Espiral d’extinció
•Variació ambiental •Catàstrofes
•Major deriva •genètica •Menor capacitat •adaptativa
Major Depressió Consanguinitat
Increment fragmentació
Major incertesa demogràfica
Mida efectiva de la població (Ne)
Extinció
•Destrucció de l’hàbitat •Degradació ambiental •Fragmentació de l’hàbitat •Sobreexplotació •Efecte espècies exòtiques
(Primack, 1993)
Adaptacions locals i fragmentació
Fragmentació Selecció homogeneïtzant
Selecció divergent
Adaptacions locals i fragmentació
• Resistència a l’estrès hídric Crepis triasii
Wm
WM
Adaptacions locals i fragmentació
A-L, característiques foliars: • Estomes • Complexitat foliar • Pilositat • SLW….
1
0,8
QST 0,6
0,4
0,2
0
A
QST = FST
B
C
D
E
F
G
QST > FST
J
K
L
F ST
QST < FST
Palau et al. (en prep.)
Adaptacions locals i fragmentaci贸
Ratio gmes / gs
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0 BET CAB GAL RAN MAS TOR VIC Population
Fragmentaci贸 i capacitat de dispersi贸
X
Fragmentaci贸 i capacitat de dispersi贸 Mycelis muralis Spearman: r = 0.98; P < 0.001
1,80 1,75
CFT-I
Dispersal ability
1,70
TCB-1
1,65
FCA-1
1,60 BB1-A BFO-3
1,55 1,50 1,45 1,40 5E-5
5E-4
5E-3
0,05
0,50
COLLF-1
BUR
5,00
50,00
BAS
500,00
Ii (log scale)
Mayol et al. (en prep.)
Adaptacions locals i fragmentaci贸 Ranunculus reptans
Willi et al. (2007)
Conclusions...
• La fragmentació natural pot ser una causa de diversitat, tant a nivell genètic com específic • No obstant, això és la conseqüència evolutiva a llarg termini de la existència estable d’hàbitats heterogenis • Els canvis recents en els usos del territori (que comporten una pèrdua o fragmentació accelerada del paisatge) poden ser massa ràpids per permetre una resposta evolutiva eficient dels diferents organismes • Atès el nombre de processos ecològics i evolutius (i les seves interaccions) afectats per aquest procés cal incrementar el nombre d’estudis per a compendre millor les respostes evolutives a la fragmentació • Estratègies de conservació: tenir en compte elements addicionals com ara el potencial evolutiu existent en les poblacions i la possibilitat d’existència d’adaptacions locals