2007 creaf mayol

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