La distribución de especies , o dispersión de especies , [1] es la manera en que un taxón biológico está organizado espacialmente. [2] Los límites geográficos de la distribución de un taxón en particular es su área de distribución , a menudo representada como áreas sombreadas en un mapa. Los patrones de distribución cambian según la escala en la que se consideran, desde la disposición de los individuos dentro de una pequeña unidad familiar hasta los patrones dentro de una población o la distribución de toda la especie en su conjunto (rango). La distribución de especies no debe confundirse con la dispersión , que es el movimiento de individuos fuera de su región de origen o de un centro de población de alta densidad .
En biología , el área de distribución de una especie es el área geográfica dentro de la cual se puede encontrar esa especie. Dentro de ese rango, la distribución es la estructura general de la población de la especie , mientras que la dispersión es la variación en su densidad poblacional .
La gama a menudo se describe con las siguientes cualidades:
La distribución disjunta ocurre cuando dos o más áreas del área de distribución de un taxón están considerablemente separadas geográficamente entre sí.
Los patrones de distribución pueden cambiar según la estación , la distribución por parte de los humanos, en respuesta a la disponibilidad de recursos y otros factores abióticos y bióticos .
Hay tres tipos principales de factores abióticos:
Un ejemplo de los efectos de los factores abióticos en la distribución de las especies se puede observar en áreas más secas, donde la mayoría de los individuos de una especie se reúnen alrededor de fuentes de agua, formando una distribución agrupada.
Investigadores del proyecto Diversidad del Océano Ártico (ARCOD) han documentado un número creciente de crustáceos de aguas cálidas en los mares que rodean las islas Svalbard de Noruega. Arcod es parte del Censo de Vida Marina, un enorme proyecto de 10 años en el que participan investigadores de más de 80 países y cuyo objetivo es trazar la diversidad, distribución y abundancia de la vida en los océanos. La vida marina se ha visto afectada en gran medida por los crecientes efectos del cambio climático global . Este estudio muestra que a medida que aumentan las temperaturas del océano, las especies comienzan a viajar hacia las frías y duras aguas del Ártico. Incluso el cangrejo de las nieves ha ampliado su área de distribución 500 km al norte.
Los factores bióticos como la depredación, las enfermedades y la competencia inter e intraespecífica por recursos como alimento, agua y pareja también pueden afectar la forma en que se distribuye una especie. Por ejemplo, los factores bióticos en el entorno de una codorniz incluirían sus presas (insectos y semillas), la competencia de otras codornices y sus depredadores, como el coyote. [5] Una ventaja de una manada, comunidad u otra distribución agrupada permite a una población detectar a los depredadores antes, a mayor distancia, y potencialmente montar una defensa efectiva. Debido a los recursos limitados, las poblaciones pueden distribuirse uniformemente para minimizar la competencia, [6] como ocurre en los bosques, donde la competencia por la luz solar produce una distribución uniforme de los árboles. [7]
Los seres humanos son uno de los mayores distribuidores debido a las tendencias actuales de globalización y la expansión de la industria del transporte . Por ejemplo, los grandes buques cisterna suelen llenar sus lastres con agua en un puerto y vaciarlos en otro, lo que provoca una distribución más amplia de especies acuáticas. [8]
A gran escala, el patrón de distribución entre los individuos de una población es agrupado. [9]
Un ejemplo común de distribución de especies de aves son las áreas de masa terrestre que bordean cuerpos de agua, como océanos, ríos o lagos; se les llama franja costera . Un segundo ejemplo, algunas especies de aves dependen del agua, generalmente un río, un pantano, etc., o un bosque relacionado con el agua y viven en un corredor fluvial . Un ejemplo separado de corredor fluvial sería un corredor fluvial que incluya todo el drenaje, teniendo el borde de la cordillera delimitado por montañas o elevaciones más altas; el río en sí sería un porcentaje menor de todo este corredor de vida silvestre , pero el corredor se crea gracias al río.
Otro ejemplo de corredor de aves y vida silvestre sería un corredor de cordillera. En los Estados Unidos de América del Norte, la Cordillera de Sierra Nevada en el oeste y las Montañas Apalaches en el este son dos ejemplos de este hábitat, utilizado en verano e invierno por especies distintas, por diferentes razones.
Las especies de aves en estos corredores están conectadas a un área de distribución principal de la especie (área de distribución contigua) o se encuentran en una zona de distribución geográfica aislada y son una zona de distribución disjunta . Las aves que abandonan el área, si migran , lo harían conectadas al área de distribución principal o tendrían que volar sobre terrenos no conectados al corredor de vida silvestre; por lo tanto, serían migrantes de paso por tierras en las que se detienen para una visita intermitente, impredecible.
A gran escala, el patrón de distribución entre los individuos de una población es agrupado. En escalas pequeñas, el patrón puede ser agrupado, regular o aleatorio. [9]
La distribución agrupada , también llamada distribución agregada , dispersión agrupada o en parches , es el tipo de dispersión más común que se encuentra en la naturaleza. En la distribución agrupada, la distancia entre individuos vecinos se minimiza. Este tipo de distribución se encuentra en entornos que se caracterizan por recursos irregulares. Los animales necesitan ciertos recursos para sobrevivir, y cuando estos recursos se vuelven escasos durante ciertas partes del año, los animales tienden a “agruparse” alrededor de estos recursos cruciales. Los individuos pueden agruparse en un área debido a factores sociales como rebaños egoístas y grupos familiares. Los organismos que normalmente sirven como presas forman distribuciones agrupadas en áreas donde pueden esconderse y detectar a los depredadores fácilmente.
Otras causas de distribuciones agrupadas son la incapacidad de la descendencia para moverse independientemente de su hábitat. Esto se observa en animales jóvenes que están inmóviles y dependen en gran medida del cuidado de sus padres. Por ejemplo, el nido de aguiluchos del águila calva exhibe una distribución de especies agrupadas porque todas las crías se encuentran en un pequeño subconjunto de un área de estudio antes de que aprendan a volar. La distribución agrupada puede ser beneficiosa para los individuos de ese grupo. Sin embargo, en algunos casos de herbívoros, como las vacas y los ñus, la vegetación que los rodea puede verse afectada, especialmente si los animales se dirigen a una planta en particular.
La distribución agrupada en las especies actúa como un mecanismo contra la depredación, así como un mecanismo eficiente para atrapar o acorralar a las presas. Los perros salvajes africanos, Lycaon pictus , utilizan la técnica de caza comunitaria para aumentar su tasa de éxito en la captura de presas. Los estudios han demostrado que las manadas más grandes de perros salvajes africanos tienden a tener un mayor número de muertes exitosas. Un excelente ejemplo de distribución agrupada debido a recursos irregulares es la vida silvestre en África durante la estación seca; leones, hienas, jirafas, elefantes, gacelas y muchos más animales se agrupan en pequeñas fuentes de agua que están presentes en la severa estación seca. [10] También se ha observado que las especies extintas y amenazadas tienen más probabilidades de agruparse en su distribución en una filogenia. El razonamiento detrás de esto es que comparten rasgos que aumentan la vulnerabilidad a la extinción porque los taxones relacionados a menudo se encuentran dentro de los mismos tipos geográficos o de hábitat amplios donde se concentran las amenazas inducidas por el hombre. Utilizando filogenias completas desarrolladas recientemente para mamíferos carnívoros y primates, se ha demostrado que la mayoría de los casos de especies amenazadas están lejos de estar distribuidas aleatoriamente entre taxones y clados filogenéticos y muestran una distribución agrupada. [11]
Una distribución contigua es aquella en la que los individuos están más juntos de lo que estarían si estuvieran distribuidos aleatoria o uniformemente, es decir, es una distribución agrupada con un solo grupo. [12]
Menos común que la distribución agrupada, la distribución uniforme , también conocida como distribución uniforme , está espaciada uniformemente. [13] Se encuentran distribuciones uniformes en poblaciones en las que la distancia entre individuos vecinos se maximiza. La necesidad de maximizar el espacio entre individuos generalmente surge de la competencia por un recurso como la humedad o los nutrientes, o como resultado de interacciones sociales directas entre individuos dentro de la población, como la territorialidad. Por ejemplo, los pingüinos suelen exhibir un espaciado uniforme al defender agresivamente su territorio entre sus vecinos. Por ejemplo, las madrigueras de los grandes jerbos también están distribuidas regularmente [14] , como se puede observar en las imágenes de satélite. [15] Las plantas también exhiben distribuciones uniformes, como los arbustos de creosota en la región suroeste de los Estados Unidos. Salvia leucophylla es una especie de California que crece naturalmente en un espacio uniforme. Esta flor libera sustancias químicas llamadas terpenos que inhiben el crecimiento de otras plantas a su alrededor y dan como resultado una distribución uniforme. [16] Este es un ejemplo de alelopatía , que es la liberación de sustancias químicas de partes de plantas mediante lixiviación, exudación de raíces, volatilización, descomposición de residuos y otros procesos. La alelopatía puede tener efectos beneficiosos, dañinos o neutrales en los organismos circundantes. Algunos aleloquímicos incluso tienen efectos selectivos sobre los organismos circundantes; por ejemplo, la especie de árbol Leucaena leucocephala exuda una sustancia química que inhibe el crecimiento de otras plantas pero no el de su propia especie y, por tanto, puede afectar la distribución de especies rivales específicas. La alelopatía suele dar lugar a distribuciones uniformes y se está investigando su potencial para suprimir las malas hierbas. [17] Las prácticas agrícolas y agrícolas a menudo crean una distribución uniforme en áreas donde antes no existía, por ejemplo, los naranjos que crecen en hileras en una plantación.
La distribución aleatoria, también conocida como espaciamiento impredecible, es la forma de distribución menos común en la naturaleza y ocurre cuando los miembros de una determinada especie se encuentran en ambientes en los que la posición de cada individuo es independiente de la de los demás individuos: ni se atraen ni se repelen. unos y otros. La distribución aleatoria es rara en la naturaleza, ya que los factores bióticos, como las interacciones con individuos vecinos, y los factores abióticos, como el clima o las condiciones del suelo, generalmente hacen que los organismos se agrupen o se dispersen. La distribución aleatoria generalmente ocurre en hábitats donde las condiciones ambientales y los recursos son consistentes. Este patrón de dispersión se caracteriza por la falta de interacciones sociales fuertes entre especies. Por ejemplo; Cuando las semillas de diente de león son dispersadas por el viento, a menudo se produce una distribución aleatoria cuando las plántulas caen en lugares aleatorios determinados por factores incontrolables. Las larvas de ostras también pueden viajar cientos de kilómetros impulsadas por las corrientes marinas, lo que puede provocar su distribución aleatoria. Las distribuciones aleatorias exhiben agrupaciones aleatorias (consulte Agrupación de Poisson ).
Hay varias formas de determinar el patrón de distribución de las especies. El método del vecino más cercano de Clark-Evans [18] se puede utilizar para determinar si una distribución es agrupada, uniforme o aleatoria. [19] Para utilizar el método del vecino más cercano de Clark-Evans, los investigadores examinan una población de una sola especie. La distancia de un individuo a su vecino más cercano se registra para cada individuo de la muestra. Para dos individuos que son vecinos más cercanos, la distancia se registra dos veces, una para cada individuo. Para recibir resultados precisos, se sugiere que el número de mediciones de distancia sea al menos 50. La distancia promedio entre los vecinos más cercanos se compara con la distancia esperada en el caso de una distribución aleatoria para obtener la relación:
Si esta relación R es igual a 1, entonces la población está dispersa aleatoriamente. Si R es significativamente mayor que 1, la población está uniformemente dispersa. Por último, si R es significativamente menor que 1, la población está agrupada. Luego se pueden utilizar pruebas estadísticas (como la prueba t, chi cuadrado, etc.) para determinar si R es significativamente diferente de 1.
El método de relación de varianza/media se centra principalmente en determinar si una especie se ajusta a una distribución espaciada aleatoriamente, pero también puede usarse como evidencia de una distribución uniforme o agrupada. [20] Para utilizar el método de relación de varianza/media, se recopilan datos de varias muestras aleatorias de una población determinada. En este análisis, es imperativo que se consideren datos de al menos 50 parcelas de muestra. El número de individuos presentes en cada muestra se compara con los recuentos esperados en el caso de una distribución aleatoria. La distribución esperada se puede encontrar utilizando la distribución de Poisson . Si la relación varianza/media es igual a 1, se encuentra que la población está distribuida aleatoriamente. Si es significativamente mayor que 1, se considera que la población tiene una distribución agrupada. Finalmente, si la proporción es significativamente menor que 1, se encuentra que la población está distribuida uniformemente. Las pruebas estadísticas típicas utilizadas para encontrar la significancia de la relación varianza/media incluyen la prueba t de Student y la chi cuadrado .
Sin embargo, muchos investigadores creen que los modelos de distribución de especies basados en análisis estadísticos, sin incluir modelos y teorías ecológicas, son demasiado incompletos para realizar predicciones. En lugar de conclusiones basadas en datos de presencia-ausencia, se prefieren las probabilidades que transmiten la probabilidad de que una especie ocupe un área determinada porque estos modelos incluyen una estimación de confianza en la probabilidad de que la especie esté presente/ausente. También son más valiosos que los datos recopilados basándose en la simple presencia o ausencia porque los modelos basados en probabilidad permiten la formación de mapas espaciales que indican la probabilidad de que una especie se encuentre en un área particular. Luego se pueden comparar áreas similares para ver qué tan probable es que una especie se encuentre allí también; esto conduce a una relación entre la idoneidad del hábitat y la presencia de especies. [21]
La distribución de las especies se puede predecir basándose en el patrón de biodiversidad a escalas espaciales. Un modelo jerárquico general puede integrar perturbaciones, dispersión y dinámica de población. Con base en factores de dispersión, perturbación, recursos que limitan el clima y la distribución de otras especies, las predicciones de la distribución de las especies pueden crear un rango bioclimático o una envoltura bioclimática. La envolvente puede variar desde una escala local hasta una escala global o desde una independencia de densidad hasta una dependencia. El modelo jerárquico tiene en cuenta las necesidades, los impactos o los recursos, así como las extinciones locales en los factores de perturbación. Los modelos pueden integrar el modelo de dispersión/migración, el modelo de perturbación y el modelo de abundancia. Los modelos de distribución de especies (MDS) se pueden utilizar para evaluar los impactos del cambio climático y las cuestiones de gestión de la conservación. Los modelos de distribución de especies incluyen: modelos de presencia/ausencia, modelos de dispersión/migración, modelos de perturbación y modelos de abundancia. Una forma frecuente de crear mapas de distribución prevista para diferentes especies es reclasificar una capa de cobertura terrestre dependiendo de si se predice que la especie en cuestión habitará cada tipo de cobertura. Este SDM simple a menudo se modifica mediante el uso de datos de alcance o información auxiliar, como la elevación o la distancia en el agua.
Estudios recientes han indicado que el tamaño de la cuadrícula utilizado puede tener un efecto en el resultado de estos modelos de distribución de especies. [22] El tamaño de cuadrícula estándar de 50x50 km puede seleccionar hasta 2,89 veces más área que cuando se modela con una cuadrícula de 1x1 km para la misma especie. Esto tiene varios efectos en la planificación de la conservación de las especies según las predicciones del cambio climático (los modelos climáticos globales, que se utilizan con frecuencia en la creación de modelos de distribución de especies, generalmente constan de cuadrículas de 50 a 100 km de tamaño), lo que podría llevar a una predicción excesiva de los rangos futuros. en el modelado de distribución de especies. Esto puede resultar en la identificación errónea de áreas protegidas destinadas al hábitat futuro de una especie.
El Proyecto de Redes de Distribución de Especies es un esfuerzo liderado por la Universidad de Columbia para crear mapas y bases de datos del paradero de varias especies animales. Este trabajo se centra en prevenir la deforestación y priorizar áreas en función de la riqueza de especies. [23] En abril de 2009, hay datos disponibles sobre las distribuciones globales de anfibios, así como de aves y mamíferos en las Américas. La galería de mapas Distribución de especies en cuadrícula contiene mapas de muestra para el conjunto de datos de Cuadrículas de especies. Estos mapas no son inclusivos, sino que contienen una muestra representativa de los tipos de datos disponibles para descargar:
