cambio climatico y especies invasoras - …³n y antecedentes: impacto de las ei sobre la...
Embed Size (px)
TRANSCRIPT
Especies Invasoras y Cambio ClimáticoUn reto para la Biología de la Conservación
Especies Invasoras y Cambio ClimáticoUn reto para la Biología de la Conservación
Ignacio J. March
Programa México
Congreso Mexicano de Ecología
Mérida, Yucatán,
Noviembre 2008
C o n t e n i d o
• 1) Introducción y antecedentes
• 2) Hallazgos y casos de estudio
• 3) Conclusiones y recomendaciones
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Parte 1
Introducción y antecedentes
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Impacto de las EI sobre la biodiversidad
• Las especies invasoras son la 2ª. causa de pérdida de biodiversidad en
ecosistemas terrestres, marinos y de agua dulce. Es la primera en los
territorios insulares.
Perca del Nilo (Lates niloticus)
Especies Invasoras y Cambio Climático
Foto: Earth Observatory NASA
John Templeton Foundation
National Geographic
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Impacto de las EI sobre la biodiversidad
Especies Invasoras y Cambio Climático
Especies
invasoras
Pérdidas
en la producción
alimentaria
Afectación a la Salud humana
Afectación a la infraestructura
pública y privada
Afectación del valor paisajístico
de sitios de recreación y
turísticos
Regímenes anómalos de Fuego
Pérdida
directa de
biodiversidadpor depredación,
competencia, parasitismo,
ocupación de nicho Erosión de suelos
Desecación de cuerpos de
agua y modificación de
caudales
Contaminación genética
(Hibridación, Introgresión).
Modificación del hábitat (Ej.
Luz, agua)
Alteración de niveles tróficosAgricultura
Ganadería
Pesquerías
Daños a los ecosistemas
Afectación a Recursos
ForestalesAlteración de Procesos
Bioquímicos
Consecuencias
evolutivas
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Impacto de las EI sobre la biodiversidad
• Muchas especies invasoras son consideradas como especies
transformadoras que por sí solas pueden modificar drásticamente las
condiciones y características de los hábitat terrestres y acuáticos.
Kudzu Pueraria montana Salvinia molesta
Especies Invasoras y Cambio Climático
Foto: TNCFoto: C.G. Wilson
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Incertidumbre y predicción
• Se ha propuesto que las respuestas de las especies invasoras y de los métodos de control, ante el CCG, requieren de análisis experimentales de caso por caso y no se pueden hacer generalizaciones 8
Especies Invasoras y Cambio Climático
Especies invasoras + Cambio Climático =Sinergia
Adversa
Fuente: Myers et al., 2004
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Alteración en dinámicas ecológicas
• Los conceptos de “Especies invasoras” y “Especies nativas” deben
ser revisados ante el rápido cambio en los paisajes ecológicos que
provocan las actividades humanas y el CCG 3:
1. Algunas especies van a tener un menor impacto.
2. Otras especies no consideradas invasoras se convertirán en tales.
3. Muchas especies nativas ajustarán su distribución a zonas en donde
no se les encontraba.
• Algunas especies nativas ya están ajustando sus distribuciones y varias
están causando desbalances en las áreas colonizadas.
• Las especies nativas migrarán a distintas velocidades 5
• Aquellas especies nativas que presenten cambios en su distribución
pero sin tener impactos negativos sustanciales sobre la biota, los
valores económicos o la salud humana no se pueden calificar de
invasoras 3
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Hellmann et al., 2008;
Low, 2008
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Adaptaciones, tolerancia y competitividad.
• Las especies invasoras presentan distintas adaptaciones y características que las hacen altamente competitivas 3:
– Tolerantes a amplios rangos climáticos.
– Presentan extensos rangos de distribución.
– Muchas EI son más eficientes en el uso del agua que las especies nativas con las que compiten 5
– Elevadas tasas reproductivas.
– Tiempos cortos de maduración.
– Mecanismos eficaces de dispersión.
– Algunas son resistentes al fuego y a otras condiciones extremas 3, 5
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Hellmann et al., 2008;
Low, 2008; Myers et al.,
2004.
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Especies Invasoras y Fuego
• Distintas EI son pirófilas y junto con el CCG generan ciclos recurrentes de fuego que favorecen su propia expansión y establecimiento 3, 5, 10.
• Los intervalos de fuego, cada vez más cortos, colocan en desventaja a muchas especies nativas adaptadas a períodos más largos.
• Los fuegos de alta frecuencia e intensidad pueden ir mermando los bancos de semillas.
• El fuego recurrente elimina la cobertura del hábitat de diversas especies de fauna, exponiéndolas más a los depredadores.
Pasto invasor Pasto invasor FUEGO FUEGO
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Hellmann et al., 2008;
Low, 2008; Smith et al.,
2000.
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Efectos sobre especies invasoras
• El incremento de temperatura en el mar, particularmente en el invierno, favorece el establecimiento y persistencia de especies invasoras provenientes de temperaturas más cálidas o templadas 9.
• Muchas especies invasoras prosperarán mejor que las nativas en entornos de constante perturbación provocados por regímenes de fuego anómalos, inundaciones, eventos meteorológicos extremos y cambios en la hidrología 5, 11.
• Los nichos vacíos por el abatimiento de especies nativas, pueden ser rápidamente ocupados por EI colonizadoras. En algunos casos EI de primer arribo crearán los hábitat apropiados para la entrada y establecimiento de otras EI 5.
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Stachowicz et al., 2002;
Hellmann et al., 2008;
Low, 2008; U.S. EPA,
2008. Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Efectos en la distribución.
• Distintos efectos del CCG pueden conectar áreas antes separadas y esto puede facilitar la entrada y dispersión de especies invasoras 3:
– Inundaciones : intercomunican cuerpos de agua independientes y provocan escapes de animales exóticos.
– Sitios de elevada altitud que al subir la temperatura son accesibles para EI que antes estaban impedidas 5.
– Nuevas rutas de transportación o destinos turísticos.
– La producción de agro-biocombustibles como respuesta al CCG puede favorecer la entrada y dispersión de EI.
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Hellmann et al., 2008;
Low, 2008
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Consecuencias del CCG
Se han propuesto las siguientes consecuencias principales del CCG sobre las especies invasoras 3, 11
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Hellmann et al., 2008;
U.S. EPA, 2008.
1. Alteración en las vías de introducción y dispersión (Pathways).
2. Establecimiento de especies invasoras nuevas en los ecosistemas.
3. Alteración en los impactos de las especies invasoras ya existentes en un ecosistema.
4. Alteración en la distribución de las especies invasoras.
5. Alteración en la efectividad de las actividades de control.
6. Afectación a la resiliencia de los ecosistemas a las invasiones biológicas.
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Parte 2
Hallazgos y casos de estudio
Hallazgos y casos de estudio:
Patógenos que atacan a anfibios
Batrachochytrium dendrobatidis
• Declinación de los anfibios:
Debida a la concurrencia de
múltiples factores (Destrucción
de hábitat, CCG, etc).
• Diversos patógenos (virus,
bacterias, hongos y
tremátodos), algunos
favorecidos por el CCG.
• Se cree que en las últimas dos
décadas se han extinguido 168
especies de anfibios y que el 43
% de las remanentes están en
declinación.
Distribución global de Batrachochytrium dendrobatidis (the "chytrid fungus)
Southern Day Frog
(Taudactylus diurnus) Sapo dorado (Bufo periglens)
AmphibiaWeb: Information on amphibian biology andconservation. 2008. Berkeley, California: AmphibiaWeb.
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuente: AmphibiaWeb
Foto: Toad's Dome
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Hallazgos y casos de estudio:
Escarabajos descortezadores en América del Norte
Escarabajo del pino
Dendroctonus ponderosae 4, 5
• Nativo de Norteamérica.
• El CCG está permitiendo a los
escarabajos atacar a bosques que antes
no eran vulnerables por ser más fríos
estando a mayores altitudes y latitudes.
• En 2005 un brote en Columbia Británica
afectó una superficie de 10 millones de
ha de bosque.
• El tiempo de respuesta al Cambio Climático en muchos insectos invasores es mucho más corto que el de sus bosques hospederos 4
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Logan, 2005; Low, 2008
Foto: Ecopolitology.
Photo © Klaus Bolte
Foto: David McCombUSDA Forest Service, United States
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
• Los bosques de Pinus albicaulis (Pino de corteza
blanca) en América del Norte podrían desaparecer por
no tener adaptaciones para resistir el ataque de
escarabajos descortezadores.
Distribución de Pinus
albicaulis
Distribución del Escarabajo del pino de Montaña en
Columbia Británica
Hallazgos y casos de estudio:
Escarabajos descortezadores en América del Norte
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Logan, 2005; Low, 2008
Foto: C.J. Earle
• Eventos meteorológicos extremos
• En 1992, el Huracán Andrew provocó en Florida el escape de miles de
animales exóticos 5.
• En 2006, el Tsunami asiático promovió invasiones de nopales en las
playas de anidación de tortugas marinas 5.
• Muchos bejucos exóticos prosperan masivamente después de las
perturbaciones causadas por los huracanes 5.
Hallazgos y casos de estudio: Eventos meteorológicos extremos
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuente: Low, 2008
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
• Su distribución está
limitada tanto por las
temperaturas bajas
como las altas: El
cambio climático
modificará
sustancialmente su
distribución actual
como especie invasora
en América del N 6
Hallazgos y casos de estudio:
Salicaria purpúrea Lythrum salicaria (Origen: Eurasia).
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Middleton, 2006
Foto: Caroline Savage
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Introducción y Antecedentes: Especies Invasoras y Fuego
• Pastos invasores:
– Dan mayor conectividad entre áreas con combustibles acumulados; por ende promueven fuegos más extensos.
– Algunos promueven fuegos 8 veces más intensos que los naturales (Ej. Pasto africano Andropogon gayanus), y por su estatura el fuego da alcance a las copas de los árboles.
– Los incendios catastróficos (no naturales) liberan grandes emisiones de CO2 y así retroalimentan al CCG.
Pasto cogo
(Imperata cylindrica)
Pasto Pasto africanoafricano o o
JaraguaJaragua
((HyparrheniaHyparrhenia rufarufa) )
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuego producido por
Adropogon gayanusFuente: Low, 2008
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
• Peces tropicales de acuario liberados intencional
o accidentalmente.
• Poblaciones “durmientes” en zonas frías que
requieren de hábitats más templados (Sutherst et
al., 2007).
• Patógenos como Phytophthora cinnamoni que
requieren humedades y temperaturas más
elevadas.
Hallazgos y casos de estudio: Efectos sobre distribución y densidades de EI
� Especies invasoras que pueden favorecerse por el incremento de
temperatura 5 :
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuente: Low, 2008
� Se ha estimado que cerca del 48 % de las especies invasoras presentes en EEUU se podrían beneficiar del incremento de temperaturas para expander sus rangos de distribución hacia el N (Zavaleta y Royval, 2002).
Hypostomus plecostomus
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
• Hydrilla verticillata incrementa su tasa de crecimiento a temperaturas más cálidas 11
Ranunculus trichophyllus
Especies Invasoras y Cambio Climático
Hallazgos y casos de estudio: Efectos sobre distribución y densidades de EI
Hydrilla verticillata
• Se asume que por el CCG, Ranunculus trichophyllus ha podido invadir recientemente lasgos de gran altitud en el Himalaya 11
Bromus tectorum
• El pasto Bromus tectorum incrementa su biomasa y producción de semillas en concentraciones más elevadas de CO2
10
Fuentes: Smith et al., 2000; U.S.EPA, 2008
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
• Con el incremento de temperatura en los inviernos, las Ascidias invasoras
(Chordata: Tunicata) tienen condiciones favorables para reproducirse antes
que las nativas y ser por ello dominantes sobre estas 9
Hallazgos y casos de estudio: Especies invasoras marinas
Ascidiella aspersa Diplosoma listerianum Botrylloides violaceus
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuente: Stachowicz et al., 2002.
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
• En el caso del cardo invasor
Centaurea diffusa, el coleóptero
Larinus minutus introducido
para su control biológico actuó
sinérgicamente con un sequía
pronunciada y mejoró su efecto.
Hallazgos y casos de estudio: Efectos en el control biológico.
Centaurea diffusa Larinus minutus
Eventualmente, el CCG también puede afectar negativamente a organismos usados como control biológico 5.
Especies Invasoras y Cambio Climático
Fuentes: Low, 2008
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Hallazgos y casos de estudio: Efectos en el control biológico.
Especies Invasoras y Cambio Climático
• Se identificaron a 27 especies invasoras que ya son utilizadas con este
fin, incluyendo el carrizo gigante Arundo donax , Brassica napus,
Camelina sativa, la palma africana Elaeis guineensis y Sapium
sebiferum / Triadica sebifera entre otras.
• El Programa Global sobre Especies Invasoras, ha evaluado
los riesgos de que se utilicen EI para la producción de
Agro-biocombustibles.
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Hallazgos y casos de estudio: Modelos de predicción de nicho.
Una de las herramientas más utilizadas es la modelación del nicho ecológico de las especies invasoras para predecir áreas de invasión considerando las condiciones climáticas futuras.
Se utilizan algoritmos como GARP (Genetic Algorithm forRule-Set Production) y Bioclim
Especies Invasoras y Cambio Climático
Hallazgos y casos de estudio: Modelos de predicción de nicho
Especies Invasoras y Cambio Climático
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Hallazgos y casos de estudio: Modelos de predicción de nicho
Projection Observed climate baseline 2.0 |
Niche Model Algorithm: Bioclim |
Cryptostegia grandiflora
Especies Invasoras y Cambio Climático
Foto: Albert Perdeck
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Hallazgos y casos de estudio: Modelos de predicción de nicho
Especies Invasoras y Cambio Climático
Paisaje del Norte de Australia invadido por Cryptostegia grandiflora
( > 700,000 ha)
Foto: Invasive Species Council, Australia.
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
• Los modelos de predicción reducen la incertidumbre cuando se
considera no solo las preferencias de hábitat de las EI en su rango
nativo, sino cuando se incluyen las del rango invadido 2
Hallazgos y casos de estudio: Modelos de predicción de nicho
Especies Invasoras y Cambio Climático
Centaurea maculosa
Centaurea diffusa
Fuente: Broennimann & Guisan, 2008
• Centaurea maculosa originaria de Europa e invade
Norteamérica.
• Los modelos asumen que la EI entrará en equilibrio
con los ecosistemas invadidos, lo cual difícilmente se
cumple.
• En Europa, en el 2080, C. maculosa podría ocurrir
en Ucrania y Turquía pero ahí se presenta un
competidor potencial (C. diffusa).
• Para el año 2080 los rangos de distribución de C.
maculosa se reduce debido al incremento de la
temperatura.
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
0-10 %10-20 %20-30 %30-40 %40 – 50 %50 – 60 %60 – 70 %70 – 80 %80 – 90 %90 – 100 %
a ab b
c cd d
e ef f
Predicciones geográficas para 2080.
Hallazgos y casos de estudio: Modelos de predicción de nicho
Especies Invasoras y Cambio Climático
Predicciones geográficas para el presente.
Calibración
solo con datos
de Europa
Calibración
con datos de
Europa y
Norteamérica
Calibración
solo con datos
de
Norteamérica
Fuente: Broennimann & Guisan, 2008
* Los puntos negros constituyen ocurrencias verificadas
Cardo Centaurea maculosa
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Parte 3
Conclusiones y recomendaciones
• Hay mucha incertidumbre aún en la predicción de los efectos sinérgicos sobre los ecosistemas 3
• Los modelos de distribución de nicho, en combinación con los SIG, el conocimiento sobre su biología y los análisis de riesgo con métodos como el HACCP, hacen posible orientar medidas de prevención considerando las vías de entrada y dispersión más probables.
• Es necesario generar nuevas herramientas para el análisis y manejo de EI que integren el tema de la interacción entre CCG y EI 3
• Será esencial vigilar en las fronteras de su distribución a las especies invasoras de mayor impacto 6
Conclusiones y recomendaciones
Especies Invasoras y Cambio Climático
* SIG, Sistemas de Información Geográfica.
* HACCP, Hazard Analysis and Critical Control Points
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
• Los sistemas de detección temprana / respuesta inmediata son fundamentales para prevenir invasiones masivas o mitigarlas a niveles razonables 6
• Urge desarrollar investigación estratégica que optimice la prevención y control oportuno de EI 3
• Urge aumentar la conciencia sobre las especies invasoras, su prevención y control 5
• Es conveniente remover especies exóticas “durmientes” que pudieran ser un problema con el CCG.
• Se debe evitar el uso de EI para la producción de bio-combustibles.
• Paralelamente se puede asistir a los ecosistemas a mantener o incrementar su resiliencia.
Especies Invasoras y Cambio Climático
Conclusiones y recomendaciones
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008
Referencias
1. Broennimann, O., Treier, U.A., Müller-Schärer, H., Thuiller, W, Peterson, A.T. and A. Guisan, 2007. Evidence of climatic niche shift during biological invasion. Ecology Letters. 10:701-709.
2. Broennimann, O. and A. Guisan, 2008. Predicting current and future biological invasions: both native and invaded ranges matter. Biology Letters. The Royal Society. June 2008. 5 pp.
3. Hellmann, J.J., Byers, J.E., Bierwagen, B.G. and J.S. Dukes, 2008. Five potential consequences of climate change for invasive species. Conservation Biology. 22(3): 534-543.
4. Logan, J.A., 2005. Climate change induced invasions by native and exotic pests. USDA. Rocky Mountain Research Station. UT.
5. Low, T., 2008. Climate Change and Invasive Species: A review of interactions. Biological Diversity Advisory Committee. Commonwealth of Australia, 2008Workshop report November 2006. Australia. 30 pp.
6. Middleton, B.A., 2006. Invasive Species and Climate Change. U.S. Geological Survey open file Report 2006-1153. 2 pp.
7. Mooney, H.A. and E.E. Cleland, 2001. The evolutionary impact of invasive species. PNAS. 98(10): 5446-5451.
8. Myers, J.H., Denothy, M. and J. Shaben, 2004. Invasive Plants: Their impacts and Control in changing environments. In: Hooper, T.H. (ed.). Proceedings of the Species at risk 2004 Pathways to recovery conference. March 2-6, 2004. Victoria, B.C.. Canada.
9. Stachowicz, J.J., Terwin, J.R., Whitlatch, R.B. and R.W. Osman, 2002. Linking climate change and biological invasions: Ocean warming facilitates non-indigenous species invasions PNAS 99(24): 15497-15500.
10. Smith, S.D., T.E. Huxman, S.F. Zitzer, T.N. Charlet, D.C. Housman, J.S. Coleman,L.K. Fenstermaker, J.R. Seemann and R.S. Nowak, 2000. Elevated CO2 increases productivity and invasive species success in an arid ecosystem. Nature, 408, 79-82.
11. U.S. Environmental Protection Agency (EPA), 2008. Effects of climate change for aquatic invasive species and implications for management and research. National Center for Environmental Assessment, Washington, DC; EPA/600/R-08/014. 337 pp. Available from the National Technical Information Service, Springfield, VA, and online at http://www.epa.gov/ncea.
Especies Invasoras y Cambio Climático
Congreso Mexicano de Ecología. Mérida, Yucatán, Noviembre 2008