Este documento introduce los conceptos fundamentales de la biogeografía, incluyendo su definición como el estudio de los patrones de distribución espacial y temporal de la biodiversidad. Explica los grandes patrones de distribución como las especies endémicas y disyuntas, y aborda tres enfoques de la biogeografía histórica: los centros de origen y diversificación, la panbiogeografía y la biogeografía cladística. Finalmente, provee ejemplos para ilustrar estos conceptos clave de la biogeografía

1. Luciana L. Couso
Laura Chornogubsky
Pablo Peralta Roa
Macroevolución y Biodiversidad
BIOGEOGRAFÍA
Tajinaste rojo (Echium wildpretii) Aye-aye (Daubentonia madagascariensis)

2. OBJETIVOS de la clase
1) Definir qué es la biogeografía
2) Introducir los grandes patrones de distribución: poblaciones
endémicas y disyuntas.
3) Acercarnos a la Biogeografía histórica: bases, metodologías
y conceptos
4) Conocer algunos de los abordajes de la biogeografía
histórica contemporánea y casos de estudio: Centros de
origen y diversificación, Panbiogeografía, Biogeografía
cladística

3. Definimos la BIOGEOGRAFÍA
conocer y comprender los patrones* de distribución
espacial y temporal de la biodiversidad.
Estudia la distribución pasada y presente de los organismos en
relación con el patrón de variación del número y tipo de
organismos en la Tierra.
repetición no azarosa
los procesos son la
causa de los patrones

4. Paloma: familia Columbidae,
son cosmopolitas.
Kiwi: familia Apterygidae,
presente sólo en Nueva
Zelanda.
GRANDES PATRONES DE DISTRIBUCIÓN

5. Taxones endémicos de la Región
Neotropical. Mulita (Xenarthra), batará
(Formicariidae), aulladores negro
(primates platirrinos)
taxones ENDEMICOS son aquellos
que están restringidos a ciertas
áreas geográficas (puede ser un
continente o una pequeña isla)

6. Wallace observó que hay taxones con distribuciones similares y que la
composición de las biotas es más uniforme dentro de ciertas regiones (1876).
Definió así las regiones biogeográficas de distribución o realms

7. Estas regiones son el resultado de procesos históricos de la Tierra
Regiones que tienen taxones característicos de plantas y animales
terrestres y acuáticos (reconocibles hasta hoy). Biotas características

8. Xenarthra
Bromeliaceae
Passeriforme
Pez gato

9. Hay taxones con distribución DISYUNTA.
Distribución con gaps en la cual dos o más taxones
relacionados ocupan áreas separadas por una gran distancia.

10. orquídeas género
Cypripedium
América del N
Asia
boas
familia
Boidae
América del S
(Corallus caninus)
Nueva Guinea
(Candoia aspera)

11. ¿Cómo explicamos que haya especies endémicas
independientes que aparecen juntas en una zona?
¿Cómo explicamos que sp altamente relacionadas
presenten distribuciones disyuntas?

12. Clima y las condiciones ambientales permiten su desarrollo
(Nicho). Las sp tienen que llegar y luego permanecer

14. ¿Qué factores definen la distribución geográfica?
FACTORES ACTUALES
limitado por factores
ecológicos que no permiten
la persistencia
(fuera del nicho fundamental)
no cumple los requerimientos
de recursos y/o condiciones
Factores ecológicos
FACTORES HISTÓRICOS
barreras geológicas que
no pueden cruzarse
Factores históricos

15. Esto define dos escuelas de biogeografía:
1) Biogeografía ecológica: estudio de los factores que influyen
sobre la distribución de los organismos, como son las
interacciones bióticas y las condiciones del entorno físico.
Evalúa procesos ecológicos que suceden en escalas de
tiempo cortas
1) Biogeografía histórica: estudio de las causas históricas de
la distribución. Se apoya en la sistemática, las ciencias de la
tierra y la paleontología.
Comprender los patrones actuales de distribución de las
biotas involucra el conocimiento de los cambios históricos
que han ocurrido en los climas, la geografía y las
distribuciones

16. ¿Qué procesos espacio- temporales
afectan la distribución?
A- Extinción:
- puede reducir la distribución de un taxón por la extinción
de alguna/s poblaciones locales que lo componen.
- puede generar distribuciones disyuntas
B- Dispersión
C- Vicarianza

17. A- Extinción

18. Pleistoceno 1,6 Ma

19. B- Dispersión:

21. C- Vicarianza: separación de una población por barreras
vinculadas a cambios en la geología, el clima o el hábitat.
Las poblaciones separadas divergen y generan nuevas especies o
taxones
https://www.researchgate.net/publication/308206315_El_origen_de_la_fauna_Sudamericana_moderna_de_Gondwana_
al_Gran_Intercambio_Americano?enrichId=rgreq-bda78758448cf923d5348a9fd849a034-XXX&enrichSource=Y292ZXJ
QYWdlOzMwODIwNjMxNTtBUzo0MDc1MTA4NjQ0MTY3NjhAMTQ3NDE2OTU2OTIxNw==&el=1_x_2&_esc=publication
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22. divergencia de aprox 3 Ma

24. Hipótesis de
dispersión
los
organismos
migran a
través de
barreras
preexistentes
Hipótesis de
vicarianza
se forman
nuevas
barreras que
fragmentan el
rango de
distribución
continua de un
taxón

25. Biogeografía histórica contemporánea
1) Centros de origen y diversificación
(Darwin y Wallace s.XIX)
1) Panbiogeografía (Croizat 1958, s.XX)
1) Biogeografía cladística
(Donn Rosen, Gareth Nelson y Norman
Platnick 1978- 1981)
TRES de los enfoques principales para explicar la distribución
de los organismos:

26. CENTROS DE ORIGEN Y DIVERSIFICACIÓN
Dispersalismo
Ya se aceptaba la idea de que la distribución de los organismos
cambia con el tiempo (en el 1700):
las especies se originaron en sitios particulares del planeta
(centros de origen) luego los organismos se dispersan sobre
una geografía estable (1870)
Candolle botánico habla de provincias o regiones bióticas
y hábitats locales (sienta bases de la ecología
mencionando la competencia e interacciones)
Conde de Bufon. Primer principio de Biogeografía o
Ley de Bufon. Regiones ambientalmente similares pero
aisladas poseen distintos ensambles de mamíferos y aves

27. Linneo
Buffon

28. Darwin y Wallace sostenían que las especies se originaban en
los “centros de origen”, desde allí algunos individuos al azar se
dispersaban y luego aparecían los cambios en las poblaciones
debidos a la acción de la selección natural (diversificación)

30. Criterios para establecer históricamente los centros de origen:

31. EJEMPLO: cactáceas
Según el criterio de ubicar el centro
de origen de un taxón en
el sitio con su mayor diversidad, el
centro de origen debería estar en
México.
Pero según el criterio de
localización de las formas más
primitivas del grupo, el origen sería
en el norte de América del Sur.

32. Criterios para establecer históricamente los centros de origen:

33. PANBIOGEOGRAFÍA
Análisis conjunto de diferentes taxones
para buscar patrones comunes de
distribución. Las sp están relacionadas
y sus distribuciones pueden afectarse
mutuamente. No niega los centros de
origen, sólo se enfoca en otro objetivo
Croizat postuló (1964) que “la Tierra y la vida evolucionan juntas” y
que “la vida es la última capa geológica”
Las barreras geográficas evolucionan junto con las biotas
la falta de un solo criterio para reconocer tales centros es el
mayor problema de la biogeografía dispersalista (Croizat y cols.,
1974).

34. En la panbiogeografía, la vicarianza representa el proceso
causal primario en la biogeografía histórica, mientras que la
dispersión es un fenómeno secundario (Croizat y cols., 1974).

35. METODOLOGÍA:
1) Se mapea con puntos la distribución de los organismos (o los
lugares donde se colectaron) y se conectan con líneas de
distancia mínima. TRAZO INDIVIDUAL (o TRACKS) →
representa dónde evoluciona el taxón
2) Si los trazos individuales de distintos taxones se superponen
entonces constituyen un TRAZO GENERALIZADO → indican
biotas ancestrales preexistentes que sufrieron fragmentación por
eventos tectónicos o geológicos (homología biogeográfica).
3) Cuando en un área convergen 2 o más trazos generalizados
conforman un NODO → indican el “contacto” en tiempo y espacio
entre diferentes biotas ancestrales conformando un ÁREA
COMPUESTA.

36. TRAZOS
INDIVIDUALES:
se buscan las dos
localidades más
cercanas de la
distribución y se
conectan por medio
de una línea.
Este par de
localidades se
conecta con la
localidad más
cercana a
cualquiera de las
dos y así
sucesivamente

37. Orientación de los trazos individuales: representa una hipótesis
sobre la secuencia de las disyunciones.
Se usa frecuentemente la “línea de base” (baseline) que puede
interpretarse como el sitio de localización de la biota ancestral.

38. Designar una línea de base:
Deben analizarse los rasgos geográficos/geológicos (división de áreas
geológicas, climáticas o de continuidad de hábitat).
Se pueden llevar a cabo los análisis panbiogeográficos a partir de trazos
individuales no orientados (asi son la mayor parte de los trabajos realizados)
Pueden usarse las grandes cuencas oceánicas
(escala global).
Pueden usarse accidentes geológicos como
brazos de mar, cadenas montañosas y ríos
(escala local).
Para orientar un trazo estrictamente terrestre
se debe decidir si la disyunción resulta de, por
ejemplo, la interposición de una cordillera o de
un río u otro accidente geológico
(seleccionando siempre el más antiguo).

40. https://www.scielo.br/j/rbent/a/ZDSNR9Rt4npDLzsHNbhcCkS/#
NODOS:
áreas complejas donde dos o más
trazos generalizados se superponen.
Zonas de convergencia geobiótica.
Reconocimiento de nodos es un
aporte central de la panbiogeografía
(permite especular sobre la existencia
de áreas compuestas).
TRAZOS GENERALIZADOS:
superposición estadísticamente
significativa de trazos individuales que
conectan áreas de distribución
Representan patrones de distribución
actuales de biotas ancestrales, las
cuales fueron fragmentadas por
eventos geológicos o tectónicos
(homología biogeográfica)

41. Ratites
EJEMPLO:

42. Nothopagus (1)/ Fagus (2)

43. Leiopelma

44. Ratites
Leiopelma
Nothopagus (1)/ Fagus (2)
Los trazos individuales
muestran que NO hay
homología biogeográfica.
Ratites son gondwánicas
(línea de base en océanos
atlántico e índico)
Hay simpatría entre los tres
grupos PERO sólo
Leiopelma y Nothofagus son
biogeográficamente
homólogas (comparten trazo
generalizado) y por lo tanto
pertenecen a la misma biota
ancestral (distinta de las
ratites). Este resultado
reubicó a las ratites

45. BIOGEOGRAFÍA CLADÍSTICA
Utilizando información entre relaciones cladísticas
entre organismos y su distribución geográfica propone
hipótesis sobre áreas de endemismo
https://arbor.revistas.csic.es/index.php/arbor/article/view/1799/1945
Comprende 3 pasos sucesivos:
PASO 1: construcción de cladogramas taxonómicos de
áreas (a partir de cladogramas de 2 o más taxones
diferentes)
PASO 2: obtención de cladogramas resueltos de áreas
(a partir de cladogramas taxonómicos de áreas)
PASO 3: obtención de cladogramas generales de áreas
(a partir de los cladogramas resueltos de áreas)

46. PASO 1: construcción de cladogramas taxonómicos de áreas
En los cladogramas se reemplaza el nombre de cada taxón terminal
por el área de endemismo en donde se distribuye.
se usa de manera directa cuando cada taxón ocupa sólo un área y
cada área es ocupada por un sólo taxón
taxón de insectos
con 4 especies
(1-4) distribuidas
en 4 zonas
diferentes (A-D)

47. PASO 2: obtención de cladogramas resueltos de áreas
cuando tenemos taxones ampliamente distribuidos (un taxón
terminal distribuido en 2 o más de las áreas de estudio),
distribuciones redundantes (varios taxones comparten área) y
áreas ausentes (ninguno de los taxones terminales se encuentra en
un área de estudio)
un taxón con 3
especies (1-3)
una de las
cuáles está
distribuida en 2
áreas

52. PASO 3: obtención de cladogramas generales de áreas
muestran la historia común de los diferentes taxones.
Hay varias formas de lograr estos cladogramas comunes.
Una de ellas es el “análisis de los componentes” mediante
la comparación de los conjuntos de cladogramas resueltos
de áreas y se busca su intersección. También existen
diferentes software para este análisis.

53. Los cladogramas generales de
área tienen poder predictivo (por
ejemplo, existencia de sp fósiles
ancestrales y su posible
distribución geográfica)
CONSERVACIÓN: las áreas a
proteger deben estar en
asociación con las previamente
protegidas buscando maximizar,
por complementariedad, el
número de especies protegidas.
En base a estos cladogramas se
pueden buscar áreas poco
relacionadas con conjuntos
bióticos diferentes

56. Pleistoceno 1,6 Ma