Especies invasoras y cambio climático: factores

que modifican los ecosistemas y la

biodiversidad en México

Congreso Nacional de Investigación en Cambio Climático

México, D.F. Octubre, 2011

Georgia Born-Schmidt Yolanda Barrios

Edith Calixto-Pérez Ana Isabel González

Factores de cambio en ecosistemas y biodiversidad en México

Fuente: Conabio 2006, cap. 1, vol. II

Se espera que las acciones simultáneas de estos factores de presión resulten en efectos sinérgicos es decir que, en combinación, tendrán un impacto total más grande que la suma de sus impactos individuales (Walther et al 2009).

¿Qué son las especies invasoras?

Especie exótica invasora: Una especie o población exótica capaz de sobrevivir, establecerse y reproducirse fuera de su hábitat original compitiendo fuertemente con las especies locales. Son especies que amenazan la diversidad biológica nativa, la economía y salud pública (DOF 2010)

¿Por qué representan una amenaza?

Especies invasoras

Impactos a los ecosistemasImpactos a la economía

Impactos a la salud

Impactos directos a la biodiversidad

Modificación de hábitat Alteración de Ciclos bioquímicos Cambio de regímenes de fuego

Depredación

Competencia

Hibridización, Introgresión

Ocupación de nicho Agresión Parasitismo (Transmisión de) enfermedades

Perdidas en el sector agropecuaria

Agricultura GanaderíaPesquería

Recursos forestales Afectación a la

infraestructura publica y privada

Alteración de niveles tróficos

Enfermedades Alergias

Afectación a las actividades recreativas

Las especies invasoras son la 2ª. causa de pérdida de biodiversidad en ecosistemas terrestres, marinos y de agua dulce (Naranjo y Dirzo 2009) y la primera en islas (Aguirre-Muñoz et al 2009).

Se estima que los daños causados por las especies invasoras suman más de 1.4 billones de dólares cada año, es decir el 5% de la economía mundial (Burgiel 2010)

Locáridos nativos de la cuenca del Amazonas, se encuentra en las cuencas de los ríos Balsas, Grijalva, Usumacinta y Grande, así como en la Laguna del Carmen. Se le ha encontrado en Mazatlán, en la cuenca del Río Papaloapan y en Xochimilco

Daños a la saludDaños a economía

Daños a la infraestructuraDaños a especies nativas

Daños a los ecosistemas

Ecosistemas de agua dulce

Efectos del cambio climático en las especies nativas

(Dendroctonus ponderosae)

Fuente: B.C. Ministry of Forests, Mines & Lands

Mortandad de arboles causado por el escarabajo de pino de montaña en Yellowstone National Park, EUFuente: John W. Schwandt, USDA Forest Service

Concepto “Especies nativas” versus “Especies invasoras”?

Consequencias:• pérdidas de madera, • en liberación de CO2, • incremento de probabilidad de

incendios y • reducción de la capacidad de

los bosques de secuestrar dióxido de carbono de la atmosfera

El Cambio climático afecta a las invasiones biológicas?En general, se espera que el cambio climático, a través del incremento de las temperaturas y los cambios en la precipitación entre otros factores, intensifique los problemas que enfrenta el mundo en cuanto a especies invasoras (Dukes y Mooney 1999), dando origen a invasiones en mayor número e intensidad. Algunas características de especies invasoras:

– Tolerantes a amplios rangos climáticos– Presentan extensos rangos de distribución– Elevadas tasas reproductivas– Tiempos cortos de maduración– Mecanismos eficaces de dispersión– Algunas son resistentes al fuego y a otras condiciones extremas

Pez Leon (Pterois volitans)

Zacate Buffel (Pennisetum ciliare)Fuente: Heike Vibrans

Rutas de introducción y las consecuencias de la invasión

Fuente: Hellmann et al 2008

Cambios en las actividades humanas que afectan el transporte y la introducción intencional y accidental

• Alteración de vías de transporte por ejemplo provocadas por la reducción del hielo árctico => prolongación de la temporada de navegación y apertura de nuevas ruta más corto => más llegadas de barcos y especies invasoras (% de sobrevivencia)

Aguas de lastre

Cambios en los mecanismos naturales que afectan el transporte y la introducción accidental

Incrementos en la frecuencia y en la intensidad de eventos climáticos extremos como huracanes => facilita dispersión de organismos a larga distancia

A través del aire por ejemplo: insectos, pájaros, patógenos y semillas de plantas invasoras

Alteración de la circulación del agua (p ej. larvas marina y semillas) y inundaciones

Palomilla del nopal (Cactoblastis cactorum), una especie con alto potencial invasivo y de alto riesgo para México.

Foto: Gerardo Moctezuma

Cambios en las actividades humanas que afectan a la introducción intencionalProducción de plantas para biocombustibles

Palma africana (Elaeis quineensis)

Carrizo gigante (Arundo donax)

Cambios en las restricciones climáticas y sus efectos en la colonización, establecimiento y la competitividad de especies invasoras

Mandrak (1989) pronostica que por el calentamiento del clima 19 especies de peces de aguas templadas del Mississippi, o de la cuenca de la costa Atlantica, podrían invadir los lagos Ontario, Erie y Michigan y que 8 especies de peces de agua templada, que ya están en los lagos del sur, podrían invadir los lagos Huron y Superior.

Efectos en la distribución de

especies invasoras ya presentes

Fuente: Bella 2009

Hydrilla (Hydrilla verticillata) Fuente: wikimedia

Modificación de los impactos de especies invasoras ya presentes, por los efectos del cambio climático

Tamaño Abundancia Efecto de área dentro del área per cápita

Impacto absoluto=x x

Restricciones Interacciones Taza fisiológicas entre especies metabólica Impacto absoluto

Abundancia del recurso afectado

Cambio climático

Impacto relativo=

Fuente: Dukes 2011 adapatado de Hellmann et al. 2008

Efectividad de estrategias de manejo para especies invasoras

Estudios iniciales indican que un incremento de las concentraciones de CO2 podrían ampliar la tolerancia de especies invasoras terrestres contra ciertos herbicidas (Ziska et al 2011).

Alteraciones en los factores climáticos podrán afectar la efectividad de agentes de biocontrol, a través de cambios en la relación interespecífica de especies de biocontrol y su grupo destinatario (Hellmann et al 2008)

Control mecánico puede volver se inútil (Dukes 2011)

Fuente: EPA, 2008 adaptado de Rahel y Olden 2008

Respuesta de manejo adaptativo

Interacciones con especies invasoras

Integrar parámetros del CC en modelos y análisis de riesgos

Modificar monitoreo, prevención y estrategias de alerta temprana y respuesta rápida

Requiere iniciar modificación de estrategias de control y restauración

Modificar “outreach” y educación para anticipar cambios

Coordinación de respuestas adaptativas y sistemas de información entre las instituciones involucradas

Modelos de nicho ecológico y especies invasoras

Temperatura

Hum

edad

Elevac

ión

Muy empleados para identificar:• Sitios con condiciones climáticamente viables para la

supervivencia de una especie

• Áreas de riesgo para la introducción o expansión de especies invasoras• Se basan en asociaciones entre sitios de colecta y

variables ambientales que reflejen condiciones de clima

actual o futuro • Es de vital importancia contar con datos confiables para

generar modelos robustos

• Por lo general, en el caso de especies invasoras se cuenta con poca información que permita realizar análisis confiables

• En nuestro caso, de un conjunto de 6 especies de malezas seleccionadas para hacer el análisis, únicamente 2 contaban con más de 10 registros para realizar modelos de distribución robustos.

• Falsa caminadora (Poaceae)• Origen: Asia tropical• Reguladas a través de la Norma

Oficial Mexicana 043 FITO• Impactos: a cultivos,

particularmente arroz, implica extracción manual

• Estatus: ?

• Graminea corredora (Poaceae)• Origen: Asia tropical• Reguladas a través de la Norma

Oficial Mexicana 043 FITO• Impactos: Desplaza vegetación

nativa, afecta a plantaciones tropicales y cultivos anuales de hilera

• Estatus: Naturalizada

Primeras aproximaciones para dos malezas

Ischaemum rugosum

Rottboellia cochinchinensis

Distribución potencial mantieneDistribución potencial pierdeDistribución potencial gana

Distribución potencial mantieneDistribución potencial pierdeDistribución potencial gana

• El conocimiento sigue siendo incipiente y • Evidencias anecdóticas no permiten proyecciones confiables • Muchas preguntas claves sin respuesta: Cambio Climático

= “Zero-sum Game” = beneficia de manera diferente a las EI” (Hellmann et al. 2008)

• Información es muy heterogénea: plantas y animales <-> microorganismos

• Estudios se concentran en parámetros como temperatura, niveles de CO2, pero faltan estudios que tomen en cuenta patrones de precipitación y otros factores

del cambio global p.ej. cambio de uso de suelo etc. (Burgiel & Muir 2010)

Estado del conocimiento y posible enfoques de investigación

ConclusionesLa interacción del cambio climático y las especies invasoras puede repercutir de diversas maneras en los ecosistemas, estos se adaptan naturalmente y evolucionan en respuesta al cambio climático; sin embargo esta adaptación puede alterar el flujo de los servicios ecosistémicos y cambiar la diversidad existente de manera que no beneficia a las comunidades que dependen de ellos. Adaptarnos, significará estar dispuestos a considerar nuevas ideas y estrategias. Fortalecer la investigación básica y aplicada para una mejor toma de

decisiones Desarrollar métodos nuevos Incrementar las redes de monitoreo Crear sistema de detección y respuesta temprana Desarrollar una cultura de prevención y análisis de riesgo Mantener o incrementar la resiliencia de ecosistemas Reubicar ejemplares a hábitats con condiciones más adecuadas

(Migración asistida) Coordinación estrecha para atender problemas de manera

sinérgica, por ejemplo, reducir riesgos de invasiones biológicas, por políticas que consideren los distintos elementos

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad

CONABIOAv. Liga Periférico-Insurgentes Sur 4903 Col. Parques del PedregalDel. Tlalpan México, DF, 14010 , México Tel: (5255)5004-5005Fax: (5255)5004-4948especiesinvasoras@conabio.gob.mxwww. conabio.gob.mx/invasoras

Agradecemos a todos los que ha contribuido al desarrollo de capacidades en el tema de especies invasoras

¡Gracias!

Ana Isabel González

Yolanda Barrios

Edith Calixto

Georgia Born-Schmidt

Silvia de Jésus

Proyecciones de calentamiento

CC mitigado max 2°C

+1,1°C

+1,8°C

+4,0°C

+6,4°C

Fuente: IPCC 2007

CC sin mitigació

n