Redes espaciales y dinámica de metacomunidades
- Autores: Luis José Gilarranz Domínguez
- Directores de la Tesis: Jordi Bascompte Sacrest (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Alcalá ( España ) en 2015
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: George Sugihara (presid.), Miguel Ángel Rodríguez Fernández (secret.), Mathew A. Leibold (voc.), Miguel Verdú del Campo (voc.), Miguel Ángel de Zavala Gironés (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TESEO
- Resumen
- español
Las especies no viven como entidades aisladas. Su dinámica poblacional depende no sólo de factores intrínsecos, pero tambien de las interacciónes con otras especies y con el entorno. La teoría de redes ha emergido como una herramienta particularmente poderosa para ayudarnos a entender la arquitectura de la biodiversidad. Gracias a ella hemos podido identificar patrones universales en la forma en la que las especies interactúan, y ahora comenzamos a comprender las consecuencias de dichos patrones para el mantenimiento de la biodiversidad. Esta tesis pretende arrojar luz sobre los factores que condicionan la distribución geográfica de la biodiversidad. Las interacciones entre especies, la dispersión, y las perturbaciones dirigen la dinámica de las comunidades. Dichos factores determinan la salud del sistema en cada localización.
La dispersión entre parches (nodos) de habitat favorece la supervivencia de la especie a largo plazo. Sin embargo sabemos poco sobre cómo las diferentes configuraciones espaciales de los parches y de las rutas de dispersión pueden afectar a la supervivencia. Comenzamos a estudiar el papel que juegan las redes de dispersión en la persistencia de las poblaciones. Tratando el espacio como una entidad discreta, somos capaces de aplicar un enfoque de teoría de grafos al estudio de las metapoblaciones. Exploramos la relación entre la estructura de la red y la dinámica de la población relacionando la topología de la red espacial con la abundancia de la metapoblación que alberga. Encontramos que la abundancia de la metapoblación está afectada en gran medida por la arquitectura de la red espacial, si bien este efecto está mediado por parámetros demográficos. Por tanto, para valores del ratio entre colonización y extinción entre moderados y grandes, la abundancia regional es mayor cuanto mayor sea la heterogeneidad de la red. Las menores abundancias se darían en redes uniformes o con una distribución aleatoria, mientras que las redes libres de escala tendrían las mayores abundancias. No obstante, este ranking de topologías se invierte para valores pequeños de ese mismo ratio, con las redes heterogéneas mostrando las menores abundancias relativas. Buscamos ahora los mecanismos subyacentes a estos resultados, relacionando la incidencia de un nodo (el numero medio de pasos de tiempo en el que ese nodo está ocupado) con su grado, y con el grado medio de los nodos con los que tiene enlaces directos. Estos resultados demuestran la importancia de las redes espaciales para entender la abundancia de las metapoblaciones, y sirven para determinar bajo qué circunstancias la información sobre la estructura de la red debe ser complementada con información sobre características del ciclo de vida de las especies para comprender la persistencia en hábitats fragmentados.
- English
Species are not isolated in the environment. eir dynamics depend not only on intrinsic factors but also on interactions with other species and with the environment. Network theory has emerged as a particularly powerful tool to help us understand the architecture of biodiversity. We have identified universal patterns in the way species interact, and we are now beginning to understand the consequences of such patterns for biodiversity maintenance. is thesis aims to provide insight on the factors that shape biodiversity in space. Species interactions, dispersal, and perturbations rule community dynamics. ose factors determine the health of the system at each location.
Dispersal between patches (nodes) of suitable habitat promotes species survival in the long term. However, little is known about how the different spatial arrangement of patches and dispersal routes may affect survival. We begin to study the role of dispersal networks for population persistence. We investigated to what degree the characteristics of the landscape were beneficial or detrimental for species survival. By treating space as a discrete entity we were able to apply a graphtheoretic approach to study metapopulations. We explored the relationship between network structure and dynamics by relating the topology of spatial networks with its underlying metapopulation abundance. We found that metapopulation abundance is largely affected by the architecture of the spatial network, although this effect depends on demographic parameters. us, for moderate to large extinction-to-colonization values, regional abundance grows with the heterogeneity of the network, with uniform or random networks having the lowest regional abundances, and scale-free networks having the largest abundance. However, the ranking is reversed for low extinction probabilities, with heterogeneous networks showing the lowest relative abundance. We further explored the mechanisms underlying such results by relating a node’s incidence (average number of time steps the node is occupied) with its degree, and with the average degree of the nodes it interacts with. ese results demonstrated the importance of spatial network structure to understanding metapopulation abundance, and served to determine under what circumstances information on network structure should be complemented with information on the species life-history traits to understand persistence in heterogeneous environments
- español
