Este documento resume los conceptos clave de ecogeografía, sistemas de información geográficos (SIG) y modelos de distribución de especies (SMD), así como sus aplicaciones en la colecta, conservación y uso de recursos fitogenéticos. Describe brevemente qué es la ecogeografía, SIG y SMD, y proporciona ejemplos de cómo se pueden usar para optimizar la colecta de germoplasma, determinar áreas protegidas y sitios apropiados para conservación in y ex situ, y mejorar la documentación y uso del ger

2. Contenido
1. Que es la ecogeografía
2. Que son los Sistemas de Información Geográficos SIG
(que son los mapas y nociones cartografía)
3. Que son los modelos de distribución de especies (SMD)
4. Aplicaciones de Ecogeografía, SIG y SMD en la
colecta, conservación y utilización eficiente de los RFG -
Casos de estudio

3. 1. Ecogeografía

4. Que es la ecogeografía?
Fenotipo = Genotipo + Ambiente + interacción genotipo x ambiente
Producto de los
genes modelados Efecto modelador de los genes y sus
por el ambiente, productos.
objetivo final de Puede tener tanto peso que condiciona la
la mejora aparición o no de genotipos.
ADAPTACIÓN
Información heredada y heredable
(genes vistos en conjunto) que se
traduce en proteínas (Fenotipo)

5. Ecogeografía
Adaptación al ambiente Genética (funcional)
90`s
Combinación de datos climáticos, ecológicos y geográficos que permiten
la predicción de patrones de variación genética en poblaciones
naturales de acuerdo a su origen geográfico (Peeters, et al. 1990)
Ahora estamos definiendo:
Estudio del escenario adaptativo de un organismo, especie o grupo de
especies mediante el análisis de los factores bióticos y abióticos que
condicionan su supervivencia

6. Información asociada a la adaptación
Abiótica
Plantas Biótica
Antrópica

7. Información asociada a la adaptación
Abióticas Bioclimática – temperaturas y precipitaciones, índices
Geofísica – altitud, lat-long, orientación, pendiente, radiación
Edáfica – Tipo de suelo, mineral predominante, pH, profundidad

8. Información asociada a la adaptación
Bióticas Vegetación
Distribución enfermedades, plagas,
herbívoros, organismos asociados

9. Información asociada a la adaptación
Antrópicas Político - administrativo
Uso de suelo
Vías de comunicación
Cultivos predominantes

10. Información asociada a la adaptación
Clasificación de variables del componente abiótico
Temperatura, precipitación, índices bioclimate, etc.
Pendiente, orientación, radiación solar, etc.
Tipo de suelo, pH, salinidad, carbón orgánico, etc.
… y así hasta 100 o más variables que definen un escenario adaptativo abiótico

11. Aplicabilidad por tipo de material
Influencia humana
Adaptación al ambiente

12. Aplicabilidad por tipo de material
•Materiales de mejora (plant breeding)
•Variedades de especies cultivadas:
Variedades comerciales
Variedades locales (criollas)
Variedades antiguas
•Formas semicultivadas
Estados intermedios de domesticación
•Especies silvestres:
De uso directo (pastos, especies madereras, etc)
De uso indirecto a través de cruzamientos (afines a las cultivadas)
De uso potencial

13. Geo-referenciación
La geo-referenciación de los sitios de colecta POSIBILITA análisis posteriores
Hoy:
Sol, 15ºC, No lluvia, etc. Siempre es así?
Tiempo para recolectar muestras suelo?
Medir inclinación terreno?
Aparatos para cuantificar radiación solar?

14. Geo-referenciación
La georreferenciación y los SIG posibilitan la obtención de información
(ecogeográfica, por ejemplo) a posteriori sobre los sitios de colecta

15. Caracterización ecogeográfica
1. Del germoplasma
Datos de índole ambiental provenientes del sitio de colecta del germoplasma
(Steiner and Greene, 1996)
0,76 0,82 0,88 0,94 1

16. Caracterización ecogeográfica
2. Del territorio: Mapas de caracterización ecogeográfica del terreno (ELCM)
Clasificación del territorio en diferentes categorías (ambientes) que reflejan los
escenarios adaptativos para una especie o grupo de especies (esto de debe validar).
Mapas de ecoregiones, bioregiones, etc.
Mapas de regiones ecológicas
Mapas de ecosistemas

17. 2. Sistemas de información
geográficos

18. Que es un SIG?
Herramienta informática (software)

19. Que es un SIG?
Sistemas de Información Geográfica son una útil herramienta para el manejo y
análisis de grandes cantidades de datos con una base geográfica común.
Como resultado de esto, los SIG han sido utilizados para la determinación de la
distribución geográfica de individuos, poblaciones y especies en Biología y
Ecología.

20. Pero antes…que es un mapa?
Representación geométrica plana, simplificada y convencional
de la superficie terrestre dentro de una relación de similitud que
se denomina escala.
Un mapa es un modelo gráfico de la superficie terrestre donde
se representan localizaciones espaciales, sus atributos y sus
relaciones
A la hora de representar la Superficie Terrestre aparecen varios problemas:
Las dimensiones de la zona a representar SOLUCIÓN ESCALA
son muy extensas
La Superficie que queremos representar
no es plana
SOLUCIÓN PROYECCIÓN

21. Escala
La escala se define como la relación de una distancia de mapa y su correspondiente
distancia en la tierra
1 cm – 1 km
0.01 m – 1.000 m
1m – 100.000 m
1 – 100.000
En relación a la escala tenemos la siguiente clasificación (subjetiva):
• Mapas de pequeña escala: 1/ 100.000 y mayores
• Mapas de mediana escala: entre 1/100.000 y 1/ 10.000
• Mapas de gran escala o planos: a partir de 1/ 2.000

22. Sistemas de coordenadas
Conjunto de valores y puntos que permiten definir unívocamente la
posición de cualquier punto de un espacio euclídeo. Dos tipos:
S.C. Geográfico (esférico – 3D):
Requiere:
Localización Datum
dada en: Unidad angular de medida (grados)
Meridiano primario
Latitud
Longitud Ejemplo típico:
WGS84, lat-long, Greenwich
(World geodetic System, 1984)

23. Sistemas de coordenadas
S.C. Proyectado: Es cualquier sistema de coordenadas diseñado para superficies
planas.
Requiere:
Proyección de mapa
Sistema de coordenadas geográfico
(puede tener valores z)
Unidad de medida linear (metros)
Cónicas Cilíndricas Planas
Ejemplo:
UTM - Universal Transverse mercator
European Datum 1950
(metros)

24. Formatos de capas/mapas en SIG
Vectorial Raster

25. Vectorial – Tablas de respaldo
Georreferenciación
Información acompañante

26. Vectorial – Mapas de puntos
Muchos puntos… Leguminosas en Pocos puntos… donde estoy?
España

27. Vectorial – Mapas de puntos
Por favor, recuérdame quien soy!

28. Vectorial – Líneas y polígonos
Dime también, ¿donde estoy?

29. Vectorial – Líneas y polígonos
¿qué esta cerca de mi?

30. Vectorial – Líneas y polígonos
¿y qué tan cerca está?

31. Ráster – Características
¿Cómo es una imagen digital?

32. Ráster – Mapas temáticos
Un mapa digital
Salinidad
Temperatura

33. Ráster – Mapas temáticos
Si miramos en detalle…
Temperatura (ºC)
25.5
20.5
15.5

34. Ráster – Añadir mapas/capas ráster
Añadir un mapa ráster a nuestro sistema
Temperatura
media
1 Punto1 20.5
Punto2 20.5
Punto3 25.5
Punto4 20.5
2
4
3

35. Ráster – Creación de paquetes ráster
Las llamamos “Stacks” y nos sirven para
extraer información de varias capas a la vez

36. Ráster – Extracción de información
Así ya podremos extraer información simultáneamente de todas las capas del stack
para todos los puntos

37. Ráster – Extracción de información
Tabla resultado de extracción (puntos en filas, variables en columnas)

38. 2. Modelos de distribución
de especies

39. Modelos predictivos de distribución
Metodología por el cual podemos predecir la ocurrencia de una especie
en un sitio para el cual no contamos con información sobre la misma.
 Distribución potencial
 Variables más influyentes en la distribución
Modelos de Nicho Ecológico
Nicho Ecológico: Combinación de condiciones ecológicas
que permiten mantener la población sin
migración
Nicho fundamental
Nicho Fundamental: condiciones posibles
Nicho Realizado: espacio realmente ocupado
Nicho
realizado
Movilidad, dispersión, historia

40. Metodología
Extracción de información ambiental para cada localidad
Altitud
Localidad Altitud
(msnm)
1 2100
2 650
3 430
4 1890
5 254
6 540

41. Metodología
Localidad Altitud Precipitación anual Temperatura anual ……
1 560 870 21 …
2 645 940 19 …
… … … … …
Aplicación del algoritmo del modelo
-Regresión logística
-Distribución normal
-Distancia de gower
-Redes neuronales
-Máxima entropía
-Algoritmos genéticos…
Determinación de la probabilidad de encontrar la especie
sobre zonas donde no se tiene información de presencias

42. Esquema de modelización
Validación modelos
Construcción modelo
Modelación usando Modelación usando Modelación Validación Validación Puntos
técnicas de “sólo pseudoausencias usando ausencias/ en campo estadística reservados
presencias” presencias reales
GARP, Maxent, Do Producción de
main pseudoausencias: Ausencia/ D2, 10%,
Bioclim, ENFA, etc. aleatorias, PCA, presencia B kappa, 20%,
mapas ecogeográficos, en lugares Ginni coef, 50%
etc. visitados MPA,
y ROC
prueba de
Probabilidad según el Regresión Regresión
algoritmo GLM – GAM GLM - GAM
Calibración de modelos
Análisis de Validación
MODELOS
Análisis, comparación, conclusiones

43. Ejemplo modelo GLM
Lupinus angustifolius

44. 4. Casos aplicados

45. Aplicaciones
COLECTA
1. Colectas optimizadas de RFG
CONSERVACIÓN IN SITU
2. Determinación y evaluación de áreas protegidas para conservación in situ
3. Determinación de sitios apropiados para conservación “on farm”.
CONSERVACIÓN EX SITU, CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN
4. Determinación de sitios apropiados para regeneraciones/multiplicaciones de RFG
5. Caracterización ecogeográfica de los sitios de colecta
6. Estudios de representatividad ecogeográfrica de las colecciones
7. Establecimiento de colecciones nucleares (core collections) ecogeográficas
8. Descripción ambiental de los sitios de caracterización/evaluación de germoplasma
9. Enriquecimiento de los análisis fenotípicos y genotípicos de germoplasma
DOCUMENTACIÓN Y UTILIZACIÓN
10. Mejora de la documentación, esencialmente la georreferenciación, del germoplasma
11. Favorecimiento del uso del germoplasma a través de sistemas de información
ecogeográfico, que proveen al mejorador de información útil para la selección de
parentales

46. Colecta de recursos fitogenéticos
Constitución del banco de germoplasma de anonáceas en Colombia
Proporción puntos / país / especie
Presencias 6 especies anonáceas

47. Colecta de recursos fitogenéticos
Determinación zonas de alta riqueza de especies real / potencial
Modelo original Domain Binario Domain

48. Colecta de recursos fitogenéticos
Determinación zonas de alta riqueza de especies real / potencial
Binario Bioclim
Binario Garp
Binario Maxent

49. Colecta de recursos fitogenéticos
Determinación zonas de alta riqueza de especies real / potencial
Suma de altas probabilidades Suma de altas probabilidades
Garp, Domain y Maxent para las seis especies

50. Colecta de recursos fitogenéticos
Mapa de ecosistemas (más de 350, Parques Nacionales y áreas
determinados también por influencia potencialmente ricas en anonáceas
humana)

51. Colecta de recursos fitogenéticos
Priorización de áreas para ser visitadas y colectar muestra representativa de la sp
Mapa final áreas priorizadas
para prospección

52. Colecta de recursos fitogenéticos
Colecta propiamente dicha

53. Colecta de recursos fitogenéticos
Caso Lupinus España
Mapa de caracterización ecogeográfica del terreno, 27
categorías
Aspecto fenotípico de plantas representativas
de dos poblaciones de L. angustifolius
colectadas en dos ambientes diferentes. (a)
Ambiente de alta frecuencia (Carrascal de
Barregas, Salamanca, 40 58’59’’
N, 5 50’58’’W) y (b) ambiente no
representado, Madrid, 40 33’15’’ N, 4 11’2’’W).

54. Conservación de RFG in situ
Evaluación de los Lugares de Interés Comunitario (LICS) europeos
como agentes de conservación de CWR – caso Lupinus en España

55. Conservación de RFG in situ
Dentro – fuera – distancia a área protegida

56. Conservación de RFG in situ
LICs que conservan actualmente – LICs que potencialmente conservan
Conservación in situ efectiva
Conservación in situ potencial

57. Conservación de RFG in situ
Diseño de modelo de red de reservas genéticas para CWR en Europa
Beta, Avena, Brassica y Prunus
http://aegro.bafz.de/

58. Conservación de RFG in situ
Mapa ecogeográfico
Áreas protegidas
SMD (Maxent)
B. nana
B. vulgaris
Reservas seleccionadas

59. Gracias por su atención