El estudio de la biodiversidad en México: ¿una ruta con dirección?

ResumenMéxico es un país con una riqueza natural extraordinaria; sin embargo, a pesar de 2 siglos de trabajo en sistemática, se conoce solamente una fracción del total de las especies que existen en el país. Un problema de suma importancia es que esta gran diversidad biológica se está perdiendo con un aumento en la tasa de extinción de especies que es órdenes de magnitud mayor que la tasa natural. El presente suplemento se editó considerando que el seguimiento continuo del estudio de la biodiversidad de México puede ser un elemento útil para evaluar el balance entre lo que se conoce y lo que se desconoce en términos de riqueza de especies, y que éste análisis permanente puede orientar los esfuerzos futuros. Lejos de incluir todos los taxa posibles, presenta un análisis de 56 grupos biológicos en los que da cuenta de 94 412 especies en México, que representan el 8.59% del total mundial de los grupos examinados, con un endemismo promedio de 39.7%. Se deriva también, de los datos aquí publicados, que en promedio la biota de México puede ser 3.3 veces más grande que lo que ahora se conoce.AbstractMexico is a country with an extraordinary natural wealth; however, after 2 centuries of taxonomic work only a fraction of the total number of species that occur in the country is known. A major problem is that we are loosing this enormous biological wealth with increasing extinction rates that are now orders of magnitude larger than the natural rates. This supplement was edited considering that the continuous monitoring of Mexican biodiversity can be a useful tool to evaluate the balance between what we know and what we ignore about the number of species, and that the ongoing analysis could help directing future studies. Far from including all possible taxa, an analysis is presented of 56 biological groups that account for 94 412 species in Mexico which represent 8.59% of the world’s total for those groups, with an average endemism of 39.7%. It is estimated from the data here published that Mexico’s biota could be, on average, 3.3 times larger than what is now known

Pervasive poleward shifts among North American bird species

Climate change is expected to influence species’ geographic distributions in the form of poleward and upward range expansion combined with extirpations from the equatorial and downslope sides of the distribution, but such shifts observed to date have been relatively subtle. Such shifts would be driven by changing patterns of fitness under changing conditions, producing population responses that would then be followed by range expansions and retractions. Here, we demonstrate pervasive population trends across the North American avifauna, reflected in the mean latitudinal position across all individuals of each species, conservatively estimated as affecting nearly half of the species in the avifauna. This result appears to constitute an intermediate step that would likely translate into concrete range shifts in numerous species over coming decades. We take this bellwether as a signal that climate change processes are affecting a significant proportion of North American bird species, and that biodiversity conservation and protected areas planning and management strategies in the region will need reexamination and re-planning in light of likely population trends and range shifts

Invasive potential of common carp (*Cyprinus carpio*) and Nile tilapia (*Oreochromis niloticus*) in American freshwater systems

Nonnative fish introductions disrupt ecosystem processes and can drive native species to local extinction. Two of the most widespread, introduced species are the common carp (Cyprinus carpio) from Eurasia and the Nile tilapia (Oreochromis niloticus) from Africa. In North and South America, these introductions stem from aquaculture facilities, as well as historical introductions for recreational angling. An emergent field of ecological niche modeling provides robust predictions of the geographic potential of alien species to better understand their capacity to become established at broad scales. We used this modeling approach to produce spatially explicit predictions of the invasive potential of common carp and Nile tilapia in the Americas. Model predictions were tested using occurrence data for established populations in their native area and in the Americas. Results indicated that predictive power of niche models was high. Distributional potential of common carp in the Americas covers most temperate regions and high mountain tropical aquatic systems, whereas that of Nile tilapia is focused in the tropics and coast areas. The consequences of the potential establishment of these exotic species can be profound on native aquatic faunas, particularly on highly diverse regions such as the Amazon Basin and central Mexico. Résumé : Les introductions de poissons non indigènes perturbent les processus écosystémiques et peuvent causer l’extinction locale d’espèces indigènes. Deux des espèces les plus généralement introduites sont la carpe commune (Cyprinus carpio) d’Eurasie et le tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) d’Afrique. En Amérique du Nord et du Sud, ces introductions proviennent des établissements d’aquaculture, ainsi que des empoissonnements passés pour la pêche sportive. Un domaine en émergence de la modélisation des niches écologiques permet de faire des prédictions robustes sur le potentiel géographique d’espèces exotiques et ainsi de comprendre leur capacité à s’établir sur de larges espaces géographiques. Cette approche de modélisation nous a permis de faire des prédictions explicites du point de vue spatial concernant le potentiel d’invasion de la carpe commune et du tilapia du Nil dans les Amériques. Nous avons testé les prédictions du modèle à l’aide de données de présence de populations établies dans leur aire d’origine et dans les Amériques. Les résultats montrent que le pouvoir prédictif des modèles de niches sont élevés. Le potentiel de répartition géographique de la carpe commune dans les Amériques englobe la plupart des régions tempérées et les écosystèmes aquatiques tropicaux de haute montagne; en revanche, le tilapia du Nil se concentre surtout dans les tropiques et les régions côtières. L’établissement potentiel des ces espèces exotiques peut avoir de graves conséquences sur les faunes aquatiques indigènes, particulièrement dans les régions de forte diversité, telles que le bassin de l’Amazone et le centre du Mexique. [Traduit par la Rédaction

Consideraciones Epistemológicas para una Educación Inclusiva más oportuna: la necesidad de un nuevo paradigma epistémico

Este documento analiza las problemáticas fundacionales del enfoque de educación inclusiva y sus repercusiones, en la consolidación de un enfoque de Educación Para Todos (E.P.T.). Se reconoce el desplazamiento de una matriz epistémica del tipo trans-ontológica por sobre los desafíos fundacionales que cruzan la ciencia educativa en general en el marco de la post-modernidad. Inicialmente, se identifica, mediante una observación reflexiva, la transformación de ciertas necesidades sociales y su eficacia simbólica, develando la urgencia de contribuir a sentar las condiciones epistémicas y extra epistémicas más coherentes con los desafíos de asumir la heterogeneidad como parte de un enfoque legitimador de la totalidad humana. Se concluye reconociendo la existencia de un estatus científico hibrido e impreciso en la materia, apuntando a refundar aquellas visiones fundacionales que lo sostienen y evaluando los límites y las limitaciones de aquellos apriorismos en la construcción de saberes pedagógicos oportunos respecto de los desafíos del nuevo siglo

Ecological niche modelling and prioritizing areas for species reintroductions

Species reintroduction programmes, in prioritizing areas for reintroductions, have traditionally used tools that include measures of habitat suitability and evaluations of area requirements for viable populations. Here we add two tools to this approach: evaluation of ecological requirements of species and evaluation of future suitability for species facing changing climates. We demonstrate this approach with two species for which reintroduction programmes are in the planning stages in Mexico: California condor Gymnogyps californianus and Mexican wolf Canis lupus baileyi. For the condor, we identify three areas clustered in the Sierra San Pedro Ma´rtir, Baja California; for the wolf, we identify a string of suitable sites along the Sierra Madre Occidental of western Mexico. We discuss the limitations of this approach, identifying ways in which the models illustrated could be made more realistic and directly useful to reintroduction programmes

Use of datasets derived from time-series AVHRR imagery as surrogates for land cover maps in predicting species' distributions

We hypothesized that NDVI time-series composite imagery or clustered data derived from the NDVI time series could serve as effective surrogates for land cover data in predictive modeling of species’ ecological niches and potential geographic distributions. Using two Mexican bird species, we examined our hypothesis with GARP, the Genetic Algorithm for Rule-set Prediction. Inputs included topographic and climate data, as well as the NDVI and clustered NDVI datasets. We used a land cover map previously derived from the NDVI dataset for comparison testing. Considering only topographic factors, we found that the NDVI or clustered NDVI data performed as well as or better than the land cover data. When climate data were added, the land cover data performed better than the NDVI data, but improvements were slight

Modeled climate change effects on distributions of Canadian butterfly species

Abstract: Climate change effects on biodiversity are being documented now frequently in the form of changes in phenology and distributional shifts. However, the form that these effects will take over a longer timespan is unclear; for this understanding, a quantitative, validated, predictive approach is key. Here, we use ecological niche modeling and general circulation model outputs to estimate future potential geographic distributions of 111 Canadian butterfly species. We develop future estimates under two emission scenarios from each of two climate change modeling centers; future projections for biodiversity are not only scenario dependent (more severe emission scenarios produce more severe effects on species’ distributions) but also model dependent (the Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis results were more severe than the Hadley Centre results). One interesting feature is the appearance of disjunctions in species’ distributions, hence creating “vicariant events” over very short time periods. In general, however, a cost of 1%–3% additional loss of species’ distributions is associated with more severe scenarios of emissions and climate change, suggesting that subtle biodiversity consequences are associated with the different climate futures debated in political circles. Résumé : La littérature scientifique courante traite fréquemment des effets des changements climatiques sur la biodiversité, particulièrement en ce qui a trait aux changements phénologiques et aux modifications des répartitions géographiques. Cependant, la forme que prendront ces effets sur une échelle temporelle plus longue reste à préciser, car pour ce faire il est nécessaire d’avoir recours à une approche quantitative, validée et prédictive. Les résultats d’une modélisation de la niche écologique et de modèles de circulation générale nous ont servi à estimer la répartition géographique potentielle future de 111 espèces de papillons canadiens. Nous avons basé nos prédictions sur deux scénarios d’émissions provenant de deux centres de modélisation du climat; ces prédictions de la biodiversité dépendent non seulement du scénario choisi (les scénarios d’émissions plus importantes produisent des effets plus marqués sur la répartition des espèces), mais aussi du modèle retenu (les résultats du Centre canadien pour la modélisation et l’analyse du climatique sont plus rigoureux que ceux du Centre Hadley). Une caractéristique intéressante est l’apparition de fragmentations dans la répartition des espèces, ce qui crée des « événements de vicariance » sur de très courtes périodes. En général, cependant, un coût de 1 % – 3 % en perte additionnelle dans les répartitions accompagne les scénarios les plus rigoureux de changement climatique, ce qui indique que les conséquences sur la biodiversité des divers scénarios climatiques futurs discutés dans les milieux politiques sont assez subtiles. [Traduit par la Rédaction

FORTALECIENDO LOS ANÁLISIS DE CAMBIO CLIMÁTICO EN LA APLICACIÓN DE LOS MODELOS DE DISTRIBUCIÓN POTENCIAL

Lo modelos de nicho ecológico (MNE) tienen como objetivo caracterizar la relación de las especies con su medio ambiente, para así delinear en la geografía los lugares donde pueden estar los organismos. En el campo de la biología del cambio climático es una de las herramientas más utilizadas, ya que debido a su relativa fácil implementación es posible estimar los potenciales cambios que presentaran los nichos y distribuciones de las especies. Sin embargo la estimación futura de la distribución está sujeta a factores metodológicos que generan alta incertidumbre, entre estas está el hecho de que las predicciones hacia el futuro no pueden ser probadas, asimismo que los resultados entre los algoritmos es diverso. Esto dificulta la elección de un método, por lo que es necesario identificar cual de los algoritmos utilizados tiene un mejor desempeño. México cuenta con la información climática primara para robustecer las superficies climáticas actuales, así como para generar periodos climáticos que representen condiciones pasadas recientes que pueden ser utilizadas junto con datos de colecciones biológicas para probar el desempeño de diferentes algoritmos de modelado ecológico. En este trabajo se desarrollaron superficies climáticas robustas y confiables, con el software ANUSPLIN, para tres periodos: t1-1940 (1910-1940), t2- 1970(1950-1979) y t3-2000(1980-2000), y un periodo adicional que representa la actualización de las superficies climáticas, la cual incluye un mayor número de estaciones y años climáticos. Para probar la capacidad de transferencia de 8 algoritmos de MNE se utilizaron 14 especies de aves, para las cuales existían datos de presencias que correspondían a cada uno de los periodos. Con estos datos fue posible probar las transferencias de los modelos. Como análisis adicional, se estimaron las tendencias y tasas entre periodos en las provincias Biogeográficas de México. Como resultados fue posible generar periodos climáticos para el país e identificar que las tasas y tendencias de cambio climático no han sido uniformes en la geografía país. Por ejemplo, regiones del norte han sido más vulnerables al cambio climático debido a las tasas más rápidas y tendencias más consistentes. En relación al desempeño de los algoritmos se identifico una variación considerable entre MNE. GARP y GLM tienden sobreestimar los nichos de las especies. Maxent y GAM proporciona consistentemente un buen desempeño en comparación con las otras técnicas y Random forest sobreajusta, por lo que debe ser utilizado con precaución para predecir los efectos del cambio climático. Se espera que los resultados y productos de este trabajo ayuden a fortalecer y ayudar a crecer el campo del modelado del nicho ecológico en el país

Time-Series Classification of High-Temporal Resolution AVHRR NDVI Imagery of Mexico

Time-series data from wide-field sensors, acquired for the period of a growing season or longer, capitalize on phenological changes in vegetation and make it possible to identify vegetated land cover types in greater detail. Our objective was to examine the utility of time-series data to rapidly update maps of vegetation condition and land cover change in Mexico as an input to biodiversity modeling. We downloaded AVHRR NDVI 10-day composites from the USGS EROS Data Center for 1992-1993 and adjusted for cloud contamination by further aggregating the data. In the first phase of our analysis, we selected training sites for various land cover types using a land cover map created by the Mexican National Institute of Statistics, Geography, and Informatics (INEGI) as a guide. Since there is a high degree of spectral variability within many of the vegetated land cover types, we subjected the spectral response patterns to cluster analysis. We then used the statistics of the clusters as training data in a supervised classification. We also compared unsupervised and univariate decision tree approaches, but these provided unsatisfactory results. Best results were achieved with a 19-class map of land use/land cover employing a supervised approach

West Nile virus in the New World: potential impacts on bird species

The past five years have seen the arrival and extremely rapid expansion of West Nile virus (WNV) in the Western Hemisphere. The rapid sweep across North America has permitted little time for developing knowledge of the virus’s potential impacts on wildlife in the New World. Given this information gap, we here summarize for the ornithological community what is known or can be anticipated for WNV’s effect on bird communities in coming years. Our particular focus is on impacts of WNV on the conservation status of birds, the principal vertebrate reservoir for the virus