Nuevo manual de Biogeografía práctica

Una buena noticia para los interesados en Biogeografía:

La enseñanza de la biogeografía es relativamente compleja, pues involucra conceptos y métodos de diferentes disciplinas y para muchos estudiantes es demasiado “teórica”, sin una conexión clara con la realidad biológica. Para mejorar su enseñanza y como resultado de invitar a diversos investigadores del área, un total de 106 autores de 40 instituciones contribuyeron con 131 prácticas que permiten aclarar conceptos y, a través de la aplicación de metodologías específicas, logran una concepción integral de la biogeografía, reafirmando los conocimientos teóricos que se imparten en clase.

Biogeografía práctica, fue pensado como complementario a libros de texto teóricos sobre biogeografía, por lo que consta de 131 ejercicios prácticos, agrupados en ocho unidades:

• Unidad 1: Introducción al estudio evolutivo de la diversidad y su distribución geográfica (prácticas 1-12).
• Unidad 2: Datos biogeográficos y herramientas analíticas (prácticas 13-29).
• Unidad 3: Conceptos biogeográficos (prácticas 30-63). 
• Unidad 4: Procesos biogeográficos (prácticas 64-76).
• Unidad 5: Geografía de la diversidad: biodiversidad y patrones ecológicos (prácticas 77-94). 
• Unidad 6: Reconstrucción de la historia biogeográfica de taxones (prácticas 95-102).
• Unidad 7: Biogeografía evolutiva de biotas (prácticas 103-115).
• Unidad 8: Biogeografía de la conservación (prácticas 116-131).

En este libro tuvimos la oportunidad de contribuir con la práctica N°43 (Unidad 3 "Conceptos biogeográficos"):

En la actividad utilizamos las distribuciones hipotéticas de animales del Mundo de Hielo y Fuego de G.R.R. Martin. Seguidamente, identificamos áreas de endemismo en las regiones de Westeros, Essos y Sothoryos.

Los archivos para las prácticas pueden obtenerlos acá:

https://libros.fciencias.unam.mx/biogeografia-practica/practicas.php

Más información de como adquirir el libro:

Biogeografía Práctica (versión PDF)

Primera edición

Tania Escalante, Erick A. García-Trejo, Juan J. Morrone (coordinadores)

Año 2024, Peso en MB: 41.1 MB

ISBN: 978-607-30-9190-9

Para mayores informes envíe un correo electrónico a: ventas.editoriales@ciencias.unam.mx

Bigdata e identificación de áreas de endemismo

Actualmente existen distintas bases de datos sobre biodiversidad (BDB), las cuales ofrecen infinidad de aplicaciones en estudios sobre biogeografía y conservación. El número de datos disponibles y que incluyen el componente espacial (coordenadas) se ha incrementado exponencialmente.

Imagen tomada y modificada de: 

Wüest, R.O., Zimmermann, N.E., Zurell, D, et al. 2020. Macroecology in the age of Big Data – Where to go from here? J Biogeogr. 47: 1– 12. https://doi.org/10.1111/jbi.13633

https://journalofbiogeographynews.org/2020/01/28/biogeography-in-the-age-of-big-data/

Liria, J., Szumik, C. y Goloboff, P. A. (2021). Analysis of endemism of world arthropod distribution data supports
biogeographic regions and many established subdivisions. Cladistics, 37, 559–570. https://doi.org/10.1111/cla.12448
 

En esta entrada me centraré en un ejemplo reciente publicado en la Revista Mexicana de Biodiversidad, donde se muestra como a partir de cuatro BDB (una de ellas Nacional) se compiló toda la información disponible con el fin de identificar áreas de endemismo en  Ecuador:

Liria, J. (2022). Áreas de endemismo de Ecuador: un análisis a partir de datos de distribución de especies de plantas, animales y hongos. Revista Mexicana de Biodiversidad, 93(mayo-): e934031

 

 

Al revisar estas bases de datos, lo primero que surgió fue la incompatibilidad taxonómica en algunos casos; especies con categorias supra especificas distintas en dos bases de datos. Este tipo de aspectos fue recientemente abordado por:

Feng, X., Enquist, B.J., Park, D.S., et al. (2022) A review of the heterogeneous landscape of biodiversity databases: Opportunities and challenges for a synthesized biodiversity knowledge base. Global Ecology and Biogeography. 31(7): 1242-1260. Disponible en: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/geb.13497

"Information in a biodiversity database is generally indexed by species’ scientific names. However, the dynamic nature of taxonomic research presents challenges to such indexing. With the exception of a few well-established groups such as birds (whose taxonomy is relatively stable and subject to regular external review and standardization; Chesser et al., 2021), conflicting taxonomic concepts, homonyms, outdated synonyms, and ambiguous alternative spellings are prevalent across the tree of life (Boyle et al., 2013; Franz et al., 2008). Furthermore, in addition to the roughly 18,000 new species discovered each year, the taxonomy of the > 2 million species currently described (Mora et al., 2011) is in a state of constant flux, as old species definitions are re-examined and relationships are updated to reflect new insights. Finally, no single, universally agreed-upon taxonomy exists for the tree of life. Therefore, biodiversity databases have implemented different strategies (here termed taxonomic systems) to handle this taxonomic churn..."

De esta forma al integrar multiples BDB se pueden utilizar herramientas como OpenRefine para normalizar la información taxonómica:

Imagen tomada de: https://docs.gbif.org/openrefine-guide/3.0/es/guia-para-la-limpieza-de-datos-sobre-biodiversidad-con-openrefine.es.pdf

 

A partir de esta figura les presento la metodología utilizada para procesar cuatro BDB y poder identificar areas de endemismo en Ecuador:

Haciendo actividades divertidas para estudiar Biogeografía: "Mundo de Hielo y Fuego" de G.R.R. Martin

Hola a todos!

Tenia tiempo sin publicar una entrada. 

Hace unos días recibí la notica sobre la publicación de un reciente artículo:

Liria, J. (2022). Desde el imaginario del “Mundo de Hielo y Fuego” de G. R. R. Martin a las áreas de endemismo: Una propuesta didáctica. Revista de Educación en Biología, 25(1), 34–44. Recuperado a partir de https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaadbia/article/view/32932

 

En esta publicación desarrollé una propuesta didáctica en donde se utilizan animales del Mundo de Hielo y Fuego, para identificar áreas de endemismo.

Esta propuesta ha sido bien recibida como parte del "Nuevo Manual de prácticas de Biogeografía" de la Universidad Nacional Autónoma de México. Aprovecho la oportunidad de agradecer a la PhD. Tania Escalante por su invitación a participar en el manual.

 

Uno de los aspectos que tenia pendiente, era crear mapas rasters del Mundo de Hielo y Fuego. Si bien existen varios mapas disponibles en internet, queria tener mapas propios. 

 

Buscando en internet estos días, conseguí esta increible aplicación Azgaar'd Fantasy Map Generator. 

 

Acá les coloco un pequeño video con el mapa creado en Azgaar'd: 

 

 

Actualizado: El mapa se ha mejorado bastante, y más abajo les muestro como se ven superponiendo la distribución de los animales del Mundo de Hielo y Fuego.

 

Luego exporté imágenes (jpeg) de los mapas relieve, biomas y textura, y los georreferencié en QGIS para crear mapas que incluyeran los animales usados para identificar áreas de endemismo.

Comparto con Ustedes tres mapas (actualizados*):

 

Mapa de biomas con distribución de animales.

 

Mapa de relieve con distribución de animales.

Mapa de textura (detalle Essos) con distribución de animales.

 

(*) Los mapas raster de Azgaar'd y georreferenciarse con QGIS son bastante grandes (más de 100MB c/u); esto complica que los aloje en mi blog. Sin embargo, si alguna persona los desea me puede escribir al correo (jonathan.liria gmail.com) indicando brevemente la finalidad de su uso y porque creen que este tipo de recurso didáctico puede fomentar el aprendizaje de la Biogeografía. 

De igual forma las personas que desen realizar la práctica les recuerdo que en la publicación de la Revista de Educación en Biología tienen el enlace para descargar los shapefiles y datos de los animales del Mundo de Hielo y Fuego.

Tutorial: Quiero hacer un análisis de endemismo con VNDM y no tengo idea como empezar...

Szumik et al. (2002) propone el análisis de endemismo (AE); el procedimiento consiste en evaluar la concordancia en la distribución de las especies de un área predefinida (o un conjunto de celdas). El método permite evaluar distintos tamaños de celda, esto permite describir el efecto causado por esta variable (escala espacial) en la identificación de áreas de endemismo; también es posible asignar presencias asumidas. Uno de los aspectos más relevantes es el cálculo del índice de endemicidad del área, este es igual a la suma de los IE de las especies endémicas del área propuesta, de manera que cuanto más especies endémicas presente un área, y cuanto mayor sea su grado de endemicidad, el grupo de celdas estará mejor apoyado como “área de endemismo” (Szumik & Goloboff, 2004). También puede calcularse áreas de consenso, análogamente a los consensos de árboles en filogenia, resumen la información común contenida en aquellas áreas individuales que comparten un porcentaje dado de especies endémicas, facilitando en gran medida la comparación y evaluación de los resultados (Szumik et al., 2006).

Referencias

Goloboff P. 2005. NDM/VNDM Ver. 2.5. Programs for identification of areas of endemism. Disponible
en: http://www.lillo.org.ar/phylogeny/endemism/

Szumik C, Cuezzo F, Goloboff P, Chalup A. 2002. An optimality criterion to determine areas of
endemism. Syst. Biol. 51: 806-816.

Szumik C, Goloboff P. 2004. Areas de endemism. An improved optimality criterion. Syst. Biol. 53:
968-977.

Szumik C, Casagranda MD, Roig-Juñent S. 2006. Manual de NDM/VNDM: Programas para la
identificación de áreas de endemismo. Instituto Argentino de Estudios Filogenéticos, Año V, Vol.
3. Argentina. Disponible en: http://www.lillo.org.ar/phylogeny/endemism/Manual_VNDM.pdf

Entonces para hacer un análisis de endemismo en VNDM, necesitas:

1) Definir el área de estudio. Por ejemplo: México.

Descargue acá la cartografía base, así como el mapa de Provincias biogeográficas de México.


2) Definir el o los grupos taxonómicos de trabajo: Ejemplo: Géneros de plantas.

Descargue acá el archivo de géneros de plantas y coordenadas geográficas. Este fue obtenido en la página del Natural History Museum - London.


3) Utilizar los siguientes programas.

QGIS (https://www.qgis.org/es/site/)

VNDM (http://www.lillo.org.ar/phylogeny/endemism/)

DIVA-GIS (https://www.diva-gis.org/download)

OpenCalc (https://www.openoffice.org/es/descargar/)

Pasos para realizar el análisis de endemismo en VNDM.

1. Cargue los shapefiles (México y provincias biogeográficas) y el archivo CSV (Datos_generos_plantas.csv) como capas en QGIS:

 

 

2.  Utilice el programa OpenCalc para ver el archivo CSV:

 

 

3. Puede emplear el bloc de notas de MS-Windows, para preparar el archivo que será utilizado en VNDM:  

 

 4. Vaya a la página de la aplicación web GeX en http://gex.mfuhlendorf.com/index.php: 

Referencia:

GeX: an automated tool for generating XYD files for analysis of endemicity using VNDM was published in Cladistics in March 2018. It is open-access and goes into greater detail on the use of this software: https://doi.org/10.1111/cla.12236.

 

5. Realice en VNDM un análisis de endemismo a partir de cuadrículas de 2° x 2° (puede verificar el manual del programa para las distintas opciones):

6. Finalmente, utilice DIVA-GIS para exportar los resultados de VNDM; En este caso, áreas consensos, y colocar capas o shapefiles en QGIS:

Referencia: 

DIVA-GIS. 2012. User Manual, version 7.5 [en línea]. Disponible en: https://www.diva-gis.org/docs/DIVA-GIS_manual_7.pdf

Tengo muchos datos de biodiversidad y no se como procesar y limpiar toda esta información

La cantidad de información (registros) disponibles en Biodiversidad se ha incrementado en las últmas decadas, y la proyección es que seguirá aumentando:

Figura tomada de:

Soberón, J. & Peterson, A. (2009). Monitoring Biodiversity Loss with Primary Species-occurrence Data: Toward National-level Indicators for the 2010 Target of the Convention on Biological Diversity. Ambio. 38. 29-34. 10.1579/0044-7447-38.1.29.

Repositorios como GBIF, NHM, SpeciesLink, entre otros, nos permiten tener acceso a millones de datos de Biodiversidad. Sólo el GBIF posee 1.582.205.031 registros biológicos (agosto 2020):

Existen mchos progrmas que nos permiten lidiar y manipular tal magnitud de datos, sin embargo, uno de lo más interesantes que he utilizado es OpenRefine:

Por suerte hay varios tutoriales y guías con algunas funcionalidades de OpenRefine para datos de Biodiversidad. Acá les coloco un video, y las guías desarrolladas por el Sistema de información en Biodiversidad - Colombia (SiB-Colombia) y el propio GBIF.

Funciones básicas de OpenRefine para limpieza de datos de biodiversidad.

OpenRefine - Guía básica, Limpieza de datos sobre biodiversidad.

Tomado de:

SiB Colombia (2019). OpenRefine - Guía básica, Limpieza de datos sobre biodiversidad.Sistema de Información sobre Biodiversidad de Colombia, Bogotá D.C., Colombia, 22 pp

Esta es la guía desarrollada por el GBIF:

Guía de Uso Básico de OpenRefine para la limpieza de datos sobre biodiversidad.