Ciencias de la Vida y de la Tierra

Ecología y Evolución en Islas

Ecología y Evolución en Islas utiliza el modelo de las islas para cuantificar los patrones de diversidad biológica e identificar los procesos ecológicos y evolutivos que explicarían su origen, evolución y mantenimiento.

Perfil del grupo de Ecología y Evolución en Islas en Digital.CSIC.

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Trabajo de campo
Presentación

Las investigaciones que se llevan a cabo en el Grupo de Ecología y Evolución en Islas (GEEI) se desarrollan en un contexto amplio. Éstas abarcan desde estudios a nivel individual, poblacional, y comunidades, incluyendo además estudios sobre sus redes de interacción, ya sean tróficas o mutualistas. Debido a que las islas están caracterizadas por presentar sistemas frágiles, nuestras investigaciones se extienden más allá de las preguntas fundamentales de la ecología y la evolución intentando abordar, además, aspectos de la biología de la conservación relacionados con las especies y poblaciones nativas y endémicas, así como la introducción de especies exóticas. Aunque nuestras investigaciones están principalmente enfocadas en las islas Canarias y los otros archipiélagos macaronésicos, nuestros programas de investigación colaborativa tienen un amplio alcance global, incluyendo islas de los océanos Pacifico e Índico.

Las investigaciones del grupo se conocen por su impacto internacional, contando entre sus hitos la identificación de: (i) los procesos ecológicos relacionados con la especiación (ii) las interacciones tróficas y mutualistas singulares (iii), las consecuencias ecológicas y evolutivas de la defaunación e introducción de especies exóticas, y (iv) las consecuencias de la variación climática dentro de un marco espacial y temporal. Periódicamente recibimos estancias de investigadores nacionales e internacionales, y estamos siempre dispuestos a apoyar las solicitudes de financiación de investigadores motivados, tanto de alumnos pre- como postdoctorales.

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Valido

Ecología y evolución de las interacciones mutualistas

Investigamos los procesos ecológicos que modulan las interacciones mutualistas entre plantas con sus polinizadores y dispersores de semillas, y cómo estas interacciones podrían además traducirse en cambios evolutivos en los agentes interactuantes.

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Emerson

Ensamblaje de comunidades y evolución de especies

Investigamos los procesos que estructuran la biodiversidad espacialmente y que generan nuevas especies, aprovechando la simplicidad de islas relativo a ambientes continentales.

Responsable:

Brent C. Emerson

Ecología evolutiva y conservación

Esta línea trata de estudiar la estructura y funcionamiento a nivel de comunidad, mediante el uso de redes ecológicas complejas, con el fin de intentar entender la complejidad de los relativamente simples ecosistemas insulares.

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Gobierno de Canarias

Asesoramiento experto en materia de especies exóticas invasoras

Asesoramiento científico en materia de especies exóticas invasoras a la empresa GESPLAN S.A.

Investigador principal:

Marta López Darias

Estado:

En Ejecución

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Cabildo de TNF

Estudio de impacto de ratas y ratones sobre el lagarto moteado de Tenerife

Evaluar el impacto de ratas y ratones en la población de lagarto moteado de Tenerife mediante el análisis de la presencia de DNA de lagartos en la dieta de estos...

Investigador principal:

Marta López Darias

Estado:

En Ejecución

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MINECO

Efectos del cambio global sobre las meta-redes tróficas en islas de pequeño tamaño

Investigador principal:

Anna Traveset (IMEDEA-CSIC)

Estado:

En Ejecución

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Cabildo de TNF

Especies exóticas invasoras y su gestión en las islas

Investigador principal:

Marta López Darias

Manuel Nogales

Estado:

En Ejecución

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TNF

Ensayos para la búsqueda de métodos eficaces y eficientes para el control de flora exótica invasora en la isla de Tenerife

Diseñar y realizar el seguimiento de una serie de ensayos experimentales que permitan identificar qué técnicas son las más adecuadas para el control de flora...

Investigador principal:

Marta López Darias

Estado:

En Ejecución

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TNF

Estudio piloto para la caracterización de la fauna edáfica en el termófilo de Tenerife y sus implicaciones para los planes de restauración y conservación

Desarrollar un estudio piloto sobre el estado de conservación de la fauna de artrópodos edáficos de los bosques termófilos en Tenerife.

Investigador principal:

Carmelo Andújar

Estado:

En Ejecución

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ct

Funcionamiento ecológico de ecosistemas insulares y especies amenazadas

Investigador principal:

Aarón González Castro

Manuel Nogales

Estado:

En Ejecución

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TNF

Análisis de la interacción entre especies del género Opuntia y Gallotia galloti, una especie de lagarto endémico de Tenerife

Examinar la influencia de O. dillenii sobre la densidad de población de G. galloti, explorar las posibles respuestas adaptativas derivadas de la presencia de O....

Investigador principal:

Marta López Darias

Estado:

En Ejecución

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bbva

En lucha contra la invasión de culebras reales de California en Canarias: investigación aplicada a la gestión

Analizar el uso del hábitat, detectar y caracterizar los refugios y estudiar aspectos básicos de la biología reproductiva de la culebra de California en Gran Canaria...

Investigador principal:

Marta López Darias

Estado:

En Ejecución

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CajaCanarias Fundación

Hacia una restauración integral de los bosques de laurisilva y su fauna invertebrada

Investigador principal:

Brent Emerson

Estado:

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MINECO

La dinámica de las comunidades de artrópodos en islas oceánicas en el espacio y el tiempo

Investigador principal:

Brent Emerson

Estado:

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FEDER

Instalación Genética/Genómica Automatizada para el Análisis de Alto Rendimiento de la Biodiversidad (IGAR-Biodiv)

El principal objetivo del proyecto, subvencionado por la Unión Europea a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), es disponer de una plataforma genética/...

Investigador principal:

Brent Charles Emerson

Estado:

En Ejecución

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H2020

UNISLAND: Towards a unified mechanistic model of oceanic island biogeography

Comprender cómo los procesos ecológicos y evolutivos dan forma a los patrones de la biodiversidad sigue siendo un desafío central para la teoría ecológica y...

Investigador principal:

Jairo Patiño

Estado:

En Ejecución

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MINECO

Biodiversidad del suelo a múltiples escalas: nuevos procedimientos para la medición y el estudio de las comunidades de artrópodos edáficos

Investigador principal:

Carmelo Andújar

Estado:

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GESPLAN

Estudio para la mejora de la efectividad y selectividad de los métodos de trampeo de Lampropeltis californiae

Evaluar científicamente la eficiencia de distintos cebos en la atracción de las culebras reales de California a las trampas que se utilizan para su captura.

Investigador principal:

Marta López Darias

Estado:

Finalizado

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Gobierno de Canarias

Análisis de las vías de dispersión inducida de la culebra real de California (Lampropeltis californiae) en Gran Canaria

Evaluar científicamente la relación entre la actividad comercial y la dispersión de las culebras invasoras en la isla de Gran Canaria.

Investigador principal:

Marta López Darias

Estado:

Finalizado

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H2020

Biodiversity drivers on islands and continents

Mediante un enfoque multidisciplinario, este proyecto tuvo por objeto arrojar luz sobre los procesos biogeográficos y evolutivos que generan la biodiversidad, utilizando...

Investigador principal:

Nuria Macías Hernández (Finnish Museum of Natural History)

Estado:

Finalizado

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H2020

BAYESLAND: Community assembly on islands - a phylogenetic Bayesian approach

Los biólogos han tratado de comprender los patrones geográficos de la distribución de las especies durante siglos. Con este fin, BAYESLAND analizó los patrones...

Investigador principal:

Josselin Cornuault (Real Jardín Botánico-CSIC)

Estado:

Finalizado

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MINECO

Dispersal traits and colonisation: species success within oceanic islands

Investigador principal:

Pablo Vargas (RJB-CSIC)

Estado:

Finalizado

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FCT

MACDIV: Macaronesian islands as a testing ground to assess biodiversity drivers at multiple scales

Centrándose en las escalas locales, el MACDIV propuso diseccionar la base taxonómica, evolutiva y funcional de la heterogeneidad espacial en la diversidad, brindando...

Investigador principal:

Paulo Borges (Universidad de Azores)

Estado:

Finalizado

Proyecto de investigación

Biodiversity dynamics - The nexus between space and time

Investigador principal:

Rosemary Gillespie (University of California)

Michael Hickerson (City University of New York).

Estado:

Finalizado

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H2020

SOILBIODIV: Beyond the limits of scale: a novel pipeline for te measurement of soil arthropod biodiversity

Los principales objetivos de SOILBIODIV eran desarrollar y validar un sistema interdisciplinario de metabúsqueda y metagenómica mitocondrial para obtener medidas sólidas de la diversidad biológica...

Investigador principal:

Carmelo Andújar

Estado:

Finalizado

Proyecto de investigación

ISLANDRAD: Geografía, genómica y éxito evolutivo dentro de un ambiente insular

ISLANDRAD investiga la importancia de tres procesos interconectados que parecen tener importancia en el éxito evolutivo de la super-radiación (> 128 especies) del género Laparocerus (...

Investigador principal:

Brent Emerson

Estado:

Finalizado

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MAPAMA

Cuantificando la respuesta a los incendios forestales de las comunidades de plantas y artrópodos de los bosques de laurisilva del Parque Nacional de Garajonay

El objetivo central de este proyecto fue implementar un programa de muestreo estandarizado para cuantificar la respuesta al fuego de la estructura de las comunidades de...

Investigador principal:

Brent Emerson

Estado:

Finalizado

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frb

ISLANDS - Community Assembly in Remote Islands: does equilibrium theory apply?

El objetivo principal del proyecto fue evaluar la importancia de los factores históricos sensu lato, incluida la dinámica evolutiva de los linajes de los colonos, en la formación de las...

Investigador principal:

Christophe Thébaud (Universidad de Toulousse)

Estado:

Finalizado

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netbiome

ISLAND-BIODIV: Understanding biodiversity dynamics in tropical and subtropical islands as an aid to science-based conservation actions

ISLAND-BIODIV fue una colaboración concertada, transnacional y transregional para proporcionar medidas de biodiversidad dentro de los ecosistemas insulares y establecer...

Investigador principal:

Brent Emerson

Estado:

Finalizado

Publicaciones destacadas

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Honeybees disrupt

Honeybees disrupt the structure and functionality of plant-pollinator networks

The honeybee is the primary managed species worldwide for both crop pollination and honey production. Owing to beekeeping activity, its high relative abundance potentially affects the structure and functioning of pollination networks in natural ecosystems. Given that evidences about beekeeping impacts are restricted to observational studies of specific species and theoretical simulations, we still lack experimental data to test for their larger-scale impacts on biodiversity. Here we used a three-year field experiment in a natural ecosystem to compare the effects of pre- and post-establishment stages of beehives on the pollination network structure and plant reproductive success. Our results show that beekeeping reduces the diversity of wild pollinators and interaction links in the pollination networks. It disrupts their hierarchical structural organization causing the loss of interactions by generalist species, and also impairs pollination services by wild pollinators through reducing the reproductive success of those plant species highly visited by honeybees. High-density beekeeping in natural areas appears to have lasting, more serious negative impacts on biodiversity than was previously assumed.

Valido, Alfredo; Rodríguez-Rodríguez, María C.; Jordano, Pedro

Scientific Reports 9: 4711 (2019)
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Functional consequences of plant-animal interactions

Functional consequences of plant-animal interactions along the mutualism-antagonism gradient

Plant-animal interactions are pivotal for ecosystem functioning, and usually form complex networks involving multiple species of mutualists as well as antagonists. The costs and benefits of these interactions show a strong context-dependency directly related to individual variation in partner identity and differential strength. Yet understanding the context-dependency and functional consequences of mutualistic and antagonistic interactions on individuals remains a lasting challenge. We use a network approach to characterize the individual, plant-based pollination interaction networks of the Canarian Isoplexis canariensis (Plantaginaceae) with a mixed assemblage of vertebrate mutualists (birds and lizards) and invertebrate antagonists (florivores, nectar larcenists, and predispersal seed predators). We identify and quantify interaction typologies based on the sign (mutualistic vs. antagonistic) and strength (weak vs. strong) of animal-mediated pollination and test the relationship with individual female reproductive success (FRS). In addition, we document pollinator movement patterns among individual plants to infer events of pollen transfer/receipt that define the plant mating networks and test the relationship with FRS. We identify six interaction typologies along a mutualism-antagonism gradient, with two typologies being over-represented involving both mutualists and antagonists and influencing FRS. Plants showing strong mutualistic interactions, but also (weak or strong) interactions with antagonists are relatively better connected in the mating network (i.e., with higher potential to transfer or receive pollen). Thus, mixed flower visitor assemblages with mutualists and antagonists give plants increased their importance in the mating networks, promote outcrossing and increasing both female and male fitness. Our approach helps characterize plant-animal interaction typologies, the context-specificity of diversified mutualisms, and a better forecasting of their functional consequences.

Rodríguez-Rodríguez, María Candelaria; Jordano, Pedro; Valido, Alfredo

Ecology 98: 1266-1276 (2017)
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Contribution by vertebrates to seed dispersal effectiveness

Contribution by vertebrates to seed dispersal effectiveness in the Galápagos Islands: a community-wide approach

Seed dispersal and seedling recruitment are crucial phases in the life cycle of all spermatophyte plants. The net contribution of seed dispersers to plant establishment is known as seed dispersal effectiveness (SDE) and is defined as the product of a quantitative (number of seeds dispersed) and a qualitative (probability of recruitment) component. In Galápagos, we studied the direct contribution to SDE (number of seeds dispersed and effect on seedling emergence) provided by the five island groups of frugivores (giant tortoises, lizards, medium-sized passerine birds, small non-finch passerine birds, and finches) in the two main habitats in this archipelago: the lowland and the highland zones, and found 16 vertebrate species dispersing 58 plant species. Data on frequency of occurrence of seeds in droppings and number of seeds dispersed per unit area produced contrasting patterns of seed dispersal. Based on the former, giant tortoises and medium-sized passerines were the most important seed dispersers. However, based on the latter, small non-finch passerines were the most important dispersers, followed by finches and medium-sized passerines. The effect of disperser gut passage on seedling emergence varied greatly depending on both the disperser and the plant species. Although the contribution to SDE provided by different disperser guilds changed across plant species, medium-sized passerines (e.g., mockingbirds) provided a higher contribution to SDE than lava lizards in 10 out of 16 plant species analysed, whereas lava lizards provided a higher contribution to SDE than birds in five plant species. While both the quantitative and qualitative components addressed are important, our data suggests that the former is a better predictor of SDE in the Galápagos archipelago.

Nogales, Manuel; González-Castro, Aarón; Rumeu, Beatriz ; Traveset, Anna; Vargas, Pablo ; Jaramillo, Patricia; Olesen, J.M.; Heleno, R.H.

Ecology 98(8): 2049-2058 (2017)
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A roadmap for island biology

A roadmap for island biology: 50 fundamental questions after 50 years of The Theory of Island Biogeography

Aims: The 50th anniversary of the publication of the seminal book, The Theory of Island Biogeography, by Robert H. MacArthur and Edward O. Wilson, is a timely moment to review and identify key research foci that could advance island biology. Here, we take a collaborative horizon-scanning approach to identify 50 fundamental questions for the continued development of the field. Location: Worldwide. Methods: We adapted a well-established methodology of horizon scanning to identify priority research questions in island biology, and initiated it during the Island Biology 2016 conference held in the Azores. A multidisciplinary working group prepared an initial pool of 187 questions. A series of online surveys was then used to refine a list of the 50 top priority questions. The final shortlist was restricted to questions with a broad conceptual scope, and which should be answerable through achievable research approaches. Results: Questions were structured around four broad and partially overlapping island topics, including: (Macro)Ecology and Biogeography, (Macro)Evolution, Community Ecology, and Conservation and Management. These topics were then subdivided according to the following subject areas: global diversity patterns (five questions in total); island ontogeny and past climate change (4); island rules and syndromes (3); island biogeography theory (4); immigration–speciation–extinction dynamics (5); speciation and diversification (4); dispersal and colonization (3); community assembly (6); biotic interactions (2); global change (5); conservation and management policies (5); and invasive alien species (4). Main conclusions: Collectively, this cross-disciplinary set of topics covering the 50 fundamental questions has the potential to stimulate and guide future research in island biology. By covering fields ranging from biogeography, community ecology and evolution to global change, this horizon scan may help to foster the formation of interdisciplinary research networks, enhancing joint efforts to better understand the past, present and future of island biotas.

Patiño, Jairo; Whittaker, R.J.; Borges, Paulo A. V.; Fernández-Palacios, José María; Ah-Peng, Claudine; Araújo, Miguel B. ; Ávila, Sergio P.; Cardoso, Pedro; Cornuault, J.; de Boer, E.J. ; de Nascimento, L.; Gil, A.; González-Castro, Aarón  ; Gruner, D.S.; Heleno, Rubén H.; Hortal, Joaquín; Illera, Juan Carlos ; Kaiser-Bunbury, C.N.; Matthews, T.J.; Papadopoulou, Anna ; Pettorelli, N.; Price, J.P.; Santos, A.M.C.; Steinbauer, Manuel J.; Triantis, K.A.; Valente, L.; Vargas, Pablo; Weigelt, P.; Emerson, Brent C.  

Journal of Biogeography 44(5): 963-983 (2017)
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Evidence for mega‐landslides as drivers

Evidence for mega-landslides as drivers of island colonization

[Aim] How non-dispersive taxa colonize islands is generalized as being by wind, or rafting, with the implicit assumption that such events involve one (wind) or a few (rafting) individuals. However, because of the evolutionary time-scale for colonization events, the fit of individual species to a conceptual model of wind or rafting is difficult to assess. Here, we describe an alternative testable geological model for inter-island colonization that can result in larger effective founding population sizes than traditionally accepted colonization mechanisms. We then test for the fit of genetic data to this model using weevils from the Laparocerus tessellatus species complex. [Location] Canary Islands. Methods: Using a combination of geological data for the Canary Islands, and mtDNA data from a weevil radiation within the Canary Islands, we test three species-level predictions for mega-landslides as drivers of oceanic rafting between islands and subsequent speciation: (1) colonization should involve multiple female lineages, (2) founding lineages should have a common geographical origin, consistent with a mega-landslide event, and (3) colonization direction should be consistent with ocean currents. [Results] Both individual-level and population-level analyses support a mega-landslide event as the driver of colonization from the island of Tenerife to La Palma. At least four female lineages colonized La Palma from Tenerife, with the geographical range of ancestral sequences to these four lineages describing the limits of the La Orotava mega-landslide in Tenerife. [Main conclusions] In the context of island biogeographical theory, mega-landslides may be an important driver of colonization, and subsequent lineage diversification. They provide a framework for hypothesis testing using genetic data from species, or closely related species, with ranges that encompass landslides and potential areas of colonization.

García-Olivares, Víctor; López, Heriberto; Patiño, Jairo; Álvarez, Nadir; Machado, Antonio; Carracedo, Juan Carlos; Soler, Vicente; Emerson, Brent C.

Journal of Biogeography 44(5): 1053-1064 (2017)
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MtDNA metagenomics reveals large‐scale invasion

MtDNA metagenomics reveals large-scale invasion of belowground arthropod communities by introduced species

Using a series of standardized sampling plots within forest ecosystems in remote oceanic islands, we reveal fundamental differences between the structuring of aboveground and belowground arthropod biodiversity that are likely due to large-scale species introductions by humans. Species of beetle and spider were sampled almost exclusively from single islands, while soil-dwelling Collembola exhibited more than tenfold higher species sharing among islands. Comparison of Collembola mitochondrial metagenomic data to a database of more than 80 000 Collembola barcode sequences revealed almost 30% of sampled island species are genetically identical, or near identical, to individuals sampled from often very distant geographic regions of the world. Patterns of mtDNA relatedness among Collembola implicate human-mediated species introductions, with minimum estimates for the proportion of introduced species on the sampled islands ranging from 45% to 88%. Our results call for more attention to soil mesofauna to understand the global extent and ecological consequences of species introductions.

Borges, Paulo A. V.; Strasberg, Dominique; Oromí, Pedro; López, Heriberto; Pérez-Delgado, Antonio; Casquet, Juliane; Caujapé Castells, J.; Fernández-Palacios, José María; Thébaud, Christophe; Emerson, Brent C.  

Molecular Ecology 26(12): 3104-3115 (2017)

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Ciencias de la Vida y de la Tierra

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