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Análisis de Parsimonia de Endemismo (PAE)

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Alejandra Alday

on 5 December 2014

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Transcript of Análisis de Parsimonia de Endemismo (PAE)

¿Qué es el PAE?
Interpretación de los Cladogramas del PAE
Cladograma
Temática
Conclusión
Sin duda con el tiempo y el desarrollo de la ciencia, el PAE, caerá en desuso y será sustituido por métodos más eficientes para la identificación de áreas de endemismo. Sin embargo, es innegable la aportación del PAE, un método con características que hasta el momento ningún otro ofrece. Lo importante es que su trasfondo teórico y metodológico pueda ser bien comprendido para ser superado. Evidentemente el PAE, muy a pesar de sus detractores, no explica la selección natural.
Análisis de Parsimonia de Endemismo (PAE)
Alejandra D.- Camila L.- Constanza L.
Críticas hacia el PAE
Humphries (1989) y Humphries y Parenti (1999) consideran que el PAE es un método de cladística biogeográfica inválido, porque no toma en cuenta la relación filogenética de los taxones analizados
Un método para identificar y clasificar áreas de endemismo, que es la restricción que tiene un taxón hacia un área geográfica en particular (Candolle, 1920, pp 359-422)].
Construye cladogramas basados en el análisis de cladística de presencia/ausencia de datos matrices de las especies y taxones supra específicos.
Los cladogramas del PAE permiten la identificación de los componentes biológicos, que se usa para lo que se conoce como biotas históricas (Salthe, 1985), grupos biogeográficos (Rosen 1988a), grupos taxonómicos (Rosen 1992) y su relación hipotética.
El PAE fue formulado originalmente por Rosen (1984, 1985) y fue desarrollado completamente por él mismo y Smith (1988). Muchos autores han contribuido a su desarrollo teórico (Escalante & Morrone, 2003; Nihei, 2006; Morrone, 2009; Echeverry & Morrone, 2010; Escalante, 2011; Crother & Murray, 2013).
Pasos del PAE para la delimitación de áreas de endemismo
Paso 1
Paso 2
Paso 3
Paso 4
Paso 5
Paso 6
Elegir la unidad biogeográfica más apropiada depende del objetivo del análisis. Cuando el objetivo es identificar áreas de endemismos, las células cuadriculares son la unidad más adecuada. Cuando el objetivo es determinar la relación entre determinadas áreas, se deben usar las áreas de endemismos predefinidas.
Elige un grupo de unidades biogeográficas a través del área de estudio, por ejemplo localidades (fig. 1a) áreas de endemismos predefinidas o areas definidas por criterio fisiográfico.
Determina la distribución geográfica de los taxones que serán analizados, simplemente registrando sus localidades (fig. 1d) construyendo vías individuales (fig. 1e) o modelando sus distribuciones (fig. 1f). Se puede, considerar agregar información filogenética de taxones supra específicos (fig. 1g).
Construye una matriz r x c (fig. 1h), donde r (filas) representan la unidad biogeográfica a analizar y c (columnas) representan a la especie y o taxón supraespecífico. Cada entrada es un código como 1 o 0, dependiendo de si cada taxón está presente o ausente en la unidad. Un código de unidad hipotético como todos los ceros se adhiere a la matriz de forma que se pueda conocer su origen.
Cuando se recopila la matriz los datos se codifican usando un sistema binario, con cero (0) para ausencia y uno (1) para presencia en cada unidad biogeográfica.
Al unir el cladograma con una unidad hipotética codificada como todos cero, implica una condición “ancestral” donde todos los taxones están ausentes
Analiza la matriz con un algoritmo de parsimonia. Si se encuentra más de un cladograma (fig. 1i), calcula un cladograma de estricto consenso.
Identifica los componentes bióticos en el cladograma resultante como los grupos uniraciales definidos por al menos dos taxones (sinapomorfías). Adicionalmente, si se aplica una interpretación histórica, definir los procesos biogeográficos específicos del taxón optimizado en el cladograma: las sinapomorfías como eventos vicariantes, paralelismos como eventos de dispersión, y reversas como eventos de extinción
Representa a los componentes bióticos identificados en el siguiente mapa como áreas de endemismos (grupos de células cuadriculares, mapas, o vías generalizadas.
Siempre en un cladograma están representados los caracteres sinapomórficos (unen los taxas que se comparten) y los autopomórficos (son propios de un taxa y no están representados en ningún otro ya que son los caracteres terminales).
Hay diferentes maneras de identificar a los patrones identificados por el PAE. Rosen consideró que debían haber dos alternativas cuando se interpretaban a los cladogramas del PAE: Estática y dinámica
Una interpretación estática se basa en una reconstrucción de las características geográficas y geológicas en un único horizonte geológico, sin incluir ninguna información filogenética.
Una interpretación dinámica intenta relatar los resultados con una reconstrucción de eventos geológicos basados en dos o más cladogramas obtenidos en diferentes periodos de tiempo, o agregando información filogenética a los taxones supraespecíficos.
1.-¿Qué es el PAE?

2.-Metodología de aplicación del PAE.

3.-Análisis e Interpretación de los cladogramas del PAE.

4.-Críticas hacia el PAE.
Objetivo:
El objetivo de este texto es analizar al PAE para dejar en claro su base teórica y abordar algunas de sus críticas.
Rosen sugirió tres situaciones en las que un PAE estático puede ser interpretado tentativamente como dinámico:

Cuando hay un patrón particular ente varios grupos de organismos como el resultado de grandes eventos geológicos

Cuando un único cladograma puede verse como la hipótesis de la historia de ciertas áreas y puede ser reconciliada a evidencia ecológica independiente

Cuando los cladogramas se explican usando datos paleoecológicos
Los patrones que se detectan por el PAE dinámico pueden ser interpretados histórica o ecológicamente. Si el área marcada por ceros se interpreta como el área falta de condiciones favorables para que los taxones sobrevivan (interpretación ecológica), las relaciones del área indicaran afinidades ecológicas. Si se interpreta como un área ecológicamente antigua, donde ningún taxón ha evolucionado o llegado por dispersión (interpretación histórica
Parenti & Ebach (2009) consideran al PAE un representante del “análisis pseudo cladístico” y que provoca un “fenograma de área.
Santos (2005) y Santos & Amorim (2007) reiteraron aquellos argumentos diciendo que “la reconstrucción de la historia del uso del espacio por algunas especies, depende estrictamente de la filogenia”
Santos y Amorim, 2007. P 70). Garzón-Orduña et al (2008) consideran que la historia geográfica es “una disciplina que corresponde a teorías, principios y aplicación de las sistemáticas filogenéticas, así tiene que ver con el uso de filogenias para producir reconstrucciones históricas de las áreas de relación
Justificación del PAE
autores han considerado que la biogeografía es una disciplina pluralista donde el PAE tiene su lugar a pesar de la falta de base filogenética, y donde puede ser aplicada como primer paso en el análisis al identificar áreas de endemismos.
Garzón-Orduña también probó la eficiencia del PAE al recuperar relaciones historias en análisis cladisticos biogeográficos publicados anteriormente, y al compararlo con el análisis de parsimonios de Brooks.

Nihei consideró que la mayoría de las críticas trataban con la metodología más que con su teoría y que aquellos criticismos casi siempre resultaban de una confusión entre una estrategia dinámica o estática

Nihei dijo a los biogeografos a que estuvieran al tanto de las limitaciones del PAE estático y dinámico, para que evaluaran las nuevas variaciones del PAE, y para probar al PAE dinámico experimental como una herramienta para deducir las relaciones entre áreas
Peterson (2008) creía que, aunque el PAE se ha vuelto una técnica analítica popular, tiene varias desventajas que hace inadecuado hacer una corrección de las inferencias de la historia biogeográfica, específicamente (1) encontrar la raíz de un cladograma con todas las unidades 0; (2) se requieren no endemismos para entender; (3) el PAE podría agrupar a las áreas basadas en ausencias compartidas y (4) el PAE no es aplicable a áreas delimitadas artificialmente
El primer punto es incorrecto, porque los cladogramas del PAE también pueden tener su raíz con en las unidades 0, o en un área real, o se puede hacer un análisis de raíces. El segundo punto se basa en un mal entendido del concepto de endemismo y el hecho de que puede ocurrir a diferentes niveles jerárquicos; los taxones “no endémicos” son, de hecho, endémicos a grandes áreas endémicas (como ejemplo, un taxón habitando áreas A y B no es endémica a ninguno de los dos pero si a AB). El tercer punto es correcto, pero en la mayoría de los cladogramas con parsimonias que comparten ausencias se interpreta como eventos de extinción
Datos
En los primeros análisis el género se usaba como datos (columnas) en la matriz de datos. Las especies, entonces, pasaron a ser la unidad más común, aunque ocasionalmente el género y otro taxón supraespecífico eran usados propusieron independientemente combinar especies y taxón supraespecifíco para incorporar información filogenética (e histórica), y muchos otros autores han seguido esta estrategia formalizaron este procedimiento, nombrándolo análisis cladístico de distribuciones y endemismos (CADE). A pesar de sus diferencias, PAE y CADE pueden ser considerados como variantes del mismo método general.
Lo que compone a los datos más apropiados dependen de la información disponible. Cuando hay mucha información, la data de localidad es óptima; cuando los datos son escasos, los mapas o los nichos ecológicos son adecuados. Las vías individuales deberían usarse cuando se trabaja bajo un marco panbiogeográfico.
Un contraste racional para la interpretación del PAE y la biogeografía cladística se puede encontrar al aplicar el concepto de biogeografía homóloga.
La biogeografía homóloga primaria es el resultado de identificar áreas de endemismos o vías generalizadas, y representa una hipótesis en una historia biótica basada en congruencias distribucionales. (PAE)
La biogeografía homóloga secundaria se refiere a las pruebas de cladística biogeográfica de la anterior homología reconocida (congruencia filogenética). (Cladística)
Enghoff sugirió que el PAE podía ser visto como una “conjetura 0” porque solo los taxones extendidos podían probar la evidencia de las áreas de relaciones. Así, aunque no siendo estrictamente un método cladístico biogeográfico, el PAE se comporta como una implementación incompleta del BPA (Análisis de Simplicidad de Brooks). El CADE (Análisis Cladístico de Distribución de Endemismo) también implementa de forma incompleta al BPA, pues solo algunas cladimias se incorporan para proveer datos adicionales.
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