“Composición y estructura de una red planta-polinizador”

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¿Qué son las REDES ?

• Los elementos de un sistema se representan como nodos con conexiones entre sí

• Teoría de grafos- Erdös & Rényi (1959) red aleatoria- se comienzan a usar redes en sistemas complejos

Ejemplos:

• Redes de información: World Wide Web, internet,• redes de trabajos citados• Redes sociales: de amistad, de negocios entre• compañías, organizacionales, • redes de colaboraciones científicas• Redes biológicas• Redes entre aeropuertos ligadas por rutas aereas• Redes producidas por bloques comerciales

La red ecológica.

• Una red es una colección de unidades que interactúan potencialmente en un sistema.

• Una red simple se representa por un grupo de nodos uniformes conectados de manera unidireccional.

De lo simple a lo complejo.

• Interacción.

• Específico o generalista.

• Simbiosis y coevolución.

O

• Interacciones Mayores como el conjunto de interacciones pequeñas.

• La red como modelo estructural.

Conjunto de interacciones que forman una red

compleja.

Definiciones

• Vertex, Nodo, especie• Edge, enlace o conexión• La topología se refiere a la forma en que están• interconectados los distintos nodos de una red.• Tamaño de red: número total de especies• Grado: número de enlaces distintos que tiene un nodo

Tipos de redes. Los nodos son los elementos de la red, conectados por enlaces que pueden o no contener información acerca de la dirección de transferencia entre nodos (e.g., transferencia de energía). Las redes bipartitas están compuestas por dos grupos de nodos y los enlaces se establecen sólo entre nodos de los dos conjuntos diferentes. En cualquiera de estas redes los enlaces pueden contener informaciónacerca de la intensidad de la transferencia, siendo entonces redes cuantitativas o ponderadas. Los grupos de nodos más conectados entre sí que con el resto de los nodos se denominan cliques o subredes.

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5

1 0 1 1 1 0

2 1 0 1 1 1

3 1 1 0 1 0

4 1 1 1 0 1

5 0 1 0 1 0

Redes cualitativas

• Datos binarios: presencia-ausencia deinteracciones

animalesplantas

A1 A2 A3 A4 A5

P1 1 1

P2 1 1

P3 1 1 1

P4 1 1 1 1

P5 1 1 1 1

Representación de redes cualitativas

Descriptores cualitativosConectancia:

• proporción de enlaces existentes en relación a todos los posibles dado un número de especies

• Gráficas bipartitas• C= I/AxP• C= 17/5x6

animalesplantas

A1 A2 A3 A4 A5

P1 1 1P2 1 1P3 1 1 1P4 1 1 1 1P5 1 1 1 1P6 1 1

• Densidad de enlaces D=I/S =I/A+P =15/5+6• Generalidad G=I/A =17/5• – No. promedio de enlaces por animal• Vulnerabilidad V=I/P =17/6• – No. promedio de enlaces por planta

animalesplantas

A1 A2 A3 A4 A5

P1 1 1P2 1 1P3 1 1 1P4 1 1 1 1P5 1 1 1 1P6 1 1

• Las redes descritas poseen una alta heterogeneidad en el grado de especialización:

• muchas especies con pocas interacciones (especialistas) y pocas especies con muchas interacciones (generalistas)

Jordano et al. 2003

Estructura encajada o anidada (nested)

Características

• Núcleo de especies generalistas- Pocas especies involucradas en muchas

interacciones: redundancia- resistencia a pérdida de especies

• Asimetría en las interacciones• Nestedness “temperatura” valor de 0 a 100, y

OJO las publicaciones lo usan de distintas formas.• A veces el 0 significa anidación perfecta, otras el

100

Modelos nulos

• Un modelo nulo es un modelo que genera patrones,que está basado en la aleatorización de datos ecológicos o muestreo aleatorio de una distribución conocida o imaginada.

• El modelo nulo está diseñado con respecto a algún proceso ecológico o evolutivo de interés. Ciertos elementos de los datos se mantienen constantes, mientras a otros se les permite variar estocásticamente para crear nuevos patrones de ensamblaje.

• La aleatorización está diseñada para producir un patrón que sería esperado en la ausencia de un mecanismo ecológico en particular/específico.

(Gotelli&Graves 1996)

El modelo nulo más simple:

– Asume que las interacciones entre pares de especies de una comunidad tienen la misma probabilidad de ocurrir.

– Otros incorporan el grado de las especies de forma que a mayor grado, mayor probabilidad de asignación de interacciones

– La mayoría de los modelos nulos usan datos binarios/cualitativos

• Se generan matrices aleatoriamente (a veces con ciertas restricciones)

• Se comparan los valores de índices de redes observadas (i.e. datos reales) con valores de métricos de redes generadas aleatoriamente (ej. N=1000)

Modularidad/Compartimentalización

• Módulos: Grupos de especies que interactuan más frecuentemente entre sí y tienen pocasinteracciones con especies de otros gruposi.e. Muchos enlaces entre especies del grupo ypocos con especies de otros grupos

• Módulos en 3 de 5 redes tróficas analizadas, Los compartimentos promueven estabilidad porque retienen los efectos de disturbios dentro de un compartimento

Asimetría de red

• No. de animales : número de plantas• 3.6:1 polinizadores:plantas• 3.8:1 hormigas:plantas• 1.2:1 dispersores de semillas:plantas• 1.6:1 hormigas:mirmecofitas• Asim de red=A-P/P+A

RELACIONES PROHIBIDAS

• Existen atributos de las especies que contribuyen al establecimiento de las interacciones

• Coincidencias fenológicas• Tamaño de las flores• Tamaño del pico

• 29 de 51 redes de polinización son modulares. Los niveles de anidamiento y modularidad no están correlacionados.

Correspondencia entre caracteres deespecies

• Reglas de interacción resultado de la correspondencia entre rasgos fenotípicos de individuos que interactúan, de una forma COMPLEMENTARIA, o como BARRERA. Depende principalmente de la identidad de las especies y su fenotipo. No sólo incluye morfología, sino también rasgos de comportamiento, (ej. preferencias en alimentación).

Presencia deseñal filogenéticaen la estructurade las redes

Tipos hipotéticos de redes planta-animal.De izquierda a derecha: al azar, compartimentada yanidada o encajada (GUIMARÃES et al., 2006).

Implicaciones de la estructura

Redes hormiga (círculos)-planta con nectarios extraflorales (puntos negros). Las tres de la izquierdapresentaron encajamiento significativo (ver GUIMARÃES et al., 2006).