Responsable del Proyecto

FLORÍSTICA Y BIOGEOGRAFÍA DE LA VEGETACIÓN TEMPLADA DE LA SIERRA MADRE ORIENTAL

Dra. Mercedes Isolda Luna Vega

ilv@hp.fciencias.unam.mx

Profesores asociados:

M. en C. Raúl Contreras Medina

raconmed@hotmail.com

Biól. Othón Alcántara Ayala

aao@minervaux2.fciencias.unam.mx

Biól. Alberto Gonzalez Zamora

Biól. Carlos Alberto Ruiz Jiménez

c_ruiz70@starmedia.com

La Sierra Madre Oriental se reconoce como una de las principales provincias bióticas de la República Mexicana. Posee gran interés biológico debido, entre otros factores, a su gran cantidad de endemismos (Rzedowski, 1991a; Luna et al. 1988, 1989, 1994; Alcántara y Luna, 1997; entreotros). Existe un fuerte debate en torno a la delimitación natural de esta provincia que, de acuerdo con algunos autores, es artificial (v. gr. Rzedowski, 1990, 1993;Casas-Andreu y Reyna-Trujillo, 1990; Luna et al., 1999).

Los sistemas de regionalización biótica constituyen el marco de referencia básico para el análisis biogeográfico y son además herramientas valiosas para el diseño de planes y programas de conservación. Por ello es importante realizar una delimitación precisa de las diversas provincias bióticas, basada en un conocimiento amplio y detallado de la distribución de diversos taxones. Hasta ahora la definición de provincias bióticas se ha hecho con criterios fenéticos, de acuerdo al número de especies compartidas entre distintas áreas. Esto resulta en entidades artificiales que no reflejan la historia evolutiva conjunta de la Tierra y biota. En este trabajo se pretenden aplicar metodologías biogeográficas recientes y novedosas, como son las de la biogeografía histórica para la reconstrucción de relaciones de área (Axelius, 1991; Harold y Mooi, 1994; Morrone, 1994).

La diversidad biótica de México se conoce de modo insuficiente; el entendimiento de los procesos históricos, ecológicos y evolutivos que han dado como resultado la biodiversidad actual, necesita de un conocimiento más preciso de la composición y distribución de las especies de regiones hasta ahora poco exploradas. Aunque el número de colecciones zoológicas y botánicas en el país ha aumentado, la representación de plantas y animales de ciertas regiones del país es más bien pobre y en algunos casos inexistente; tal es el caso de algunas zonas de la Huasteca Mexicana. Es por ello que es necesario concentrar esfuerzos para efectuar recolecciones en estos lugares, con la finalidad de tener representada la biota en las colecciones mexicanas regionales y nacionales, además hay que tomar en cuenta que estos estudios son indispensables para el diseño de estrategias en bioconservación y uso sostenido de los recursos bióticos, ya que el estudio de los aspectos estructurales básicos de las comunidades como son la diversidad y riqueza, es el requisito previo a cualquier estrategia racional de conservación.

Los estudios florísticos y faunísticos regionales son de gran importancia para el reconocimiento de la biota de una zona determinada, pues permiten conocer los patrones de riqueza y la proporción de organismos endémicos (neo y paleoendémicos); estos son determinantes para conocer las interrelaciones filogenéticas, los patrones biogeográficos y en un sentido más amplio, son cruciales para el entendimiento de la historia evolutiva tanto de la biota como de las regiones de endemismo. Así mismo, en un sentido pragmático, este tipo de estudios permite reconocer los taxones característicos de un determinado tipo de vegetación o asociación y de cada localidad geográfica.

Los bosques mesófilos en particular, son de gran interés biogeográfico, por las siguientes razones: 1) presentan taxones que han sufrido radiación y se han diversificado en el Región Mesoamericana de Montaña; 2) a menudo presentan distribuciones disyuntas y polipátridas, cuyo estudio puede permitir analizar las relaciones históricas de áreas biogeográficas diferenciadas en México y, 3) conforman parte de las comunidades más antiguas y complejas del área de Transición Mexicana(Rzedowski, 1991b; Alvarez y Lachica, 1974) y gran riqueza por unidad de área.

En comparación con otros tipos de vegetación, puede afirmarse que faltan muchos estudios del bosque mesófilo de montaña en la Provincia de la Sierra Madre Oriental, principalmente en la región de la Huasteca Mexicana, que trasciendan la fase meramente narrativa y propongan hipótesis de tipo integrativo. Entre los principales estudios descriptivos que se han hecho en bosques mesófilos pueden citarse el de Miranda y Sharp (1950), Harrell (1951, 1959), Martin (1955, 1958), Martin et al. (1954), Martin y Harrell (1957) y Puig (1976). Es evidente la falta de colectas en todos los grupos de organismos en la Huasteca Mexicana, por lo que que resulta importante realizar más estudios en el área.

Desde el punto de vista biogeográfico, el bosque mesófilo de montaña es sumamente interesante; su accidentada topografía y el aislamiento relativo en que se se han mantenido los parches que lo conforman durante mucho tiempo, hizo muy difícil efectuar estudios en estas zonas. Además, este tipo de bosques habitan en áreas de distinta antigüedad, clima, suelo y área geográfica, lo cual posibilita la comparación de estos aspectos en relación con la composición y riqueza de especies en diferentes áreas, mediante estudios florísticos y faunísticos. Tales estudios son la base para efectuar revisiones taxonómicas de géneros y grupos de especies que generen hipótesis de relación histórica entre las distintas regiones biogeográficas. Reconociendo que los enfoques actuales de la biogeografía histórica, como son la vicarianza y la panbiogeografía, recomiendan involucrar en un análisis biogeográfico a diversos taxones, y dado que otros grupos de investigación de la Facultad de Ciencias trabajan con hongos, insectos y vertebrados de la misma comunidad, el estudio que se propone contribuiría a desarrollar un área de investigación sólida en esta dependencia, donde los esfuerzos para responder a preguntas biogeográficas de gran calibre, como son las relaciones históricas entre las provincias fitogeográficas de la Región Mesoamericana de Montaña sensu Rzedowski (1978) se podrían consolidar con la unión de distintas líneas de estudios distribucionales de grupos particulares fungísticos, zoológicos y botánicos.

Por estas razones los bosques húmedos de montaña mexicanos y centroamericanosson ideales, dada su condición insular, para estudiar procesos evolutivos de gran interés como la variación, diferenciación, extinción, adaptación, especiación de los taxa, así como la interrelación genealógica de endémicos. Rzedowski (1991a) considera que los bosques mesófilos, junto con los tropicales perennifolios, son los más ricos por unidad de superficie, aunque en relación a estos últimos, el mesófilo tiene una mayor riqueza y número de endémicos. Se ha visto en otros grupos, v. gr. en mariposas y aves, que la diferenciación morfológica es frecuente entre especies de diferentes islas virtuales, como las áreas que ocupa de este tipo de vegetación (Llorente y Escalante, 1992).

Por otra parte, es urgente conocer mejor la biota de este comunidad, ya que está desapareciendo a tasas cada vez mayores por la creciente actividad humana (Luna et al., 1988); en algunas zonas de la Sierra Madre Oriental, se conservan todavía algunas áreas que contienen este tipo de vegetación en estado de conservación aceptable, por lo que se ha priorizado su estudio.

Es hasta la década de los 80's cuando empiezan a realizarse estudios distribucionales con un enfoque novedoso, diferentes a los estudios dispersionistas que se venían haciendo por más de medio siglo (Bueno y Llorente, 1991), y que seguían como protocolo estándar la ubicación de centros de origen de grupos particulares así como sus rutas de dispersión. Bajo los nuevos enfoques de la biogeografía (Nelson y Platnick, 1981; Craw, 1989), el interés es someter a prueba (sensu Popper, 1962) hipótesis biogeográficas sobre relaciones de áreas, ya sea mediante el análisis cladístico o mediante la búsqueda de trazos generalizados (Espinosa y Llorente, 1993). La utilización de técnicas bioquímicas sofisticadas y algoritmos de inferencia filogenética han abierto el progreso en el análisis filogenético (Peterson, Escalante y Navarro, 1992).Es sólo en las últimas décadas que se han utilizado métodos modernos en el análisis de la distribución y relaciones de los taxones de distribución disyunta (Schoener, 1988; Patterson, 1989; Rosen, 1978).

El empleo de métodos modernos y recientes en el análisis de la distribución y relación de los taxones presentes en diferentes áreas, como los desarrollados por los enfoques vicariancista y panbiogeográfico, constituyen un avance sin precedente en la búsqueda de explicaciones sobre la distribución orgánica. Estos enfoques reúnen los requisitos de capacidad heurística para explicar biotas completas (Llorente y Espinosa, 1991) y se basan en la elaboración de genealogías o trazos geográficos de relación de los taxones presentes en las áreas, y permiten generar hipótesis de afinidad taxones-áreas que, por concordancia general, sirvenpara proponer hipótesis sobre biotas ancestrales. Por ello, las ideas derivadas de este tipo de biogeografías constituyen una estructura teórica y metodológica sólida para abordar el estudio en biogeografía histórica del bosque mesófilo de montaña mexicano y de la Sierra Madre Oriental.

Sobre este tema, este equipo de trabajo ha realizado ya contribuciones acerca de la identidad de la Sierra Madre oriental como provincia biogeográfica. Entre ellas están:

Luna, I., O. Alcántara, D. Espinosa y J.J. Morrone. 1999. Historical relationships of the Mexican cloud forests: A preliminary vicariance model applying Parsimony Analysis of Endemicity to vascular plant taxa. J. Biog. 26 (6): 1299-1306.Contreras-Medina, R., I. Luna y J. Morrone. 1999. Biogeographic analysis of the genera of Cycadales and Coniferales (Gymnospermae): A panbiogeographic approach. Biogeographica (in press).

Mayorga, R., I. Luna y O. Alcántara. 1998. Florística del bosque mesófilo de montaña de Molocotlán, Molango-Xochicoatlán, Hidalgo, México. Bol. Soc. Bot. México63: 101-119.

Luna, I., O. Alcántara, J.J. Morrone y D. Espinosa. 2000. Track analysis and conservation priorites in clouf forests from Hidalgo (Mexico). Diversity and Distributions (en prensa).

- Efectuar estudios taxonómicos y biogeográficos de la biota del bosque mesófilo de montaña de la Sierra Madre Oriental.

- Esclarecer la continuidad o discontinuidad de la Provincia de la Sierra Madre Oriental, con base en la distribución de taxones endémicos (plantas).

- Ahondar en el conocimiento de los bosques templados de montaña mexicanos, principalmente en aspectos de distribución, relaciones biogeográficas, composición y taxones característicos.

- Efectuar análisis comparativos (fenéticos e históricos) entre las diferentes islas del archipiélago mexicano de bosque mesófilo.

NIVEL 1.

- Que el alumno profundice en los conocimientos básicos de la taxonomía botánica, así como en los métodos curatoriales que se utilizan en el manejo de las colecciones botánicas.

- Que el alumno conozca las características más importantes del bosque mesófilo de montaña de México.

- Que el alumno adquiera las bases teóricas necesarias para efectuar los análisis más usuales en biogeografía histórica.

-Que el alumno adquiera pericia en el campo para llevar a cabo estudios florísticos y vegetacionales en este tipo de vegetación.

- Que el alumno aprenda a aplicar los diferentes tipos de muestreos para este tipo de vegetación, así como que lleve a cabo el análisis de los datos estructurales.

NIVEL 2.

- Que el alumno conozca los principales problemas relevantes en cuanto a la delimitación de la Sierra Madre Oriental como una unidad biogeográfica.

- Que los alumnos elaboren una base de datos, a partir de los registros de distribución de los géneros de plantas característicos del bosque mesófilo de montaña obtenidos a partir de las colectas de campo, revisión de bibliografía y consulta de colecciones científicas nacionales.

NIVEL 3.

- Que el alumno adquiera la capacidad de realizar análisis de tipo florístico ybiogeográfico a partir de los datos obtenidos del campo y de las colecciones científicas.

- Que el alumno sea capaz de plantear hipótesis en cuanto a los procesos que han originado los actuales patrones de distribución en la Sierra Madre Oriental.

NIVEL 4.

- Que el alumno adquiera los conocimientos necesarios para sintetizar y analizar los resultados obtenidos a partir de los análisis biogeográficos.

- Que el alumno adquiera los conocimientos necesarios para realizar una publicación científica.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

Alcántara, O. e I. Luna. 1997. Florística y análisis biogeográfico del bosque mesófilo de montaña de Tenango de Doria, Hidalgo, México. Anales Inst. Biol. Univ. Nac. Autón. México, Ser. Bot. 68 (2): 57-106.

Alvarez, T. y F. De Lachica, T. 1974. Provincias zoogeográficas de México. In: De Czerna, Z. (Comp.). El escenario geográfico. Vol. II. Recursos Naturales. SEP-INAH. México.

Axelius, B. 1991. Areas of distribution and areas of endemism. Cladistics 7: 197-199.

Bueno, A. y J. Llorente. 1991. El centro de origen en la Biogeografía: historia de un concepto. En: J. Llorente(Ed.). Historia de la Biogeografía; centros de origen y vicarianza. Ciencias, Servicios Editoriales. México. Pp. 1-33.

Casas-Andreu, G. y T. Reyna-Trujillo. 1990. Provincias herpetofaunísticas. Mapa IV.8.6.A. Atlas Nacional de México. Vol. III. Instituto de Geografía, UNAM. México.

Craw, R.C. 1989. Quantitative Panbiogeography: Introduction to methods. N. Z. J. Zool. 16: 485-494.

Espinosa, D. y J. Llorente. 1993. Fundamentos de Biogeografías Filogenéticas. UNAM. México. 133 p.

Gentry, A.H. 1982. Patterns of Neotropical plant diversity. In: Hecht, M.K. B. Wallace & G.T. Prance (eds.). Evolutionary Biology. Vol. 15, Plenum Pr. New York. USA. pp. 1-84. Harold, A.S. y R.D. Mooi. 1994. Areas of endemism: definition and recognition criteria. Syst. Biol. 43 (2): 261-266.

Luna, I., L. Almeida, L. Villers y L. Lorenzo. 1988. Reconocimiento florístico y consideraciones fitogeográficas del bosque mesófilo de montaña de Teocelo, Veracruz. Bol. Soc. Bot. México 48: 35-63.

Luna, I., L. Almeida y J. Llorente. 1989. Florística y aspectos fitogeográficos del bosque mesófilo de montaña de las cañadas de Ocuilan, estados de Morelos y México. Anales Inst. Biol. Univ. Nac. Autón. México 59, Ser. Bot. (1): 63-87.

Luna, I., S. Ocegueda y O. Alcántara. 1994. Florística y notas biogeográficas del bosque mesófilo del montaña del municipio de Tlanchinol, Hidalgo, México. Anales Inst. Biol. Univ. Nal. Autón. México, Ser. Bot. 62 (2): 133-172.

Luna, I., O. Alcántara, D. Espinosa y J.J. Morrone. 1999. Historical relationships of the Mexican cloud forests: A preliminary vicariance model applying Parsimony Analysis of Endemicity to vascular plant taxa. J. Biog. 26 (6): 1299-1306.

Luna, I., O. Alcántara, J.J. Morrone y D. Espinosa. 2000. Track analysis and conservation priorites in clouf forests from Hidalgo (Mexico). Diversity and Distributions (en prensa).

Llorente, J. y P. Escalante. 1992. Insular Biogeography of Submontane Humid Forests in Mexico. In: Darwin, S.P. y A.L. Welden (Eds.). Biogeography of Mesoamerica. The E.O. Painter Printing. Florida, EUA. pp. 139-146.

Llorente, J. y D. Espinosa. 1991. Síntesis de las controversias en la Biogeografía Histórica Contemporánea. Ciencia 42: 295-312.

Martin, P.S. 1955. Herpetological records from the Gomez Farias region of southwestern Tamaulipas, Mexico. Copeia 3: 173-180. Martin, P.S. y B.E. Harrell. 1957. The Pleistocene History of Temperate Biotas in Mexico and Eastern United States. Ecology 38: 468-480.Matteuci, S. y A. Colma. 1982. Metodología para el estudio de la vegetación. Organización de los Estados Americanos. Washington, D.C.Miranda, F. y A.J. Sharp. 1950. Characteristics of the Vegetation in certain temperate regions of Eastern Mexico. Ecology 31 (3): 313-333.Morrone, J.J. 1994. On the identification of areas of endemism. Syst. Biol. 43 (3): 438-441.Nelson, G. y N. I. Platnick. 1981. Systematics and Biogeography, Cladistics and Vicariance. Columbia University Press, New York.Ostrom, E. & M.B. Wertime. 1995. IFRI Research Strategy (International Forestry Resources and Institutions). Indiana University, Bloomington, Indiana. USA.Peterson, T., P. Escalante y A. Navarro. 1992. Genetic variation and differentiation in Mexican populations of common bush-tanagers and chestnut-capped brush-finches. The Condor 94: 244-253.Puig, H. 1976. Végétation de la Huasteca, Mexique. Mission Archeologique et ethnologique francaise au Mexique. México. 531 p.Rosen, D. 1978. Vicariant patterns and historical explanation in Biogeography. Syst. Zool. 27: 159-188.Rzedowski, J. 1978. Vegetación de México. Ed. Limusa. México. 432 p.

Rzedowski, J. 1990. Provincias florísticas. Mapa IV.8.3.A. Atlas nacional de México. Vol. III. Instituto de Geografía, UNAM. México.

Rzedowski, J. 1991a. El endemismo en la flora fanerogámica: una apreciación analítica preliminar. Acta Botánica Mexicana 15: 47-64.

Rzedowski, J. 1991b. Diversidad y orígenes de la flora fanerogámica de México. Acta Bot. Mex. 14: 3-21.

Rzedowski, J. 1993. Diversity and origins of the Phanerogamic Flora of Mexico. In: T.P. Ramamoorthy et al. Biological Diversity of Mexico. Origins and distribution. Oxford University Press. New York. Pp. 129-146.

Schoener, A. 1988. Experimental Island Biogeography. In: Myers, A.A. y P.S. Giller (Eds.). Analytical Biogeography. Chapman and Hall. London. Pp. 483-511.

El plan de trabajo abarca tres aspectos: 1) el inventario de especies y la descripción de su distribución individual; 2) análisis de endemismos, donde se trata de reconocer dentro de un conjunto base de especies, aquellas con distribución congruente y que, por ello, servirán para diagnosticar áreas de endemismo, 3) análisis de relación geográfica entre las áreas de endemismo como una primera hipótesis acerca de la historia biogeográfica de la Sierra Madre Oriental.

En la fase 2 será importante reconocer aquellas especies que, independientemente de la continuidad o discontinuidad de sus distribuciones, sirvan para agrupar a varias subáreas como pertenecientes a la provincia de la Sierra Madre Oriental.

TEMARIO

NIVEL 1

1. Los tipos de vegetación de México

a)qué se entiende por tipos de vegetación

b)conceptos básicos:

-bioma

-formación

-asociación

-fisonomía

2. Flora y estudio florístico

a)qué es una flora

b)elementos florísticos y afinidad florística.

c)métodos en estudios florísticos

3. Uso y manejo de las colecciones científicas

a)qué es una colección científica (herbarios y museos)

b)importancia de las colecciones científicas como fuentes de datos en los estudios biogeográficos.

c)técnicas curatoriales más usuales en los Herbarios

4. Características del bosque mesófilo de montaña de México

a)características florísticas

b)características fisonómicas

c)características físicas donde crece habitualmente

5. Origen y distribución actual del bosque mesófilo de montaña en México

a)Principales hipótesis que explican el origen del bosque mesófilo de montaña en México.

b)Distribución pasada y actual del bosque mesófilo de montaña en México

6. La importancia del bosque mesófilo de montaña en los estudios biogeográficos de México.

a)Afinidades geográficas de los elementos florísticos del bosque mesófilo de México.

i)Relaciones con el Este de Estados Unidos y Canadá

ii)Relaciones con la región andina de Sudamérica

iii)Relaciones con el este de Asia

b)Estudios biogeográficos más importantes en México de los bosques mesófilos de montaña

7. Introducción a los principales métodos de análisis en biogeografía

a)Áreas de distribución real y áreas de distribución potencial

b)Simplicidad de endemismos

c)Métodos en Panbiogeografía

d)Principales métodos en Biogeografía Cladística

8. Métodos en el estudio de la vegetación

a)Método de Gentry (1982)

b)Método de Ifri (1995)

NIVEL 2

1. Introducción a las bases de datos

a)definición de base de datos

b)bases de datos relacionales

c)campo y registro

d)programas de cómputo de uso más frecuente en las bases de datos

e)diseño y manejo de las bases de datos

2. Regionalización de México

a)Región biogeográfica

i)Reino

ii)Provincia

iii)Dominio

b) diferentes regionalizaciones de México

i)regiones de Casas-Andreu

ii)regiones de Pulido

iii)regiones de Rzedowski

NIVEL 3

1. Características de la Sierra Madre Oriental como unidad biogeográfica

a) trabajos de Sclater, Liebherr, Luna et al.

2. Áreas de distribución

a)el uso de los sistemas de información geográfica en la elaboración de mapas de distribución de taxones.

i)Definición y concepto de SIG

ii)Formatos de trabajo en un SIG

iii)Proyecciones cartográficas y sistemas de coordenadas

iv)Aplicación de los SIG en el estudio de los recursos naturales

b)métodos de compactación de áreas de distribución.

c)tipos de áreas de distribución

iv)áreas disyuntas

v)áreas continuas

vi)áreas de endemismo

3. Aplicación del método de simplicidad de endemismos a los datos obtenidos en las recolectas de campo y bases de datos

NIVEL 4

1. Aplicación de métodos panbiogeográficos a los datos obtenidos

2.Aplicación de algunos métodos en biogeografía cladística a ciertos datos obtenidos.