Presentación ofrecida en el 2do. Congreso Nacional de Recursos Fitogenéticos y 1er. Congreso Internacional Conservación y Aprovechamiento sustentable de la Agrobiodiversidad. Universidad de Chapingo, Texcoco, México, 25 al 27 de Noviembre de 2015.

2. 1. La visión de la ecogeografía desde los Recursos
Fitogenéticos
2. Aplicaciones de la ecogeografía en la conservación de la
agrobiodiversidad
3. Herramientas disponibles para trabajar sobre el enfoque
ecogeográfico
4. Nuevas herramientas CAPFITOGEN (breve actualización
del Taller Nacional CAPFITOGEN ofrecido en Mayo 2015)
Contenido

3. 1. Ecogeografía

4. Definición
https://en.wiktionary.org/wiki/ecogeography

5. Combinación de datos climáticos, ecológicos y geográficos que permiten
la predicción de patrones de variación genética en poblaciones
naturales de acuerdo a su origen geográfico (Peeters, et al. 1990)
Definición

6. Ecogeographic surveys

7. Ecogeographic surveys
“Ecogeography is a process of gathering and synthesizing information on
ecological, geographical, taxonomic and genetic diversity. The results are
predictive and can be used to assist in the formulation of complementary in
situ and ex situ conservation priorities.”
http://goo.gl/f5LxhK

8. Ecogeographic surveys

9. Ecogeografía… la mía
Estudio del escenario adaptativo de un organismo, especie o grupo de
especies mediante el análisis de los factores bióticos y abióticos que
condicionan su supervivencia
Colecta
Conservación
Caracterización
Evaluación
Utilización
Documentación
Gestión
Ecogeografía

10. Producto de los
genes modelados
por el ambiente,
objetivo final de
la mejora
Información heredada y heredable
(genes vistos en conjunto) que se
traduce en proteínas (Fenotipo)
Efecto modelador de los genes y sus
productos.
Puede tener tanto peso que condiciona la
aparición o no de genotipos.
ADAPTACIÓN
Fenotipo = Genotipo + Ambiente + interacción genotipo x ambiente
Papel de la ecogeografía en el fenotipo

11. Papel de la ecogeografía en el fenotipo

12. Papel de la ecogeografía en el fenotipo

13. Representación en SIG de info ecogeográfica
Vegetación
Hidrografía
Uso de suelo
Temperatura
Precipitación
Edafología

14. Representación en SIG de info ecogeográfica
Creatividad
…imaginación
…y ser recursivos

15. 2. Aplicaciones

16. 1. Colectas optimizadas de RFG
2. Detección de sesgos en recolecciones previas
3. Determinación y evaluación de áreas protegidas para conservación in situ
4. Determinación de zonas aptas para constituir reservas genéticas
5. Determinación de sitios apropiados para conservación “on farm”.
6. Determinación de sitios apropiados para regeneraciones/multiplicaciones de RFG
7. Caracterización ecogeográfica de los sitios de colecta
8. Mapas de diversidad genotípica, fenotípica y/o ecogeográfica
9. Estudios de representatividad ecogeográfrica de las colecciones
10. Establecimiento de colecciones nucleares (core collections) ecogeográficas
11. Descripción ambiental de los sitios de caracterización/evaluación de germoplasma
12. Enriquecimiento de los análisis fenotípicos y genotípicos de germoplasma
13. Mejora de la documentación, esencialmente la georreferenciación de sitios de recolecc
14. Sistemas de información ecogeográfico, que proveen al mejorador de información útil
para la selección de parentales en base a sus características adaptativas
15. Utilización optimizada. Focused Identification Germplasm Strategy (FIGS)
RECOLECCIÓN
CONSERVACIÓN EX SITU, CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN
DOCUMENTACIÓN Y UTILIZACIÓN
CONSERVACIÓN IN SITU
Aplicaciones análisis ecogeográficos/espaciales

17. Recolección

18. Recolección
Banco de germoplasma
Fuentes externas

19. Recolección

20. Recolección

21. Conservación in situ (CWR)

22. Conservación in situ (en fincas)
Sistemas de Identificación Multi-
criterio de Áreas Prioritarias
para la conservación in situ de
la Agrobiodiversidad (en finca)
México
Ecuador
España

23. Conservación in situ (en fincas)
• Maíz
• Fríjol
• Chile
• Yuca
• Yuca
• Camote
• Fríjol (Judía)
• Tomate

24. Conservación ex situ
Estudios de representatividad ecogeográfica de colecciones
• Se trata de un análisis de faltantes (gap analysis)
• Se realizan por especie
• Recopilación y ajuste de información sobre la especie en fuentes diferentes a
la colección objeto de análisis
• Un primer nivel es el gap o faltante espacial
• Se realiza un mapa ELC
• Segundo nivel: gap ecogeográfico
• Determinación de faltantes finales y necesidad de recolección

25. Conservación ex situ
Caso Lupinus España
Mapa de caracterización
ecogeográfica del terreno, 27
categorías

26. Conservación ex situ
Aspecto fenotípico de plantas representativas
de dos poblaciones de L. angustifolius
colectadas en dos ambientes diferentes. (a)
Ambiente de alta frecuencia (Carrascal de
Barregas, Salamanca, 40°58’59’’ N,
5°50’58’’W) y (b) ambiente no representado,
Madrid, 40°33’15’’ N, 4°11’2’’W).

27. La geo-referenciación de los sitios de colecta POSIBILITA la descripción de las
condiciones adaptativas
Caracterización/evaluación
Entrada Precipitación
anual
001 600
002 200
003 1100

28. Caracterización/evaluación

29. Caracterización/evaluación

30. Documentación
Evaluación de la calidad de la geo-referenciación de los datos de pasaporte del
Inventario Nacional de RF de Albania

31. Utilización
Bajo ácido cianhídrico y baja producción de flores

32.  Data standardization to a single format.
 Geo-referencing quality evaluation with GEOQUAL Tool.
 Eco-geographical characterization of the ocurrence sites with ECOGEO Tool.
 For each trait:
Evaluated
set
Populations’ data set
Non-evaluated set
Modeling
Model Projection
The best model
Utilización

33. Utilización
 Populations per species:
Non-evaluated set
5,630
Non-evaluated set
5,722
Species
Number of interesting
populations for HCN
Number of interesting
populations for flower
production
T. ambiguum M. Bieb. 6 -
T. argutum Banks & Sol. - 39
T. cernuum Brot. - 1
T. glomeratum L. - 15
T. isthmocarpum Brot. - 4
T. montanum L. 11 1
T. nigrescens Viv. 1 35
T. repens L. 117 99
T. suffocatum L. - 11
T. uniflorum L. - 10
TOTAL 135 215

34. Utilización
Otros trabajos recientes

35. Utilización
Otros trabajos recientes

36. 3. Herramientas

37. Herramientas disponibles - R
• Manejo de tablas, bases de datos
• Análisis estadísticos muy variados, muchos modelos
• Capacidad gráfica muy potente
• SIG
• Evolución constante (comunidad R, R-GIS)
• Gratuito
• Aprendizaje del lenguaje
• Manipulación de mapas y maquillaje final escaso

38. Herramientas disponibles - ArcGIS
• Alta capacidad gráfica y manejo mapas
• Análisis espaciales y geo-estadísticos
• Facilidad para configurar procesos
• Aprendizaje
• Costo licencia
• Relativo poco poder estadístico y ráster
• Crear procesos y compartirlos

39. Herramientas disponibles – DIVA-GIS
• Especializado en análisis relacionados con
biodiversidad
• Compatibilidad buena con otros software
SIG
• Sencillo y gratuito
• Algunos procesos fallan
• Se descontinuó en 2012
• El manual es bastante
incompleto

40. Herramientas disponibles – CAPFITOGEN
• Análisis totalmente enfocados para
hacer más eficiente labores de
conservación de agrobiodiversidad
• Facilidad de uso
• Respaldo en asistencia y manual de
usuario
• Proporciona buena parte de los datos
requeridos
• Tamaño de los archivos e instalador
• Problemas de instalación
• Los errores no son fácilmente
entendibles
• No tiene capacidad gráfica propia
(depende de otros software)

41. 4. Presentación nuevas
herramientas
CAPFITOGEN

42. Taller CAPFITOGEN – Tlalnepantla, Mayo de 2015

43. Lista de herramientas
• GEOQUAL
• ELCmapas
• ECOGEO
• Representa
• Colnucleo
• DIVmapas
• FIGS_R
Ex situ Auxiliar
• TesTable
• SelecVar
• rLayer
• Bfuture
• Complementa
• Modela
• Mcompare
• Criteria (2016)
In situ

44. Modela
Permite obtener Modelos de Distribución de Especies
Altitud, pendiente, ….. Temperatura, precipitación, … % limo, % arcilla, pH…..
Localidad Altitud
(msnm)
1 2100
2 650
3 430
4 1890
5 254
6 540

45. Modela
Localidad Altitud Precipitación anual Temperatura anual ……
1 560 870 21 …
2 645 940 19 …
… … … … …
Aplicación del algoritmo del modelo
-GLM
-GAM
-MARS
-Máxima entropía
-RF…
Determinación de la probabilidad de encontrar la especie
sobre zonas donde no se tiene información de presencias
Obtención de patrón presencia o presencia/ausencia y ambiente

46. Modela
Mapa de carácter predictivo

47. Modela
Esquema SDM

48. Modela
Esquema FIGS

49. Modela
 Todo el poder de modelización de los paquetes dismo y biomod2 de R
 Si antes ha evaluado la calidad de la geo-referenciación de sus datos de presencia
(GEOQUAL), opcionalmente puede descartar presencias de baja calidad
 Cuatro vías de obtención de pseudo ausencias, una requiere mapas ELC
(ELCmapas)
 Once algoritmos de modelización (se pueden utilizar a la vez): GLM, GAM, GBM,
CTA, ANN, FDA, MARS, MAXENT, RF, DOMAIN, BIOCLIM
 10 diferentes evaluadores de modelos disponibles (Kappa, ROC, TSS, FAR, SR,
ACCURACY, BIAS, POD, CSI, ETS)
 Ensamblaje (opcional) de todos los modelos o aquellos que superen un umbral
determinado de evaluación
 Modelización sobre condiciones bioclimáticas de presente y opcionalmente futuro
 Selección de subcolecciones FIGS vía calibración

50. Bfuture
Descarga y adapta capas de información bioclimática proyectada a futuro de
tal manera que quedan disponible para su uso por parte de la herramienta de
Modela

51. Mcompare
Comparación de los escenarios de distribución potencial presentes y proyectados
a futuro para determinar riesgos y oportunidades
A) Presente
B) Futuro
C) Comparación

52. Mcompare
Producto final

53. Mi mensaje
• Hay alternativas… la aproximación ecogeográfica puede ofrecer soluciones
cuando los recursos son escasos… y cuando no!
• Tenemos que atraer nuevas generaciones de agrónomos/biólogos para ser
formados como especialistas en la conservación y uso de la
Agrobiodiversidad… hablarles de estas tecnologías puede resultar atractivo
• Somos capaces de crear tecnología, no ser simplemente usuarios o
adaptadores de tecnología de otras latitudes… y que lo hagan nuestros
jóvenes… seamos inquietos, generemos inquietud, seamos críticos con lo
establecido
• Aprovechar cualquier oportunidad de adquisición de conocimientos de
nosotros y de los de fuera y con ello imaginemos como transformar la
realidad de nuestra agrobiodiversidad
• Creo en el valor de la empoderamiento, «podemos hacerlo nosotros»
http://www.capfitogen.net

54. Gracias por su atención