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Biodiversidad y distribución de cactáceas

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For more up to date information regarding our Cactus distribution dataset please compare: https://www.researchgate.net/publication/270476747_Biogeography_and_Biodiversity_of_Cacti
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Bol. Soc. Latin. Carib. Cact. Suc. 7(1) enero-abril 2010 Barthlott et al. ─ Biodiversidad y distribución de cactáceas
Biodiversidad y distribución de cactá-
ceas
Wilhelm Barthlott1,2, Kirsten Burstedde1, Nadja
Korotkova1, Jens Mutke1
1Nees Institute for Biodiversity of Plants, 2Botanical Gar-
dens, University of Bonn, Alemania
Dirección de internet: www.nees.uni-bonn.de
ARTÍCULOS DIVULGATIVOS
Figura 1. Mapa del mundo mostrando la distribución de la biodiversidad vegetal (plantas vasculares) en función del número de especies de plantas. Los
colores representan intervalos numéricos, siendo el blanco la zona de menos diversidad (<100 especies por 10000 km2) y el rojo la de mayor (> 5000).
Fuente: Barthlott et al. 2005 - modificado de Barthlott et al. 1966. Nees Institute for Biodiversity of Plants, University of Bonn, Alemania.
2010 El Año Internacional de la Diversidad Biológica
Las Naciones Unidas han declarado el año 2010 como el
Año Internacional de la Diversidad Biológica. El propósito
tras esta celebración es despertar el interés público y
científico sobre la importancia de la biodiversidad y los
impactos generados por la pérdida de ésta.
¿Cuántas especies hay?
La diversidad de formas de vida en nuestro planeta no
es aun suficientemente conocida. Existe un estimado de
10 a 20 millones de especies en la Tierra, pero solo 1,7
millones han sido formalmente descritas hasta el presen-
te. Por esta razón, ¡debemos asumir que desconocemos
el 90% de toda la vida en el planeta!
Existen solo unos pocos grupos de organismos que son
particularmente bien conocidos para la ciencia. Entre éstos
se encuentran los animales grandes y llamativos, inclu-
yendo a vertebrados y aves, y también criaturas más pe-
queñas, muy atractivas, como las mariposas. Por su par-
te, aproximadamente 80% de las plantas superiores han
sido bien descritas. De éstas, sin embargo, existen cerca
de 300.000 especies, lo cual representa un número peque-
ño en comparación con las cifras estimadas para anima-
les. Los insectos y grupos de artrópodos relacionados con
éstos fácilmente pueden llegar a comprender cerca de 15
millones de especies. Sin embargo, aunque los animales
representan el 80% de la biodiversidad, las plantas consti-
tuyen el 80% de la biomasa. Por lo tanto, las plantas
constituyen los componentes estructurales más importan-
tes de los ecosistemas terrestres y también juegan un
papel importante como productores primarios. En vista de
la importancia que tienen las plantas en los ecosistemas
terrestres, un conocimiento sólido acerca de los patrones
espaciales de la diversidad vegetal resulta fundamental
para poder entender dichos ecosistemas, pero también
para poder planificar actividades en pro de su conser-
vación. Esto tiene particular sentido en el caso de aquellos
grupos de plantas que representan elementos im-
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Bol. Soc. Latin. Carib. Cact. Suc. 7(1) enero-abril 2010 Barthlott et al. ─ Biodiversidad y distribución de cactáceas
portantes dentro de los ecosistemas específicos en los
que se encuentran.
Los patrones globales espaciales de la biodiversidad
La Figura 1 muestra un mapa del mundo con los patro-
nes de diversidad vegetal. La generación de este mapa
para plantas vasculares fue posible gracias a que éstas
son bien conocidas y existe una gran cantidad de datos
sobre su distribución. Un mapa equivalente para animales
sería solo posible para unos pocos grupos. Sin embargo,
se asume que los centros de diversidad para plantas se
deberían solapar con los centros de diversidad para ani-
males.
La diversidad de plantas vasculares está distribuida de
forma considerablemente desigual sobre el planeta. Este
patrón es parcialmente explicado por la distribución desi-
gual de factores ambientales tales como el clima, la geo-
logía, suelo y disponibilidad de agua. La suma de todos
estos factores es denominada geodiversidad (Barthlott et
al. 1996, 2007). Los centros globales de diversidad de
plantas vasculares coinciden con áreas altamente geodi-
versas en los trópicos y subtrópicos, en los que las
montañas con elevación considerable exhiben la diversi-
dad más alta. Existen más especies de plantas nativas
en los Andes que en todo el Continente Europeo. De
esta forma, regiones con elevada geodiversidad, y conse-
cuentemente un número elevado de diferentes hábitats,
constituyen la base para la existencia de alta biodiversi-
dad.
Mapeando la diversidad de los cactus
Los primeros intentos para describir o mapear patrones
de distribución de cactáceas fueron realizados por Karl
Schumann (1899) y Curt Backeberg (1942). Posiblemente,
Backeberg fue el primer cactólogo en reconocer la impor-
tancia de los patrones biogeográficos en cactus. Su contri-
bución se ha mantenido hasta el presente como la mejor
hipótesis biogeográfica y de historia evolutiva de las cactá-
ceas, y su ―Kakteenlexikon‖ (Backeberg 1966) contiene
una serie de mapas de distribuciones generalizadas para
los numerosos grupos supragenéricos que él reconoció o
propuso.
Posiblemente, el primer mapa verdadero sobre biodiver-
sidad en cactáceas (i.e. un mapa indicando la ubicación de
centros de diversidad en vez de intervalos de distribución
de taxa particulares) fue publicado por Barthlott (1983),
mostrando los patrones de diversidad de las Rhipsalideae
epifitas. Este trabajo continuó en los 1990s por Barthlott y
colaboradores en la Universidad de Bonn, rindiendo como
fruto un mapa preliminar de biodiversidad para especies y
géneros de cactus, publicado hace pocos años (Mutke &
Barthlott 2005). Subsecuentemente, nuevos métodos para
elaborar mapas de diversidad fueron desarrollados, y un
enfoque nuevo para mapear biodiversidad en cactáceas
empleando técnicas basadas en SIG se comenzó a utilizar
en el 2008 en el Instituto Nees, en Bonn.
A partir de ese nuevo enfoque metodológico, se logró
compilar un set de datos SIG de alta resolución con su
correspondiente base de datos, consistente de más de
45.000 registros con información sobre distribución de cac-
tus. Las principales fuentes de datos utilizadas fueron dife-
rentes tipos de literatura, como floras, listados de espe-
cies, trabajos de taxonomía, monografías y léxica con
información sobre distribución o mapas mostrando interva-
los espaciales de presencia de las especies. También se
usaron registros de herbario y de campo disponibles en
formato digital. A partir de la base de datos, se genera-
ron mapas de intervalos de distribución para todas las
especies de Cactaceae reconocidas como tales en el
New Cactus Lexicon (Hunt 2006) ('NCL'), así como ma-
pas de diversidad para todos los géneros, tribus, subfami-
lias y la familia completa. Los mapas inicialmente creados
de las especies fueron revisados por expertos para los
respectivos grupos de Cactaceae. En este momento están
en preparación los mapas definitivos de distribución de las
especies junto con sus respectivos comentarios, lo cual
representa en su conjunto la principal contribución para
el tercer volumen del NCL. Se espera que este trabajo
sea completado a tiempo para publicación antes de que
culmine el 2010.
Centros de diversidad en cactáceas
Los principales centros de diversidad de cactáceas co-
rresponden al noreste de México, los Andes orientales de
Bolivia y Argentina y el sureste de Brasil. Sin embargo, pa-
ra los patrones de diversidad encontrados, se observan
diferencias entre la diversidad de especies y la diversidad
genérica. El principal centro de riqueza a nivel de géneros
corresponde de nuevo México, pero Bolivia/la porción nor-
te de Argentina/Paraguay, sureste de Brasil, la región cari-
beña y Perú muestran también alta riqueza genérica. Las
diferencias encontradas de diversidad de especies y géne-
ros son más marcadas en Opuntioideae. Los centros de
riqueza de especies se ubican en la zona árida surocci-
dental de USA, la porción norte de México y el altiplano
mexicano. El centro de diversidad genérica se encuentra
ubicado en la zona de bosques secos del sur de Bolivia y
el norte de Argentina, con cerca de 12 géneros presen-
tes. Que los centros de riqueza de especies y géneros no
necesariamente coincidan, como se observa en Opuntioi-
deae, es un ejemplo del tipo de información que se puede
obtener a partir de los mapas de diversidad.
Parte de la colección de cactáceas en el Jardín Botánico de Bonn, Ale-
mania (Foto: Jafet M. Nassar)
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Bol. Soc. Latin. Carib. Cact. Suc. 7(1) enero-abril 2010 Cruz-García et al. ─ Las bromelias como fitotelmata
Edwards EJ, Nyffeler R, Donoghue MJ. 2005. Basal cactus phylogeny: Implications
of Pereskia (Cactaceae) paraphyly for the transition to the cactus life form. Am. J.
Bot. 92: 1177-1188.
Hunt D. 2006. The New Cactus Lexicon. dh books.
Mutke J, Barthlott W. 2005. Patterns of vascular plant diversity at continental to
global scales. Biologiske Skrifter 55: 521-531.
Schumann K. 1899. Die Verbreitung der Cactaceae im Verhältnis zu ihrer sistema
tischen Gliederung. Königliche Akademie der Wissenschaften, Berlin.
Referencias citadas y recomendadas
Backeberg C. 1942. Zur Geschichte der Kakteen im Verlauf der Entwicklung des
amerikanischen Kontinentes. Verlag J. Neumann, Neudamm
Backeberg C. 1966. Das Kakteen Lexikon. Gustav Fischer Verlag, Jena.
Barthlott W, Lauer W, Placke A. 1996. Global distribution of species diversity in
vascular plants: towards a world map of phytodiversity. Erdkunde 50: 317-328.
Barthlott W. 1983. Biogeography and evolution in neo- and palaeotropical Rhipsali-
nae (Cactaceae). En K. Kubitzki [ed.], Proc. Int. Symp. Dispersal and Distribution,
241-248. Sonderbd. naturwiss. Ver. 7, Hamburg.
Barthlott W, Hostert A, Kier G, Küper W, Kreft H, Mutke J, Rafiqpoor MD, Sommer
JH. 2007. Geographic patterns of vascular plant diversity at continental to global
scales. Erdkunde 61: 305-315.
Las bromelias como importantes fito-
telmata
S. Cruz-García, I. Garrido-Jiménez, C.T. Hornung-
Leoni*
Herbario HGOM, Centro de Investigaciones Biológicas,
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo, México. Ca-
rretera Pachuca-Tulancingo, C.P. 42184.
*Autor de correspondencia: hleoni@uaeh.edu.mx, claudia-
hornung@yahoo.com.mx.
Figura 1. Fauna encontrada en Tillandsia imperialis en Zacualtipán de
Ángeles, Hgo. Dentro de la fauna de esta especie podemos encontrar
arañas, chinches, lombrices, grillos, larvas, ciempiés, cucarachas, cara-
coles, escarabajos y mosquitos (en sentido de las agujas del reloj).
(Fotos: Bromeliaceae y fauna ©Garrido 2009).
Precisiones adicionales sobre ecología y evolución de
cactáceas
Los datos utilizados para la creación de los mapas de
distribución y diversidad están disponibles en formato digi-
tal en un sistema de información geográfica. Esto permitirá
la realización de análisis complementarios, enfocándose
en varios aspectos de la ecología y distribución de las
cactáceas. Primero, los datos producidos a partir de estu-
dios filogenéticos ya están disponibles para un número
importante de tribus y géneros en Cactaceae. Los datos
de esos estudios pueden ser vinculados a los patrones de
distribución geográfica. Esta operación nos permitirá infe-
rir áreas ancestrales probables de los grupos, así como
la detección de posibles asociaciones entre patrones de
distribución y patrones filogenéticos.
Ya se dispone de evidencia que indica que tales cone-
xiones existen en Cactaceae. Uno de estos ejemplos es el
género Pereskia (Edwards et al. 2005), en el que dos gru-
pos monofiléticos detectados a partir de estudios filogené-
ticos coinciden con dos centros discretos de distribución y
diversidad. El segundo objetivo que amerita investigación
adicional sería la potencial correlación de los datos de dis-
tribución con parámetros ambientales, tales como precipi-
tación promedio anual, temperatura promedio anual, esta-
cionalidad, elevación y heterogeneidad de hábitat. Estos
datos podrían estar asociados a caracteres tales como for-
mas de crecimiento, mecanismos de polinización, o estra-
tegias de dispersión de semillas. Un primer análisis de
este tipo está en proceso para el caso de los cactus epífi-
tos. Debido a que estos factores ambientales ciertamente
influyen sobre la distribución de las cactáceas, sería muy
interesante evaluar en qué medida tales factores explican
la magnitud de la diversidad encontrada.
Agradecimientos
Estamos agradecidos al grupo de trabajo BIOMAPS del
Instituto Nees por apoyar este proyecto de mapeo durante
los últimos años y a la gente que ha estado involucrada
con el mismo en el pasado y el presente, especialmente A.
Stein, L. Geffert y D. M. Rafiqpoor. También agradecemos
a P. Ibisch (Eberswalde, Alemania) por su continua contri-
bución al proyecto de mapeo. También extendemos nues-
tro agradecimiento a D. Hunt, N. Taylor, G. Charles, P. Ho-
xey, M. Lowry (todos Reino Unido) y R. Bauer (Offenburg,
Alemania), quienes revisaron los mapas iniciales de distri-
bución y contribuyeron a mejorarlos. Asimismo agradece-
mos a la Akademie der Wissenschaften und der Literatur,
Mainz, por el continuo apoyo financiero al proyecto de ma-
peo de las cactáceas.
La familia Bromeliaceae incluye especies consideradas
como plantas suculentas en el sentido de que presentan
estructuras carnosas (Font Quer 1979), por lo que son ca-
paces de retener agua en sus tejidos y estructuras, facili-
tando adaptarse a condiciones extremas como las encon-
tradas en climas áridos. En esta familia las especies de la
subfamilia Tillandsioideae principalmente presentan la par-
ticularidad de presentar tricomas peltados absorbentes
(conocidos también como escamas) en la epidermis de
... Fue descubierta por primera vez en forma silvestre en México, Colombia y Centro América por los españoles, quienes le dieron el nombre de "pitahaya" que significa fruta con escamas (Flores, 2011). Las cactáceaes están compuestas por unos 130 géneros, de los cuales se han descrito entre 1500 y 1800 especies en América ( Hunt et al., 2006;Barthlott et al., 2010;Esquivel y Araya, 2012). Los géneros más cultivados a nivel mundial son Hylocereus y Selenicereus, los cuales son nativos de regiones tropicales de América del Norte y Sur. ...
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Introducción. La pitahaya es una planta que pertenece a la familia de las cactáceas, esta crece naturalmente en árboles o tutores muertos en zonas estacionalmente secas y posee una arquitectura variable en su crecimiento por ser una planta epífita y hemiepífita, sus tallos verdes son estructuras que cumplen un papel de tallo-hoja. Actualmente en Costa Rica existe poca información sobre el crecimiento y la cuantificación de la morfometría de la pitahaya. Objetivo. El objetivo de este trabajo fue relacionar variables no destructivas con variables destructivas para construir una herramienta para el uso de proyecciones de crecimiento en pitahaya en Costa Rica. Materiales y métodos. El trabajo se efectuó entre los años 2016-2017. Se muestrearon al azar tallos provenientes de plantas sembradas en suelo y sustratos. Se evaluó: largo, grosor basal, medio y alto (A), área fotosintética (método indirecto) y biomasa (peso fresco, seco y porcentaje de humedad) para cada tallo. Se construyó una base de datos y se calcularon regresiones lineales, asimismo, se comparó con la prueba de Kruskal Wallis (α=0,05) la variabilidad entre sitios (suelo arcilloso, franco y viveros) de siembra. Resultados. Las regresiones lineales mostraron que el largo por el ancho presentó una correlación significativa (r2=0,85) con la variable peso seco y una correlación altamente significativa (r2=0,97) con la variable área fotosintética. Se determinaron dos criterios matemáticos para generar ecuaciones de mejor ajuste con el fin de lograr una mayor precisión en las proyecciones de las variables. El peso mostró diferencias significativas (α=0,01) según los sitios de crecimiento del tallo. Conclusión. Las regresiones lineales mostraron alta precisión (r2>0,85) en algunas variables de crecimiento en los tallos de pitahaya, lo cual podría ser una herramienta eficaz para generar cuantificaciones de crecimiento en el cultivo a partir de un parámetro alométrico.
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Understanding which species are introduced and become invasive and why are central questions in invasion science. Comparative studies on model taxa have provided important insights, but much more needs to be done to unravel the context-dependencies of these findings. The cactus family (Cactaceae), one of the most popular horticultural plant groups, is an interesting case study. Hundreds of cactus species have been introduced outside their native ranges; a few of them are among the most damaging invasive plant species in the world. We reviewed the drivers of introductions and invasions in the family and seek insights that can be used to minimise future risks. We compiled a list of species in the family and determined which have been recorded as invasive. We also mapped current global distributions and modelled the potential global distributions based on bioclimatic data of known invasive taxa. Finally, we identified whether invasiveness is phylogenetically clustered for cacti and whether particular traits are correlated with invasiveness. Only 57 of the 1922 cactus species recognised in this treatment have been recorded as invasive. There are three invasion hotspots: South Africa (35 invasive species recorded), Australia (26 species), and Spain (24 species). However, there are large areas of the world with climates suitable for cacti that are at risk of future invasion - in particular parts of China, eastern Asia and central Africa. The invasive taxa represent an interesting subset of the total species pool. There is a significant phylogenetic signal: invasive species occur in two of the three major phylogenetic clades, and in 13 of the 130 genera. This phylogenetic signal is not driven by human preference, i.e. horticultural trade. Moreover, all invasive species are from five of the 12 cactus growth forms. Finally, invasive species tend to have significantly larger native ranges than non-invasive species, and none of the invasive species are of conservation concern in their native range. These results suggest fairly robust correlates of invasiveness that can be used for proactive management and risk assessments. Published by Oxford University Press on behalf of the Annals of Botany Company.
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The studies presented in this paper analyse diversity patterns of land plants (mosses, ferns, gymnosperms, and angiosperms) at continental to global scales. A revised version of our earlier world map of vascular plant species richness and the first maps of species richness of mosses and gymnosperms on a global scale are presented. Diversity patterns of vascular plants are correlated with different measures of geodiversity (the diversity of the abiotic environment). Global centres of vascular plant diversity coincide with highly structured, geodiverse areas in the tropics and subtropics. These are the Chocó-Costa Rica region, the tropical eastern Andes and the north western Amazonia, the eastern Brazil, the northern Borneo, and New Guinea, as well as the South African Cape region, southern Mexico, East Himalaya, western Sumatra, Malaysia, and eastern Madagascar. Constraints imposed by the physical environment, such as the length of the thermal vegetation period or water availability, shape large scale trends of biodiversity. However, important centres of species richness and endemism can only be explained when taking into account the history of the floras. The main diversity centres in SE Asia are the same for gymnosperms as for all other vascular plants, but in other parts of the tropics and subtropics there is low gymnosperm diversity. The exceptions to this pattern are Mexico and California, which have almost as many species of gymnosperms as SE Asia. The increase in the number of species and genera published during the last 250 years is documented, based on data from the Index Kewensis. The first continental maps of Cactaceae diversity at species and genus level are used to show how choice of the taxonomic level affects the analysis and its implications for priority setting in biodiversity conservation. In this context, global biodiversity hotspots are discussed and an alternative world map of hotspots is proposed.
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Documenting and understanding patterns of biodiversity is a central issue in biogeography and macroecology. Knowledge about the distribution of biodiversity is also a central prerequisite for its sustainable use and conservation. Due to a greater availability of distribution data, methodological advances, and software tools, important progress has been made during the last decade to map broad-scale geographic gradients of plant species richness and endemism at continental to global scales. In this paper, we provide an overview about recent advances made in this field. We present studies that analyze global-scale diversity patterns of gymnosperms and all vascular plants. Exemplarily for the model continent Africa, we show how biogeographic data can be used to develop broad-scale conservation strategies.
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The cacti are well-known desert plants, widely recognized by their specialized growth form and essentially leafless condition. Pereskia, a group of 17 species with regular leaf development and function, is generally viewed as representing the "ancestral cactus," although its placement within Cactaceae has remained uncertain. Here we present a new hypothesis of phylogenetic relationships at the base of the Cactaceae, inferred from DNA sequence data from five gene regions representing all three plant genomes. Our data support a basal split in Cactaceae between a clade of eight Pereskia species, centered around the Caribbean basin, and all other cacti. Two other Pereskia clades, distributed mostly in the southern half of South America, are part of a major clade comprising Maihuenia plus Cactoideae, and Opuntioideae. This result highlights several events in the early evolution of the cacti. First, during the transition to stem-based photosynthesis, the evolution of stem stomata and delayed bark formation preceded the evolution of the stem cortex into a specialized photosynthetic tissue system. Second, the basal split in cacti separates a northern from an initially southern cactus clade, and the major cactus lineages probably originated in southern or west-central South America.
Zur Geschichte der Kakteen im Verlauf der Entwicklung des amerikanischen Kontinentes
  • C Backeberg
Backeberg C. 1942. Zur Geschichte der Kakteen im Verlauf der Entwicklung des amerikanischen Kontinentes. Verlag J. Neumann, Neudamm
Die Verbreitung der Cactaceae im Verhältnis zu ihrer sistema tischen Gliederung. Königliche Akademie der Wissenschaften
  • K Schumann
Schumann K. 1899. Die Verbreitung der Cactaceae im Verhältnis zu ihrer sistema tischen Gliederung. Königliche Akademie der Wissenschaften, Berlin. Referencias citadas y recomendadas
The New Cactus Lexicon
  • D Hunt
Hunt D. 2006. The New Cactus Lexicon. dh books.
Las bromelias como fitotelmata
  • Cruz-García
Cruz-García et al. ─ Las bromelias como fitotelmata