https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/rbtRevista de Biología Tropical ISSN Impreso: 0034-7744 ISSN electrónico: 2215-2075

Present and potential distribution of two Mimosa (Leguminosae) taxa endemic to Mexico

Susana Adriana Montaño-Arias, Sara Lucía Camargo-Ricalde, Rosaura Grether, David Díaz-Pontones



DOI: https://doi.org/10.15517/rbt.v66i1.27910

Abstract


Mimosa aculeaticarpa var. aculeaticarpa and M. luisana are endemic to Mexico, and are considered as multipurpose plants, due to the diverse services they offer to ecosystems and to local people. Additionally, they are appreciated for their potential to restore tropical environments; hence, the objective of this study was to model the present and potential distribution of these taxa. In 2014, species registers were obtained from two databases (CONABIO and MEXU); each register was taxonomically, geographically and statistically validated. Once validated, the present and potential distribution of M. aculeaticarpa var. aculeaticarpa (based on 99 registers) and M. luisana (based on 50 registers) were obtained using the MAXENT algorithm. For both taxa, the present distribution was overlapped using the layers of: elevation, climate, soil, biogeographic provinces, and hydrologic basins. Mimosa aculeaticarpa var. aculeaticarpa showed a wide distribution in Mexico (16 states); whilst M. luisana was restricted to the states of Puebla and Oaxaca. M. aculeaticarpa var. aculeaticarpa establishes between 1 900 and 2 700 masl, and M. luisana between 500 and 1 760 masl. Both species were established in arid and semiarid climates; however, M. aculeaticarpa var. aculeaticarpa can also be found in temperate and mesic climates. Moreover, both taxa are distributed in calcareous regosol soils; although, M. aculeaticarpa var. aculeaticarpa is also found in eutric regosol, chromic vertisol and haplic phaeozem. The distribution of M. aculeaticarpa var. aculeaticarpa includes eight biogeographic provinces and three hydrologic basins; whilst M. luisana was only located in three provinces and two hydrologic basins; both are present in the Eje Volcánico and Sierra Madre del Sur provinces. The potential distribution models are considered as excellent ones due to an AUC of 0.91 and 0.97, respectively; these models indicated that the temperature and precipitation conditions would be suitable for the enlargement of their distribution. Likewise, these models can be considered an approach to the potential distribution knowlegment of the Mexican mimosas. Nevertheless, it is important to note that the models are static and do not take into account any biotic interaction; therefore, their relationship with reality can vary. Thus, it is recommended to analyze the models through different climate change and land use scenarios.

Keywords


conservation, distribution, Leguminosae, MAXENT, Mexico, restoration.

References


Aalto, J., & Luoto, M. (2014). Integrating climate and local factors for geomorphological distribution models. Earth Surface Processes and Landforms, 39, 1729-1740. doi: 10.1002/esp.3554

Alsos, I. G., Alm, T., Normand, S., & Brochmann, C. (2009). Past and future range shifts and loss of diversity in dwarf willow (Salix herbacea L.) inferred from genetics, fossils and modeling. Global Ecology and Biogeography, 18, 223-239. doi: 10.1111/j.1466-8238.2008.00439.x.

Benito de Pando, B., & Peñas de Giles, J. (2007). Aplicación de modelos de distribución de especies a la conservación de la biodiversidad en el sureste de la Península Ibérica. GeoFocus, 7, 100-119.

Brown, J. H. (1995). Macroecology. Illinois, Estados Unidos: University of Chicago Press.

Burgueño, M. J., García-Bastos, L., & González-Buitrago, J. M. (1995). Las curvas ROC en la evaluación de pruebas diagnósticas. Medicina Clínica, 104, 661-670.

Camargo-Ricalde, S. L. (2015). Modelación de la distribución real y potencial de especies de dos géneros de Mimosoideae: Mimosa y Prosopis (Leguminosae) en México. Universidad Autónoma Metropolitana. Unidad Iztapalapa. Informe Final SNIB_CONABIO proyecto No. JM050. México, D.F.

Chefaoui, R. M., & Lobo, J. M. (2008). Assessing the effects of pseudo-absences on predictive distribution model performance. Ecological Modelling, 210, 478-486. doi:10.1016/j.ecolmodel.2007.08.010.

Comisión Nacional del Agua (CNA). (1998). Cuencas hidrológicas de la República Mexicana, escala 1:250000. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO).

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). (1997). 'Provincias biogeográficas de México'. Escala 1:4 000 000. Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad, México, D. F.

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). (2011). Portal de geoinformación Sistema Nacional de Información sobre biodiversidad (recuperado de http:/www.conabio.gob.mx).

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). (2014). Localidades rurales y urbanas 2, 2010', escala: 1:1.

Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad.

Datos estadísticos del 2010, del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). México, D.F.

Contreras-Medina, R., Luna-Vega, I., & Ríos-Muñoz, C. A. (2010). Distribución de Taxus globosa (Taxaceae) en México: Modelos ecológicos de nicho, efectos del cambio del uso de suelo y conservación. Revista Chilena de Historia Natural, 83, 421-433.

Corsi, F., De Leeuw, J., & Skidmore, A. (2000). Modelling species distribution with GIS In L. Boitani & K. Fuller (Eds.), Research techniques in animal ecology: controversies and consequences (389-434 pp). New York, Estados Unidos: Columbia University Press.

Cushman, S. A. (2006). Effects of habitat loss and fragmentation on amphibians: a review and prospectus. Biological Conservation, 128, 231-240. doi.org/10.1016/j.biocon.2005.09.031

de la Estrella, M., Mateo, R. G., Wieringa, J.J., Mackinder, B., & Muñoz, J. (2012). Legume diversity patterns in West Central Africa: influence of species biology on distribution models. PLoS ONE, 7, e41526. doi:10.1371/journal.pone.0041526

Dhillion, S. S., Aguilar-Støen, M., & Camargo-Ricalde, S. L. (2004). Integrative ecological restoration and local involvement in the Tehuacán-Cuicatlán Valley, Mexico. Environmental Conservation, 13, 1-3. doi:10.1017/S0376892904001043

Elith, J. C. H, Anderson, R. P., Dudík, M., Ferrier, S., Guisan, A., Hijmans, R. J., Huettmann, M., Leathwick, J. R., Lehmann, A., Lohmann, L. G., Lois, B. A., Manion, G., Moritz, C., Nakamura, M., Overton, J. M., Peterson, T.,

Phillips, S. J., Richardson, K., Scachetti-Pereira, P., Schapire, R. E., Soberón, J., Williams, S., Wisz, M. S., & Zimmermann, N. (2006). Novel methods improve prediction of species’ distributions from occurrence data. Ecography, 29, 129-151. doi: 10.1111/j.2006.0906-7590.04596.x

Engler, R., Guisan, A., & Rechsteiner, L. (2004). An improved approach for predicting the distribution of rare and endangered species from occurrence and pseudo‐absence data. Journal of Applied Ecology, 41, 263-274. doi: 10.1111/j.0021-8901.2004.00881.x

Escalante, E. T. (2003). Determinación de prioridades en las áreas de conservación para los mamíferos terrestres de México, empleando criterios biogeográficos. Anales del Instituto de Biología, Serie Zoología, 74, 211-238.

ESRI, (2014). ArcMap, versión 10.2.2. Redlands, CA: ESRI (Environmental Systems Resource Institute).

García, E.-Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). (1998). 'Climas' (clasificación de Koppen, modificado por García). Escala 1:1000000. México.

Gómez-Díaz, J. D., Monterroso-Rivas, A. I., & Tinoco-Rueda, J. A. (2007). Comportamiento de la vegetación bajo escenarios de cambio climático en la reserva de la Biosfera Barranca de Metztitlán, Hidalgo, México. Zonas Áridas, 11, 61-69. doi: http://dx.doi.org/10.21704/za.v11i1.204

Grether, R., Camargo-Ricalde, S. L., & Martínez-Bernal, A. (1996). Especies del género Mimosa (Leguminosae) presentes en México. Boletín de la Sociedad Botánica de México, 58, 149-152.

Grether, R., Martínez-Bernal, A., & Camargo-Ricalde, S. L. (2007). Mimosa. In J. Rzedowski y G. Calderón de Rzedowski (Eds.), Flora del Bajío y de regiones adyacentes Fascículo 150 (140-183 pp.). México: Instituto Ecología, Centro Regional del Bajío.

Grether, R. Camargo-Ricalde, S. L., Martínez-Bernal, A., Montaño-Arias, S., &. Fraile M. E. (2015). Diversity and geographical distribution patterns of the genus Mimosa (Mimosoideae) in the United States, Mexico, and Central America. In R. Fortunato (Ed.), V Conferencia Internacional de Leguminosas (VILC). Buenos Aires, Argentina: Fundación CICCUS.

Grinnell, J. (1917). The niche-relationships of the California Thrasher. Auk, 34, 427-434. doi: 10.2307/4072271

Guevara-Escobar, A., Gonzáles-Sosa, E., Susán-Azpiri, H., Malda-Barrera,

G., Martínez y Díaz, M., Gómez-Sánchez, M., Hernández-Sandoval, L.,

Pantoja-Hernández, Y., & Olvera-Valerio, D. (2008). Distribución potencial de algunas leguminosas arbustivas en el Altiplano Central de México. Agrociencia, 42, 703-716.

Hernández, P. A., Graham, C. H., Master, L. L., & Albert D. L. (2006). The effect of sample size and species characteristics on performance of different species distribution modeling methods. Ecography, 29, 773-785. doi: 10.1111/j.0906-7590.2006.04700.x

Herrera, C. A. (2012). Aplicación de tecnologías de información para modelar la distribución de plagas (Tesis de maestría). Universidad de Costa Rica, Costa Rica.

Hijmans, R. J., Cameron, S. E., Parra, J. L., Jones, P. G., & Jarvis, A. (2005). Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas. International Journal of Climatology, 25, 1965-1978. doi: 10.1002/joc.1276

Hole, D. G., Willis, S. G., Pain, D. J., Fishpool, L. D., Butchart, S. H. M., Collingham, Y. C., Rahbek, C., & Huntley, B. (2009). Projected impacts of climate change on a continent wide protected area network. Ecology Letters, 12, 420-431. doi: 10.1111/j.1461-0248.2009.01297.x

Hutchinson, G. E. (1944). Limnological studies in Connecticut. VII. A critical examination of the supposed relationship between phytoplakton periodicity and chemical changes in lake waters. Ecology, 25, 3-26. doi: 10.2307/1930759

Hutchinson, G. E. (1957). A Treatise on Limnology. Volume I Geography, Physics, and Chemistry. New York, Estados Unidos: Chapman and Hall.

Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática (INEGI). (2005). Catálogo de claves de entidades federativas, municipios y localidades. (Recuperado de http://geoweb.inegi.org.mx/mgn2k/catalogo.jsp)

Instituto Nacional de investigaciones Forestales y Agropecuarias (INIFAP)-Comisión Nacional para el Conocimiento y Uso de la Biodiversidad (CONABIO). (1995). 'Edafología'. Escalas 1:250000 y 1:1000000. México.

Jeschke, J. M., & Strayer, D. L. (2008). Usefulness of bioclimatic models for studying climate change and invasive species. Annals of the New York Academy of Sciences, 1134, 1-24. doi: 10.1196/annals.1439.002

Kumar, S., & Stohlgren, T. J. (2009). MAXENT modelling for predicting suitable habitat for threatened and endangered tree Canacomyrica monticola in New Caledonia. Journal of Ecology and Natural Environment, 1, 94-98.

Lindenmayer, D. B., Mackey, B. G., & Nix, H. A. (1996). The bioclimatic domains of four species of commercially important eucalypts from south-eastern Australia. Australian Forestry, 59, 74-89. doi: http://dx.doi.org/10.1080/00049158.1996.10674672

Lobo, J. M., Jiménez-Valverde, A., & Real, R. (2008). AUC: a misleading measure of the performance of predictive distribution models. Global Ecology and Biogeography, 17, 145-151. doi: 10.1111/j.1466-8238.2007.00358.x

Marini, M. Â., Barbet-Massin, M., Martínez, J., Prestes, N. P., & Jiguet, F. (2010). Applying ecological niche modelling to plan conservation actions for the Red-spectacled Amazon (Amazona pretrei). Biological Conservation, 143, 102-112. doi: https://doi.org/10.1016/j.biocon.2009.09.009

Marmion, M., Parviainen, M., Luoto, M., Heikkinen, R. K., & Thuiller, W. (2009). Evaluation of consensus methods in predictive species distribution modelling. Diversity and Distributions, 15, 56-69. doi: 10.1111/j.1472-4642.2008.00491.x

Martínez-Bernal, A., & Grether, R. (2006). Mimosa. In A. Novelo & R. Medina-Lemus (Eds.), Flora del Valle de Tehuacán-Cuicatlán (42-99 pp) Fascículo 44. México: Instituto de Biología, Universidad Nacional Autónoma de México.

Martínez-Bernal, A., Grether, R., & González-Amaro, R. M. (2008). Leguminosae I. Mimosoideae: Mimosa. Flora de Veracruz. México: Instituto. Ecología A. C., Xalapa, Veracruz.

Martínez-Pérez, G., Orozco-Segovia, A., & Mantorell, C. (2006). Efectividad de algunos tratamientos pre-germinativos para ocho especies leñosas de la Mixteca Alta Oaxaqueña con características relevantes para la restauración. Boletín de la Sociedad Botánica de México, 79, 9-20.

Mateo, R. G. (2008). Modelos predictivos de riqueza de diversidad vegetal. Comparación y optimización de métodos de modelado ecológico (Tesis de doctorado). España: Universidad Complutense de Madrid.

Maxted, N., & Kell, S. P. (2009). Establishment of a global network for the in situ conservation of crop wild relatives: status and needs. Rome, Italy: FAO Commission on Genetic Resources for Food and Agriculture.

Mezaour, A. (2005). Filtering web documents for a thematic warehouse case study: eDot a food risk data warehouse (extended). In Intelligent information processing and web mining. Laboratoire de Recherche en Informatique (LRI). Francia: Université Paris Sud.

Naoki, K., Gómez, M. I., López, R. P., Meneses, R. I., & Vargas, J. (2006). Comparación de modelos de distribución de especies para predecir la distribución potencial de vida silvestre en Bolivia. Ecología en Bolivia, 41, 65-78.

Ndayishimiye, J., Greve, M., Stoffelen, P., Bigendako, M. J., De Cannière, C., Svenning, J. C., & Bogaert, J. (2012). Modelling the spatial distribution of endemic Caesalpinioideae in Central Africa, a contribution to the evaluation of actual protected areas in the region. International Journal of Biodiversity and Conservation, 4, 118-129. doi: 10.5897/IJBC11.150

Nix, H. A. (1986). A biogeographic analysis of Australian elapid snakes. In R. Longmore (Ed.), Atlas of elapid snakes of Australia. Australia: Australia Government Publishing Service.

Pacheco, S., Malizia, L. R., & Cayuela, L. (2010). Effects of climate change on subtropical forests of South America. Tropical Conservation Science, 3, 423-437.

Palacios, R. (2010). Efectos del cambio climático sobre la distribución de nopales (género Opuntia y Nopalea: Cactaceae) en la región central de México (Tesis de maestría). Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad de México, México.

Parmesan, C., & Yohe, G. (2003). A globally coherent fingerprint of climate change impacts across natural systems. Nature, 421, 37-42. doi:10.1038/nature01286

Pavón, N. P., Ballato-Santos, J., & Pérez-Pérez, C. (2011). Germinación y establecimiento de Mimosa aculeaticarpa var. biuncifera (Fabaceae-Mimosoideae). Revista Mexicana de Biodiversidad, 82, 653-661.

Peterson, A. T., & Cohoon, K. P. (1999). Sensitivity of distributional prediction algorithms to geographic data completeness. Ecological modelling, 117, 159-164. doi: https://doi.org/10.1016/S0304-3800(99)00023-X

Peterson, A. T., Egbert, S. L., Sánchez-Cordero, V., & Price, K. P. (2000). Geographic analysis of conservation priority: endemic birds and mammals in Veracruz, Mexico. Biological Conservation, 93, 85-94. doi: https://doi.org/10.1016/S0006-3207(99)00074-9

Peterson, A. T., Soberón, J., Pearson, R. G., Anderson, R. P., Martínez-Meyer, E., Nakamura, M., & Araújo, M. B. (2011). Ecological niches and geographic distributions. New Jersey, Estados Unidos: Princenton University Press.

Phillips, S. J., Dudík M., & Schapire R. E. (2004). A maximum entropy approach to species distribution modeling. In Proceedings of the twenty-first international conference on machine learning. doi: 10.1145/1015330.1015412

Phillips, S. J., Anderson, R. P., & Schapire, R. E. (2006). Maximum entropy modelling of species geographic distributions. Ecological Modelling, 190, 231-259. doi: https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2005.03.026

Phillips Trotta, S. J., Dudík, M., Elith, J., Graham, C. H., Lehmann, A., Leathwick, J., & Ferrier, S. (2009). Sample selection bias and presence-only distribution models: implications for background and pseudo-absence data. Ecological Applications, 19, 181-197. doi: 10.1890/07-2153.1

Ramírez-Villegas, J., Khoury, C., Jarvis, A., Debouck, D. G., & Guarino, L. (2010). A gap analysis methodology for collecting crop genepools: a case study with Phaseolus beans. PloS one, 5, e13497. doi: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0013497

Rushton, S. P., Ormerod, S. J., & Kerby, G. (2004). New paradigms for modelling species distributions? Journal of Applied Ecology, 41, 193-200. doi: 10.1111/j.0021-8901.2004.00903.x

Rzedowski, J. (1991). Diversidad y orígenes de la flora fanerogámica de México. Acta Botánica Mexicana, 14, 3-21.

Soberón, J., & Peterson, A. T. (2005). Interpretation of models of fundamental ecological niches and species distributional areas. Biodiversity Informatics, 2, 110. doi: http://dx.doi.org/10.17161/bi.v2i0.4

Sotuyo, S., Delgado-Salinas, A., Lewis, G. P., Chase, M. W., Ferrari, L., & Oyama K. (2010). Filogeografía del complejo Caesalpinia hintonii: (Leguminosae: Caesalpinioideae: Poincianella). Revista Mexicana de Biodiversidad, 81, 883-894.

SPSS. (2012). IBM SPSS Statistics. Disponible en www.ibm.com.analytics/spss.

Stockwell, D., & Peters, D. (1999). The GARP modeling system: problems and solutions to automated spatial prediction. International Journal of Geographical Information Science, 13, 143-158. doi: http://dx.doi.org/10.1080/136588199241391

Thiers, B. 2016 [actualización continua]. Index Herbariorum: A global directory of public herbaria and associated staff. New York Botanical Garden´s virtual Herbarium. http://sweetgum.nybg.org/ih. 15 de junio 2016.

Trotta-Moreu, M. N., Lobo, J. M., & Cabrero-Sañudo, F. J. (2008). Distribución conocida y potencial de las especies de Geotrupinae (Coleoptera: Scarabaeoidea) en México. Acta Zoológica Mexicana, 24, 39-65.

Villaseñor, J. L., & Téllez-Valdez, O. (2004). Distribución potencial de las especies del género Jefea (Asteraceae) en México. Anales del Instituto de Biología, Serie Botánica, 75, 205-220.

Villaseñor, J. L. (2016). Checklist of the native vascular plants of Mexico. Revista Mexicana de Biodiversidad, 87, 1-344. doi: https://doi.org/10.1016/j.rmb.2016.06.017

Wisz, M. S., Hijmans, R. J., Li, J., Peterson, A. T., Graham, C. H., & Guisan, A. (2008). Effects of sample size on the performance of species distribution models. Diversity and Distributions, 14, 763-773. doi: 10.1111/j.1472-4642.2008.00482.x

WorldClim. Data for current conditions (~1950-2000). Disponible en http://www.worldclim.org/current.

Yberri, F. G. (2009). Distribución geográfica de Nopalxochia phyllanthoides (DC) Britton et Rose (Cactaceae): Modelos predictivos y conservación (Tesis de licenciatura). Universidad Nacional Autónoma de México, D. F., México.


Refbacks

  • There are currently no refbacks.


© 2017 Universidad de Costa Rica. Para ver más detalles sobre la distribución de los artículos en este sitio visite el aviso legal. Este sitio es desarrollado por UCRIndex y Open Journal Systems. ¿Desea cosechar nuestros metadatos? dirección OAI-PMH: https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/index/oai