Tesis doctorales de la Escuela Internacional de Doctorado de la URJC desde el curso 2024/25
Data management practices applied for species occurrence records and their impacts on ecological information representation
Autor
RONQUILLO FERRERO, CRISTINA
Director
HORTAL MUÑOZ, JOAQUÍN
Codirector
STROPP CARNEIRO, JULIANA
Fecha de depósito
06-05-2025
Periodo de exposición pública
6 a 20 de mayo de 2025
Fecha de defensa
10-06-2025 - Departamental II. Salón de Grados 101, Móstoles a las 11:00 horas
Modalidad
Presencial
Programa
Conservación de recursos naturales
Mención internacional
No
Resumen
Antecedentes
Durante los dos últimos siglos, se ha tratado de comprender la organización de la naturaleza y los patrones geográficos de las especies a través de la continua recopilación de datos sobre biodiversidad. En las últimas décadas, esta gran movilización y disponibilidad de datos ha llegado a transformar la ecología en una ciencia de datos a múltiples escalas, originando nuevos campos como la ecoinformática y la informática de la biodiversidad. Sin embargo, es fundamental que este desarrollo esté basado en información ecológica de calidad para ayudar a la sociedad a afrontar los futuros desafíos que plantea el cambio global. Existen aún retos a la hora de manejar los registros de presencia de especies, debido al desconocimiento o mal uso de los procesos y estándares disponibles asociados a este manejo, así como a la integración de diferentes fuentes de información en grandes bases de datos. Los estudios ecológicos siguen sin documentar adecuadamente todos los pasos de selección seguidos para seleccionar los datos, el código desarrollado, o los métodos y los flujos de trabajo utilizados. Esto, junto con que la información sobre biodiversidad presenta lagunas y sesgos, puede afectar a la fiabilidad en la interpretación de los patrones de distribución de las especies y sus respuestas ecológicas.
Objetivos
El objetivo general de esta tesis doctoral es evaluar los diferentes procesos de selección y armonización de datos pertenecientes a registros de presencia de especie, así como el impacto que pueden generar las diferentes prácticas en las respuestas geográficas de las especies que se infieren. De manera específica se aborda: 1) Una revisión bibliográfica completa de los métodos disponibles actualmente, así como el desarrollo de una aplicación web que integra de manera organizada toda la información recopilada (Capítulo 1); 2) La evaluación de la cobertura geográfica de la información sobre la riqueza y los gradientes latitudinales observados tras someter a un conjunto de registros de musgos a diferentes escenarios de filtrado y armonización (Capítulo 2); 3) La evaluación de variaciones en la representatividad del nicho bioclimático realizado de las especies de plantas vasculares tras aplicar filtros basados en el estatus biogeográfico de las áreas en las que se encuentran los registros de ocurrencia (Capítulo 3).
Métodos
Para el Capítulo 1, se realizó una amplia revisión de la bibliografía reciente sobre los métodos, herramientas y estrategias disponibles para el manejo de registros de presencia de especies en grandes bases de datos. A continuación, se organizó la información en una guía completa en forma de aplicación interactiva (Shiny app) de fácil uso desarrollada en lenguaje de programación R. Para la elaboración de los capítulos 2 y 3, se extrajeron registros de presencia de especies de cuatro portales de datos de biodiversidad. Específicamente, para el segundo capítulo de esta tesis, se evaluó la variación proporcionada por diferentes escenarios de filtrado y armonización de registros, en la riqueza de especies observada en musgos del hemisferio norte. Se mapearon las celdas de 100 x 100 km bien muestreadas de acuerdo con estimaciones de completitud de inventario, y para realizar las comparaciones entre gradientes latitudinales se usaron regresiones lineales por partes. Para el tercer capítulo, se descargaron todos los registros de especies de plantas vasculares terrestres disponibles en GBIF (Global Biodiversity Information Facility). Los nichos bioclimáticos para cada especie se calcularon mediante métodos de ordenación usando análisis de componentes principales, generando diferentes configuraciones de cobertura espacial según el estatus biogeográfico de los registros (nativo o introducido) indicado en Plants of The World Online. Además, se asignaron los climas ocupados por cada especie según la clasificación de Köppen-Geiger.
Resultados
En el Capítulo 1, se presenta la aplicación OCCUR como una guía interactiva de fácil uso que contiene información de numerosos procedimientos de manejo de registros de ocurrencia de especies. Está organizada en cinco módulos según el tipo de filtros (naturaleza del registro, taxonomía, geografía, tiempo y detección de duplicados) y genera un informe final personalizado con todos los pasos marcados para aplicar posteriormente en el proceso de gestión de datos. En el capítulo 2, se procesaron 9,2 millones de registros de 5.693 especies diferentes, mostrando cómo la riqueza observada de musgos a escala de celda varía tras la selección de determinados procedimientos de armonización taxonómica y filtros basados en la naturaleza del registro y rangos temporales. Esto influyó, a su vez, en que la distribución observada del gradiente latitudinal de riqueza a escala regional varió según el escenario de filtrado escogido, aunque a escala global se mantuvo similar en todos los casos. En el capítulo 3, la evaluación de cerca de 350 millones de registros de 268.081 especies de plantas vasculares terrestres de 81 órdenes mostró cómo los registros de biodiversidad disponibles fuera de la distribución conocida de las especies producen una importante ampliación del nicho bioclimático que ocupan, afectando entre 20-40% de las especies de cada orden.
Conclusiones
La selección y aplicación de ciertos métodos de validación, filtrado y armonización de registros de presencia de especies compromete el volumen y distribución espacial de los datos disponibles. En consecuencia, esto afecta a la respuesta geográfica observada para patrones de biodiversidad como el gradiente latitudinal de las especies de musgos o el nicho realizado de las especies de plantas vasculares. En conjunto, las evaluaciones incluidas en esta tesis demuestran que los registros de presencia de especies pueden proveer resultados robustos, pero que los criterios para tratar estos datos deben estar siempre correctamente justificados, indicados y aplicados.
