📌 Niche overlap Broennimann et al. 2012

Resumen exhaustivo del artículo de Broennimann et al. (2012)

1. Objetivo y Marco Conceptual

El objetivo principal de la investigación es proponer un marco estadístico robusto para describir y comparar nichos ambientales a partir de datos de ocurrencia de especies y datos ambientales espaciales.

La preocupación por cómo el cambio global influirá en las distribuciones de las especies, junto con la necesidad de comprender la dinámica del nicho en contextos evolutivos y comunitarios, subraya la urgencia de métodos sólidos para cuantificar las diferencias de nicho.

Conceptos clave abordados:

• Nicho Ambiental (sensu Grinnell, 1917): base para evaluar similitudes y diferencias ecológicas y biogeográficas.
• Nicho Realizado (Realized Niche): parte del nicho ambiental que la especie ocupa actualmente, determinado por condiciones ambientales, interacciones bióticas y hábitats disponibles.

2. El Desafío de los Métodos Previos

La cuantificación del solapamiento del nicho ha recibido poca atención metodológica, a pesar de mejoras en modelos de distribución de especies (SDMs). Los métodos anteriores dependían de técnicas de ordenación o SDMs, que podían estar sesgados por la extensión y distribución de gradientes ambientales.

3. La Solución del Marco Propuesto y sus Ventajas

El nuevo marco estadístico realiza comparaciones de nicho directamente en un espacio ambiental cuadriculado (gridded environmental space).

Ventajas principales:

1. Corrección del sesgo ambiental: divide la densidad de ocurrencia por la frecuencia de condiciones ambientales para corregir subestimados sistemáticos.
2. Independencia de resolución y esfuerzo de muestreo: función de densidad de núcleo asegura comparaciones imparciales entre diferentes poblaciones.

4. Evaluación de Métodos con Entidades Virtuales

Simulación de pares de "entidades virtuales" para probar métodos. Se probaron técnicas de ordenación y SDMs.

Rendimiento de las técnicas

• Técnicas de Ordenación: PCA-env midió con mayor precisión el solapamiento, PCA-occ y MDS subestimaron, BETWEEN-occ y LDA también subestimaron.
• Modelos de Distribución de Especies (SDMs): Todos sobreestimaron el solapamiento al calibrar en ambos rangos; MaxEnt fue el mejor en un solo rango.

5. Casos de Estudio Reales

• Cardo Centaurea (Centaurea stoebe): Europa → Norteamérica. PCA-env: solapamiento 0.25
• Hormiga de Fuego (Solenopsis invicta): Sudamérica → EE. UU. PCA-env: solapamiento 0.28

Conclusión: baja equivalencia de nicho, pero similaridad no rechazada, indicando alteración significativa al invadir.

Fundamentos y Pasos del Análisis Estadístico

I. Calibración del Nicho y Densidad de Ocurrencia

1. Definición del Espacio Ambiental: delimitado por valores mínimos y máximos de variables ambientales, dividido en cuadrícula r × r (r=100).
2. Cálculo de la Densidad Suavizada de Ocurrencia (o_ij): kernel density function para reducir sesgo de muestreo, rango 0–1.
3. Densidad Suavizada del Ambiente Disponible (e_ij): calculada para toda el área de estudio.
4. Ocupación del Ambiente (z_ij): z_ij = o_ij / e_ij, permite comparación imparcial entre poblaciones.

II. Medición de la Superposición del Nicho

Se utiliza la ocupación z_ij para calcular la superposición con la Métrica D de Schoener:

D = 1 - 0.5 ∑_ij |z_1ij - z_2ij|

D varía entre 0 (sin solapamiento) y 1 (solapamiento completo). Celdas sin existencia geográfica: z_ij = 0.

III. Pruebas Estadísticas de Hipótesis

• Niche Equivalency Test: Hipótesis nula: nichos equivalentes. Aleatorización de ocurrencias, se calcula D. Repetido 100 veces. Si D observado dentro del 95% de simulaciones → no se rechaza.
• Niche Similarity Test: Hipótesis nula: solapamiento observado no diferente de aleatorio. Densidad de ocurrencia desplazada aleatoriamente, 100 repeticiones. Si solapamiento > 95% simulaciones → nichos más similares de lo esperado.