PhD Opportunity: Thesis on rocky shore ecology in Spain

[SEE ENGLISH SUMMARY AT THE END OF THE POST]

Se ofrece un contrato predoctoral (antigua beca FPI) asociado al
proyecto “Factores determinantes de las contracciones y expansiones en la distribución de especies fundadoras costeras: mejorando las predicciones en escenarios de cambio climático” (CGL2014-60193-P).

Los solicitantes realizarán tanto trabajo de campo en comunidades intermareales, en costas rocosas del cantábrico y atlántico peninsular, como experimentos de laboratorio y modelado (desarrollo de modelos de hábitat).

Se valorará la experiencia en el campo, los conocimientos en ecología costera, técnicas estadísticas y uso de ArcGIS o softwares similares, dominio del inglés, y disposición de carnet de conducir.

El procedimiento para envío de solicitudes y requisitos se indican en la convocatoria publicada en BOE (http://www.boe.es/boe/dias/2015/06/12/pdfs/BOE-A-2015-6508.pdf).

Y en la página web:

http://www.idi.mineco.gob.es/portal/site/MICINN/menuitem.791459a43fdf738d70fd325001432ea0/?vgnextoid=fed2bf0be2c6d410VgnVCM1000001d04140aRCRD&vgnextchannel=a365a2852aaa8210VgnVCM1000001d04140aRCRD&vgnextfmt=formato2&id3=2e42e0096f2dd410VgnVCM1000001d04140a____

Investigadores principales: Rosa M Viejo (rosa.viejo@urjc.es) y Brezo Martínez.

Los solicitantes tienen de plazo de presentación de solicitudes del 15 al 29 de junio de 2015 a las 15:00 horas (hora peninsular española).

Resumen del proyecto: El estudio de los procesos que determinan la persistencia o el cambio en la distribución geográfica de las especies es esencial para proyectar las respuestas bajo escenarios de cambio climático. Cuando estos cambios afectan a especies fundadoras o ingenieros ecosistémicos, darán lugar a una reorganización de las comunidades biológicas. Los factores climáticos representan la limitación más importante en la distribución geográfica de las especies y pueden actuar de forma sinérgica produciendo impactos negativos inesperados. Una poderosa herramienta para predecir los cambios de distribución de las especies en escenarios climáticos, son los modelos de distribución de especies. Sin embargo, estos modelos no exploran los mecanismos fisiológicos y bióticos que condicionan las respuestas biogeográficas, lo que limita su poder predictivo. Tener en cuenta estos mecanismos es especialmente relevante para especies exóticas en fases iniciales de invasión, o para aquellas en las que los factores bióticos son relevantes. Los factores que determinan la distribución de las especies a escalas geográficas amplias pueden ser diferentes a los que operan a escalas regionales. En general, los factores bióticos regionales son más limitantes cuando las condiciones físicas son menos severas. Planteamos la hipótesis de que cuando las especies se están expandiendo, los factores bióticos y de dispersión son importantes, mientras que las especies que se encuentran en una fase de contracción responden al estrés físico. Además, en el límite de distribución de una especie en retracción la presencia de refugios microclimáticos o de adaptación local/aclimatación de las poblaciones marginales pueden reducir los cambios de distribución predichos por modelos bioclimáticos. En las costas, la velocidad del cambio climático es tan alta como en sistemas terrestres y gran parte del CO2 se disuelve, aumentando el nivel de acidificación. Las especies fundadoras de estos sistemas, algas, praderas marinas e invertebrados sésiles, son organismos modelo para el estudio de las respuestas biogeográficas. Recientemente el grupo de investigación de esta propuesta, ha detectado contracciones en la distribución y un descenso de la abundancia de varios macrófitos fundadores de los sistemas costeros españoles, al tiempo que la propagación de especies no autóctonas es un fenómeno común, al igual que a nivel mundial. Los objetivos principales de esta propuesta son: i) determinar los factores físicos y biológicos que influyen en los límites de distribución de 2 macrófitos en retracción y 3 en especies exóticas en expansión (un alga y dos invertebrados) a lo largo de las costas españolas, y ii) mejorar las predicciones sobre las respuestas de la distribución de especies al cambio climático mediante la combinación de modelos de distribución con el conocimiento de los umbrales fisiológicos, la variabilidad inter-poblacional en las respuestas y el papel de los factores bióticos. Para la consecución de estos objetivos, emplearemos un enfoque que combina estudios a dos escalas espaciales, tanto modelos como trabajos experimentales. Desarrollaremos una aproximación para realizar predicciones robustas que consiste en combinar los resultados de los modelos correlativos y el conocimiento sobre los mecanismos fisiológicos y biológicos que determinan la biogeografía de los organismos.

Summary: Disentangling the mechanisms that determine the persistence or change in the geographical distribution of species is essential for projecting responses under climate change scenarios. In the case of foundation species or ecosystem engineers, the shifts in their distribution will entail the re-organization of whole natural assemblages. Climatic factors are the most important drivers of species biogeography and can act synergistically to produce unexpected negative impacts. A powerful tool to predict changes in species distribution under climate change scenarios are species distribution models. However, these models do not explore the underpinning physiological and biotic mechanisms causing biogeographic responses, limiting their predictive power. This occurs for alien species in early stages of invasion, or for those in which the biotic factors are relevant for limiting their range boundary, and thus do not occupy their fundamental niche. The factors that determine the distribution of species at large spatial scales may be different from those operating at regional scales. There is a trend for regional biotic factors to be limiting when the physical conditions are less severe. It can be hypothesized that when species are expanding biotic and dispersion factors are important, while species that are in range contraction respond to physical stress. Moreover, at the contracting margin of a species distribution the presence of microclimate refuges or acclimation/local adaptation of marginal populations could be fundamental to the performance of the species under future climatic conditions and might mitigate predicted range shifts by bioclimatic models. On the coasts, the rate of climate change is as high as in terrestrial systems and much of the CO2 is dissolved, increasing seawater acidification. The foundation organisms of these systems, namely algae, seagrasses and sessile invertebrates, are model organisms for the study of biogeographic responses. Recently, the research group of this proposal has detected distributional contractions and a decrease in the abundance of several foundation macrophytes of the Spanish coastal systems, while the spread of non-native species is a common phenomenon as occurs worldwide. The main goals of this proposal, where 6 scientific research institutions of international excellence take part, are: i) to determine the physical and biological factors influencing the range boundaries of 2 macrophytes with contracting ranges, and 3 expanding exotic species (one algae and 2 invertebrates) along Spanish shores and ii) to improve projections on the responses of species distributions to climate change by combining distribution models with the knowledge on their physiological thresholds, the inter-population variability on the reactions and the role of the biotic interactions. To achieve these goals, our approach will combine broad-scale and fine-grain modeling and experimental studies. We will focus on the responses of potentially invasive alien species. Differences in responses between persistent marginal populations of species in contraction will be also evaluated. Finally we will develop an approach to combine robust projections on the results of correlative models, and knowledge about the physiological and biological mechanisms that determine species biogeography.

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