Stochastic models and the temporal dynamics of ecological communities

Abstract

This thesis develops a quantitative approach to understanding and predicting the spatiotemporal distribution of biodiversity, based on a stochastic version of the theory of island biogeography. Here, I present R package ‘island’, that estimates colonization and extinction rates in a variety of temporal samplings, estimates the influence of the environment on these processes, and simulates temporal dynamics of the associated models. ‘island’ has been applied specially to microbial communities, but applies to any ecological community. This stochastic model is valuable as an effective model that summarizes the effects of dispersal, selection, drift, making easy the study of complex temporal dynamics. This thesis also emphasizes the importance of long-term research for obtaining new insights into community ecology and improve our understanding of the spatiotemporal distribution of biodiversity

Esta tesis desarrolla una aproximación cuantitativa para entender y predecir la distribución en el tiempo y el espacio de la biodiversidad, basándose en una versión estocástica de la teoría de biogeografía de islas. Así, presenta el paquete de R ’island’ que estima tasas de colonización y extinción en una variedad de muestreos temporales, estima la influencia del ambiente sobre estos procesos, y simula la dinámica de los modelos asociados. ‘island’ se ha aplicado especialmente en comunidades microbianas, pero es aplicable de forma general. Esta versión estocástica es valiosa como un modelo efectivo que promedia los efectos de dispersión, selección y deriva, lo que facilita el manejo de dinámicas temporales complejas. Esta tesis también enfatiza la importancia de los estudios a largo plazo para obtener nuevos conocimientos sobre ecología de comunidades y acerca la comprensión de la distribución de las especies en el espacio y el tiempo