Tema 14. Introducción al estudio de comunidades: La diversidad biológica

Transcripción

1 Tema 4. Introducción al estudio de comunidades: La diversidad biológica Conceptos Biodiversidad y diversidad Medidas e índices de diversidad Diversidades alfa, beta y gamma Curva de especies-área Teoría biogeográfica de islas Conceptos Red trófica: grupo de especies entre las que tiene lugar la transferencia de energía (se enfatizan las relaciones alimenticias) Comunidad: grupo de poblaciones de plantas, animales y microorganismos que viven dentro de un hábitat particular y se afectan recíprocamente mediante interacciones bióticas o a través de sus influencias en el ambiente físico Taxocenosis: parte de la comunidad que se define por su pertenencia a determinado grupo taxonómico Biotopo: término que en sentido literal significa ambiente de vida - se aplica al espacio físico, natural y limitado, en el cual vive una biocenosis. Biocenosis: conjunto de las comunidades vegetales (fitocenosis), animales (zoocenosis) y de microorganismos (microbiocenosis) que se desarrollan en un biotopo determinado (biocenosis y biotopo forman un ecosistema) Ejemplos: arrecifes de coral y su fauna acompañante; posidonias y briozoos y crustáceos marinos

2 Conceptos Ecotono: hábitat creado por la yuxtaposición de hábitats distintos (es el hábitat de borde, la zona de transición entre hábitats diferentes) Marismas de Doñana Ecoclina: gradiente geográfico de variación de la estructura de una comunidad (frecuentemente se refiere a una taxocenosis vegetal) asociado con el cambio de una o más variables ambientales Biodiversidad y diversidad Biodiversidad (Edward O. Wilson): variedad de organismos considerados a todos los niveles: Variedades genéticas pertenecientes a la misma especie Edward O. Wilson Conjuntos de especies, géneros, familias y niveles taxonómicos superiores Y variedad de ecosistemas (comprende tanto a las comunidades de organismos que viven dentro de cada hábitat particular, como a las condiciones físicas de cada hábitat)

3 Biodiversidad y diversidad Diversidad (diversidad específica o de especies): riqueza y grado de distribución equitativa de las especies de una comunidad (~taxocenosis) Riqueza de especies: número de especies de una comunidad, taxocenosis o área Equitatividad: grado de igualdad de la distribución de la abundancia (número de individuos, cobertura o biomasa) de las especies; el valor máximo ocurre cuando todas las especies presentan la misma abundancia Cinco especies, baja equitatividad Cinco especies, alta equitatividad Medidas e índices de diversidad Riqueza de especies: S (número de especies en la taxocenosis) Curvas de rango-abundancia Rango (eje-x): la especie más abundante toma el valor, la siguiente el valor... Abundancia relativa (eje-y): proporción de la abundancia total correspondiente a la especie El valor máximo de X indica la riqueza, la pendiente de la curva la equitatividad (a más pendiente menos equitatividad) 3

4 Medidas e índices de diversidad Curvas de rango-abundancia: describen la diversidad de la taxocenosis (la riqueza y abundancias relativas de las especies) ay cuatro tipos principales de distribuciones Log normal Serie geométrica Serie logarítmica Modelo de palo quebrado (broken stick model) de MacArthur Ejemplo: riqueza y abundancia de especies de plantas en cinco campos abandonados en fechas diferentes (Bazzaz 975) las curvas indican tendencias de sucesión ecológica Medidas e índices de diversidad Índices de Simpson Diversidad (D) D S Pi Equitatividad (E) E D D max S Pi S Índices de Sannon-Wiener Diversidad () J S P ilog Equitatividad (J) max S Pi Pilog log S Pi 4

5 Medidas e índices de diversidad El Índice de Sannon-Wiener asume que todas las especies están representadas en la muestra y que ésta ha sido obtenida al azar (mediante un muestreo probabilístico). Si el azar no está garantizado es preferible utilizar el Índice de Brillouin ( B ): Diversidad ( B ) B ln N! ln ni! N S Equitatividad (E B ) E B B Bmax Diversidades alfa, beta y gamma Diversidad alfa: es el número de especies o diversidad de una comunidad, muestra, punto o sitio concretos Diversidad beta (de mosaico o motivo): grado de cambio de la composición específica de un lugar a otro, o a lo largo de un gradiente ambiental Diversidad gamma: es el número de especies o diversidad de un paisaje o región Dγ Dα Dβ 5

6 Curva de especies-área La primera formulación matemática que describió el incremento de especies con el área (ej. de unas islas a otras) se atribuye a Olof Arrhenius (9), hijo del Nobel de química Svante Arrhenius Utilidad: es importante para entender la diversidad de islas, el diseño de áreas protegidas y los efectos de la fragmentación de hábitats sobre la diversidad Olof Arrhenius ( ) La formulación más común se debe a Frank W. Preston (96) S c Az log(s) log(c) + z log(a) S: número de especies; c: coordenada en el origen o intercepto; A: área, y z: pendiente Se han propuesto muchas alternativas: ej. Gleason (95) defendió un modelo semilogarítmico S c + z log(a) Frank W. Preston ( ) enry Allan Gleason (88-97) Curva de especies-área S c Az log(s) log(c) + z log(a) Las islas pequeñas tienen menos especies por unidad de área 6

7 Teoría biogeográfica de islas Robert. MacArthur (930-97) S* 963 Edward O. Wilson (99 - ) La riqueza de especies de una isla es el resultado de un equilibro dinámico entre la tasa de colonización (o inmigración) y la tasa de extinción La riqueza de equilibrio ( S* ) se alcanaza cuando ambas tasas se equilibran mutuamente (coincide con el punto de cruce de ambas curvas en la figura) Teoría biogeográfica de islas Efecto de la distancia (o aislamiento) 7

8 Teoría biogeográfica de islas Efecto de la distancia (o aislamiento) Efecto del área (o de la curva de especies-área) Trabajos voluntarios:.- Revisión sobre la teoría biogeográfica de islas (ej. ver Ensayo: Teoría biogeográfica y fragmentación de hábitats 8