Biodiversidad: Índices y Factores que Influencian su Riqueza y Equitatividad, Apuntes de Biología

¡Descarga Biodiversidad: Índices y Factores que Influencian su Riqueza y Equitatividad y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity! TEMA 1 – CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD BIODIVERSIDAD – la variedad estructural y funcional de formas de vida genética, poblacional, de comunidad y de ecosistemas. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA BIODIVERSIDAD -Diversidad genética: número de alelos diferentes en el acervo genético de una especie. -Diversidad de poblaciones: número de poblaciones de una misma especie. -Diversidad de especies: número de especies diferentes en un ecosistema. -Diversidad de taxones superiores: dominios (Bacteria, Archaea, Eukarya)/ Reino / Filo -Diversidad de comunidades: número de comunidades en una región. -Diversidad de biomas: Existen 14 biomas repartidos entre las 8 regiones biogeográficas del mundo. COMPONENTES DE LA BIODIVERSIDAD -Diversidad composicional: Ecorregiones /Comunidades y ecosistemas/ Poblaciones y especies. -Diversidad estructural: Ecorregiones (complejidad y heterogeneidad) / estructura del hábitat y fisionomía / Estructura de la población / Estructura genética. -Diversidad funcional: fuentes de uso, procesos ecológicos y perturbaciones/ Procesos de los ecosistemas, interacciones interespecíficas / Procesos demográficos, historias de vida / Procesos genéticos. MEDICIÓN DE LA DIVERSIDAD DE ESPECIES: ÍNDICE DE SHANON-WIEVER Y EQUITATIVIDAD. -Shanon-Wiever: tiene en cuenta el número de especies que hay y el número de individuos de cada especie. -Equitatividad: Eq= H/Hmax Si la riqueza es el número de especies que hay, cuanta mayor riqueza mayor será la diversidad. Pero también hay que considerar la equitatividad, que es el número de individuos que hay por especie. De este modo, la diversidad es mayor cuanta mayor sea la riqueza y la equitatividad. De hecho, la importancia de la equitatividad puede dar lugar a un caso como el siguiente: -Una comunidad con menos número de especies (riqueza) que otra, puede tener mayor diversidad si tiene una distribución más equitativa del número de individuos de cada especie: si hay 100indv de 4 especies, es más diverso tener 25indv de cada especie (E=100/4=25ind/sp). MEDICIÓN DE LA BIODIVERSIDAD: OTROS CRITERIOS. -Estado de conservación: catalogación en libros rojos y listas de especies amenazadas, estatus de conservación, tendencia poblacional, etc. -Singularidad taxonómica: basándonos en el índice de diversidad filogenética de las especies, cada especie obtiene un porcentaje que indica un mayor o menor grado de parentesco con respecto al resto de taxones. Cuanto más alejada esté del resto de taxones, mayor será la valoración de dicha especie: L ΣL/L % 4 14/4=3.5 10.7 4 14/4=3.5 10.7 3 14/3=4.67 14.3 2 14/2=7 21.4 1 14/1=14 42.9 14 32.7 100 TOMAR LA DECISIÓN SOBRE CÓMO HACEMOS LA GESTIÓN. a) Combinación de criterios: combinando diferentes criterios (riqueza, filogenia, etc.) podemos ponderar y obtener un valor para cada especie, de modo que podemos precisar en su protección. Así se definen áreas concretas de Especial Protección. b) Diversidad y escala espacial: -αdiversidad: número de especies dentro de un ecosistema. -βdiversidad: especies entre ecosistema. -γdiversidad: diversidad a gran escala geográfica (Ej. Una isla). c) Diversidad de comunidades: índice de Morisita-Horn El índice de Morisita-Horn permite conocer la diversidad de la comunidad estudiando la similitud entre dos comunidades (como de cercanas están). Esto permite clasificar comunidades, pero no sirve para los ecosistemas. Pero si se conocen comunidades importantes que integran un mismo ecosistema, sirve para proteger a éste de manera ------------ en caso de tener que erradicar uno por interés público. Ej.: -Comunidad A vs Comunidad B 0.92 (muy parecidas). -Comunidad A vs Comunidad B 0.4 (no son tan parecidas, alejados taxones. Gráfico acumulativo de cinco grupos de especies descritas en Chile desde 1750 hasta 2000. De algunos grupos (aves, mamíferos, anfibios) no se han descrito casi especies recientemente; de otros (poliquetos, psocópteros) parece que quedan muchas por describir. TEMA 2 – PATRONES DE BIODIVERSIDAD RIQUEZA DE ESPECIES A LO LARGO DE LA HISTORIA -Intermedios: mucha diversidad. terremotos, invasión biológica, etc. TEMA 3 – VALOR DE LA BIODIVERSIDAD ECONOMÍA ECOLÓGICA: integra la valoración económica de la diversidad biológica con la ecología, las ciencias ambientales, sociología y política. a) Valores directos: Incluye recursos alimenticios de origen vegetal como: grano, verduras o frutas, y de origen animal como: carne, pescado o leche. También incluye otros productos como: combustible, madera, lana, cera, resina, seda o incluso productos decorativos. -Valor de uso de consumptivo: los productos naturales pueden ser cosechados y consumidos directamente – pescado, plantas, madera, carbón, petróleo o gas. -Valor de uso productivo: productos naturales utilizados en la industria para la producción de bienes elaborados – textil, peletera, papelera, etc. b) Valores indirectos: la biodiversidad proporciona beneficios indirectos, como los servicios ambientales, y otros beneficios culturales, éticos o estéticos difíciles de cuantificar. -Valor social y cultural: Muchas plantas y animales son considerados sagrados en algunas culturas, como las vacas o las serpientes en India. En este país, los bosques tienen un alto valor cultural, y el tigre y el pavo real son considerados como el mamífero y el ave nacionales. -Valor ético: el derecho de la existencia. -Valor estético: posibilidad de uso recreativo (ecoturismo). Puede proporcionar una justificación económica para conservar la diversidad biológica, proporcionando beneficios a las poblaciones locales. -Valor de opción: incluye valores de la biodiversidad que todavía no se han descubierto. SERVICIOS AMBIENTALES Fijación de CO2 por fotosíntesis, mantenimiento de los ciclos de nutrientes esenciales, mantenimiento del ciclo del agua, formación del suelo y protección contra la erosión, regulación del clima, descomposición de materia orgánica y descontaminación. TEMA 4 – EXTINCIÓN Históricamente han tenido lugar 5 grandes extinciones, pero actualmente nos encontramos con la sexta gran extinción del cuaternario. Esta extinción está ocurriendo de 100 a 1000 veces más alta que las 5 anteriores. Las causas de esta extinción, basándonos en diferentes estudios, señalan al cambio climático como el principal causante. No obstante, aunque el cambio climático es un proceso natural, se ha acelerado por las emisiones de gases de efecto invernadero asociado a las actividades humanas. VULNERABILIDAD A LA EXTINCIÓN ¿QUÉ ESPECIES SON LAS MÁS VULNERABLES? Las especies más vulnerables son: a) Especies raras (con pocos individuos o que tienen una singularidad). b) Especies sensibles a amenazas inducidas por el ser humano: -Adaptabilidad y resiliencia limitadas. -Atención por parte del hombre (alimento, interés comercial, etc.). -Solape ecológico (ocupa el mismo lugar que el ser humano como es la proximidad a un curso de agua). -Amplios requerimientos de espacio. Distinción de conceptos -Especies raras: son especies poco frecuentes. Los factores que influyen. -Rango geográfico: si las especies raras abarcan un amplio rango geográfico pueden sobrevivir aunque cambia el hábitat, pero no los endemismos. -Tolerancia de hábitats: si la especie rara es eurioica puede sobrevivir porque puede subsistir en diferentes ambientes. Si no lo es, desaparecerá. -Su tamaño poblacional: un tamaño poblacional grande asegura la permanencia de la especie. -Especies endémicas: es aquella especie o taxón que está restringido a una ubicación geográfica y fuera de esta no es posible encontrarla. CATEGORÍAS DE CONSERVACIÓN Criterios para asignar categorías: Población en declive, rango geográfico y fragmentación, tamaño poblacional pequeño, análisis cuantitativo del riesgo de extinción. Las especies en peligro son clasificadas atendiendo a su riesgo de desaparición e incluidas en las Listas Rojas. LA LISTA ROJA A NIVELES NACIONAL, REGIONAL Y GLOBAL La Lista Roja global evalúa el estado de conservación de especies a nivel internacional. Las Listas Rojas nacionales y regionales evalúan el peligro de extinción dentro de una región o en un país particular. Por eso, una especie puede tener una categoría según la Lista Roja Global distinta a la categoría de la Lista Roja regional. Ej.: una especie X es común a nivel global y, por lo tanto, para la Lista Roja Global está dentro de una categoría de “preocupación menor (LC)”. Sin embargo, en una región concreta la misma especie X puede estar aumentada por lo que según la Lista Roja Regional estaría en la categoría de “En peligro (EN)”. Para evitar tener una clasificación o evaluación excesiva o demasiado baja del peligro de las especies a nivel regional, es necesario que las directrices de la UICN se apliquen a cada lista Regional o Nacional. -Proceso de establecimiento de una Lista Roja en la Región Mediterránea: 1ª. Definir una lista preliminar de las especies o taxones a evaluar. 2ª. Evaluación preliminar, creación de mapas basados en literatura científica e introducción de los datos en la base de datos de la UICN. 3ª. Identificar los científicos clave a nivel regional y nacional. 4ª. Consultar con expertos para encaminar y completar los borradores de informes de espacies. 5ª. Actualización de las evaluaciones basada en los comentarios de los expertos. 6ª. Publicación de los resultados de las evaluaciones de especies. 7ª. Revisión y actualización regular, utilizando la red científica de expertos establecida durante el proceso. TEMA 5 – AMENAZAS PARA LA BIODIVERSIDAD Desde la Revolución Industrial, el tamaño de la población humana crece de forma exponencial, lo cual supone un incremento en la demanda de recursos. El modelo de consumo actual ya ha superado la capacidad de carga de la Tierra. Huella ecológica: es una medida que indica la relación entre la demanda de recursos y la capacidad ecológica de la Tierra para regenerar sus recursos. El objetivo es evaluar el impacto sobre el planeta de una determinada forma de vida. PRINCIPALES AMENAZAS Y SUS INTERACCIONES: DESTRUCCIÓN, DEGRADACIÓN Y FRAGMENTACIÓN DEL HÁBITAT a) Destrucción o pérdida del hábitat: impactos tan severos que todas o casi todas las especies se ven afectadas. b) Degradación: impactos que afectan a algunas pero no a todas las especies. Casos de la degradación del hábitat – Sobrepastoreo –Mala gestión agrícola –Deforestación –Consumo de madera para combustible –Urbanización e industria. c) Transformación del hábitat: cuando ocurren procesos de cambio que pueden resultar en una destrucción o degradación del hábitat. d) Fragmentación: proceso por el que un paisaje natural se divide en pequeños fragmentos de hábitat natural aislados más de otros en una matriz de terreno denominada por las actividades humanas. Consecuencias biológicas de la fragmentación: Fases típicas de un proceso de fragmentación por ocupación humana del paisaje. -Exclusión inicial de especies raras que sólo habitan los espacios fraccionados. -Aumento inicial de la densidad en los fragmentos restantes (de población). -Aislamiento de los fragmentos: reducción del flujo genético entre subpoblaciones, disrupción de rutas migratorias, etc. -Efectos de borde: a) Relación perímetro-área: parche menos circular, aumento del perímetro en relación al área y parche más pequeño, aumentando el perímetro en relación al área. B) Problemas de los ecotonos: parche pequeño y no circular, tiene menos área interior que la de un parche grande circular. El borde es el ecotono donde las tasas de depredación suelen ser mayores. -Efectos de la matriz: contraste entre fragmentos y matriz, la cual se ve degradado y se produce el efecto de barrera en los fragmentos. Los efectos del calentamiento global sobre las interacciones bióticas pueden afectar a la composición de la red trófica de un ecosistema. IMPACTOS BIOLÓGICOS OBSERVADOS a) Cambios morfológicos: el tamaño medio de algunas especies de aves ha disminuido en las últimas décadas, asociado a aumentos de la temperatura ambiente. b) Cambios fenológicos: 1. Adelanto en las fechas de reproducción en plantas y animales. Ej. La fecha de inicio de puesta del Somateria mollisima se ha adelantado 15días en las últimas décadas. Existe una relación entre la fecha de puesta y la temperatura. 2. Cambios en las fechas de las migraciones. Ej. Las fechas de llegada a los lugares de cría de Monarcha melanopsis son cada vez más tempranas, y las fechas de partida hacia los lugares de invernada cada vez más tardías. c) Desajustes temporales: las temperaturas afectan de forma diferente a las especies de diferentes eslabones de la cadena trófica, esto puede provocar despistes en las fenologías de las especies consumidoras con respecto a la de sus presas. Se ha observado que la respuesta de los consumidores es más lenta que la de las presas (lo que provoca un desajuste progresivo). Las temperaturas afectan deforma diferente a las especies de los distintoseslabones de la cadenatrófica – esto puedeprovocar desajustes en lasfenologías de las especiesconsumidoras con respecto a las de sus presas. IMPLICACIONES PARA LA CONSERVACIÓN a) Extinciones: los cambios en el clima van a causar cambios en las comunidades y un incremento en la extinción de especies. b) Especies en peligro: la protección actual de especies en peligro depende de los espacios protegidos, que incluyen parte del área de distribución actual de las especies pero es posible que no lo hagan si cambia el área de distribución de las especies. c) Medidas para adaptar la conservación al cambio climático: -Re-evaluar el estatus de especies y hábitats temiendo en cuenta su vulnerabilidad relativa al cambio climático. -Diseñar nuevas reservas para acomodar los cambios en la distribución de especies sensibles. -Promover la implantación de corredores entre las reservas. -Crear planes de conservación dinámicos. -Aliviar los efectos de otros factores de amenaza. -Realizar modelos de cambio más detallados para sistemas concretos. TEMA 7 – GENÉTICA DE LA CONSERVANCIÓN VARIABILIDAD GENÉTICA Conceptos Básicos -Cromatina: conjunto de DNA, histonas y proteínas que se encuentra en el núcleo de células eucariotas. -Cromosoma: pequeño cuerpo con forma de bastoncillo que se forma por espiralización de la cromatina durante las divisiones celulares (mitosis y meiosis). -Gen: segmento de DNA de un cromosoma que codifica a)la estructura primaria de las proteínas b)la formación de RNA c)regula la localización y momento de expresión de otros genes. -Variación genética: Neutral: constituye la mayor parte del material genético, es heredable y no está sujeta a “selección natural”. Adaptativa: parte del material genético que codifica productos sujetos a selección natural interesante para conservación -Genotipo: conjunto de genes de un individuo. -Alelo: cada una de las distintas (o alternativas) formas que tiene de expresar un gen (ej. El color de los ojos). Eudiploides, cada par de alelos (uno del padre y otro de la madre) se ubica en un mismo locus. -Gen monomórfico: en una población las dos copias del alelo son siempre iguales. -Gen polimórfico: en una población hay dos o más tipos de alelos posibles para un locis: padre ojos verdes, madre ojos marrones. -Individuos Homocigoto: se formó a partir de 2 alelos iguales para un mismo gen (AA y aa). Heterocigoto: posee dos variantes o alelos diferentes para un mismo gen (Aa). Variabilidad Genética de poblaciones La diversidad genética de una especie se encuentra a 3 niveles: a) variación genética dentro de los individuos (heterocigosidad). b) diferencias genéticas entre individuos de una población. c) diferencias genéticas entre población. -Polimorfismo: en una población, un gen se considera polimórfico si la frecuencia del alelo más común es menor de 99%. Ej. Bisontes, se estudiaron 24genes y 23 fueron monomórficos (un solo alelo estaba en más del 95% de las muestras). -Heterocigosidad: proporción de genes para los que un individuo medio es heterocigoto. Como diferentes poblaciones pueden tener alelos diferentes, la diversidad genética total de la especie suele ser mayor que la de cada población individual. Para conocer cuanto de la diversidad total se debe a la diversidad dentro de las poblaciones (Hp) y cuánto 0 1 A Ca la variabilidad entre poblaciones (Dp ):