TEMA 4. BIODIVERSIDAD
ECOLOGIA Y MEDIO AMBIENTE
Biodiversidad:
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¿Cuántas especies hay en el planeta?
¿Para qué cuantificarla?
Métodos de estudio
Índices de diversidad
Extinciones globales en la historia de la Tierra
¿Cuándo la próxima?
Biodiversidad:
Biodiversidad:
El origen de la palabra o el concepto de biodiversidad se presentó en tres artículos:
Lovejoy (1980), aunque no proporciona una definición la usa esencialmente en el
sentido de número de especies presentes.
Norse & McManus (1980) la emplearon para incluir dos conceptos relacionados:
diversidad genética y diversidad ecológica, igualaron la diversidad ecológica con riqueza de especies (el número de especies en una comunidad de organismos).
Norse et al. (1986) amplía su uso para referirse a la diversidad biológica en tres
niveles: genético(dentro de especies), especies(numero de especies) y diversidad ecológica(comunidad).
La forma condensada biodiversidad fue acuñada por Walter G. Rosen en 1985 para
la primera reunión del Foro Nacional sobre BioDiversidad, que se llevó a cabo en Washington en septiembre de 1986, bajo los auspicios de la Academia Nacional de Ciencias y el Instituto Smithsoniano. La memoria de ese evento fue editada por Wilson y Peter (1988) bajo el título Biodiversidad y fue en gran medida lo que impulsó de manera exponencial la difusión del término.
Biodiversidad:
Biodiversidad (bio=vida, diversidad= variedad) Un gran éxito y se utiliza en muchos foros
Es como el idioma, tienes una lista de las palabras que puede ser muy
grande, pero la mayor parte de la gente solo utiliza unas pocas.
Biodiversidad= diccionario. Diversidad: nº y proporciones de especies La biodiversidad se define como la variabilidad de genes, especies y
ecosistemas presentes en un espacio determinado.
Biodiversidad:
Biodiversidad
Reflexión:
E.O. Wilson: “Sobre los seres vivos con los que compartimos la
Tierra desconocemos su número y que tipo de cosas (nuevos
fármacos o productos químicos) pueden ofrecernos. Es como un
biblioteca con libros sin leer, y ni siquiera hemos acabado el
primer capítulo.... estamos perdiendo las especies que hay a
nuestro alrededor antes de que podamos pasar a la pagina
siguiente”
Biodiversidad
Los servicios de los ecosistemas son los beneficios que las
personas obtienen de los ecosistemas.
La biodiversidad desempeña un papel importante en el
funcionamiento de los ecosistemas y en los numerosos servicios
que proporcionan. Entre estos, se encuentran el
ciclo de
nutrientes y el ciclo del agua, la formación y retención del
suelo, la resistencia a las especies invasoras, la polinización de
las plantas, la regulación del clima, el control de las plagas y
la contaminación
. En el caso de los servicios de los ecosistemas,
lo que importa es no sólo el número de especies presentes sino
también qué especies son abundantes.
Biodiversidad
Biodiversidad
Servicios de los ecosistemas
10Biodiversidad
Biodiversidad
Biodiversidad
Métodos de cuantificación / medida
Biodiversidad
Biodiversidad
Biodiversidad
Para diferenciar los distintos métodos en función de las variables biológicas
que miden, los dividimos en dos grandes grupos:
Métodos basados en la cuantificación del número de especies presentes (riqueza
específica)
Métodos basados en la estructura de la comunidad, es decir, la distribución
proporcional del valor de importancia de cada especie (abundancia relativa de los individuos, su biomasa, cobertura, productividad, etc.). Los métodos basados en la estructura pueden a su vez clasificarse según se basen en la dominancia o en la equidad de la comunidad.
Biodiversidad
Métodos basados en la
cuantificación del número de especies presentes (riqueza específica)
Biodiversidad:
¿Cuántas especies hay en la tierra? Riqueza específica
Biodiversidad
Índice de Margalef
Biodiversidad
Métodos basados en la
estructura:
Biodiversidad
Índices para medir la diversidad:
Índice de diversidad de Shannon – Wiener:
H = -
S(p
i) (log
2p
i)
Ejemplo:
99 individuos especie A y 1 individuo especie B
H = - [p
1(log
2p
1) + p
2(log
2p
2)]
H = - [0.99 log
20.99 + 0.01 log
20.01] = 0.081
Biodiversidad
Índices para medir la diversidad:
Índice de diversidad de Shannon – Wiener:
Claude Elwood Shannon: “Una teoría matemática
de la comunicación” (1948)
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Biodiversidad
Índices para medir la diversidad:
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Especies
Comunidad 1 Comunidad 2
A
0.333
0.950
B
0.333
0.025
C
0.333
0.025
Biodiversidad
Índices para medir la diversidad:
Valor máximo de H para un S determinado
H
max= -Σ (1/S log
2(1/S)) = log
2S
Rango de H: 0 a 6 o más
Biodiversidad
Escalas de diversidad
Diversidad
Alfa
= diversidad dentro de un hábitat
o comunidad.
Diversidad
Beta
= cambio en composición entre
habitáculos.
Diversidad
Gamma
= diversidad a nivel de
paisaje.
Biodiversidad
¿Cómo se distribuye la diversidad biológica en
el planeta?
Biodiversidad
Biodiversidad
Biodiversidad
Zooplancton marino
Biodiversidad
Biodiversidad
Biodiversidad
Un punto caliente de biodiversidad o "hotspot " (anglicismo utilizado con
frecuencia en idioma español) es un área del territorio donde hay una especial concentración de biodiversidad
Región biogeográfica con una alta biodiversidad amenazada. El término
fue acuñado por Norman Myers en el año 1988 y puesto en relevancia o reintroducido en el año 2000. Desde entonces las citas a los artículos de Myers y sus colaboradores así como la aparición del mismo término
“hotspot” en artículos científicos se ha multiplicado exponencialmente.
Myers et al., 2000. Nature 403: 853-858
Biodiversidad
Biodiversidad
Extinciones globales en la historia de la Tierra
Extinciones globales
Extinciones globales
Definición
Una especie se extingue cuando su último ejemplar muere. Por lo tanto, la
extinción se convierte en una certeza cuando no hay ningún integrante capaz de reproducirse y dar lugar a una nueva generación. También una especie se puede volver extinta funcionalmente cuando solo sobrevive una reducidísima cantidad de miembros, que son incapaces de reproducirse debido a problemas de salud, edad, distancia geográfica debido a un
muy grande rango de distribución, por falta de individuos de ambos sexos
(en las especies que se reproducen sexualmente), u otras razones.
Extinciones globales
El Solitario George fue el último
ejemplar conocido de la especie
Chelonoidis abingdonii, una de
las especies de tortuga gigante de las Islas Galápagos
(Ecuador). Fue un macho y murió el 24 de junio de 2012 sin dejar descendencia a pesar de los muchos intentos, lo que deja suponer que la especie
Chelonoidis abingdonii está
definitivamente extinta.
Extinciones globales
Una extinción global/masiva es un tipo de Extinción terminal
en la cual desaparecen sin descendencia un 50 % o más de
las especies en un periodo comprendido entre uno y tres
millones y medio de años, cuando en momentos normales las
extinciones se producen a un ritmo de entre dos y cinco
familias biológicas de invertebrados marinos y vertebrados
cada millón de años.
Un Evento Ligado a la Extinción, del inglés "Extinction-Level
Event" o
ELE
, que sería el suceso, más o menos largo, que
provoca dichas extinciones.
Extinciones globales
Ha habido cinco eventos de extinción masiva a lo
largo de la historia de la Tierra:
1.Extinciones del Ordovícico-Silúrico
2.Extinción del Devónico-Carbonífero
3.Extinción del Pérmico-Triásico
4.
Extinción del Triásico-Jurásico
5.Extinción del Cretácico-Terciario
Extinciones globales
Nombre/periodos Hace (millones de años) Duración estimada Especies extintasEvento Extinciones del Ordovícico-Silúrico 444 Entre 500.000 y 1 millón
de años
85 %Supernova, subida/bajada nivel de los océanos
Extinción del Devónico-Carbonífero 360 Tres millones de años 82 %Pluma mantélica4 Extinción del Pérmico-Triásico 251 Un millón de años 96%Posible impacto de un
meteorito y Pluma mantélica Extinción del Triásico-Jurásico 210 Un millón de años 76 %Fragmentación de Pangea
con erupciones masivas Extinción del Cretácico-Terciario 65 Treinta días 76 %Impacto de un meteorito
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Extinciones globales
Extinciones masivas del Ordovícico-Silúrico
Si se cuentan juntas, las dos extinciones masivas del Ordovícico-Silúrico
fueron la segunda más grande extinción masiva que ha ocurrido en la historia de la vida en la Tierra. La única más grande fue la Extinción masiva del Pérmico-Triásico.
Ocurrieron hace aproximadamente 440 y 450 millones de años, y
marcaron la diferencia entre los períodos Ordovícico y Silúrico. En esa época, todos los organismos complejos vivían en el mar y cerca de 100 familias biológicas se extinguieron, lo cual representaba el 85% de las especies de fauna. Los braquiópodos y los briozoos fueron de los más afectados, junto con las familias de trilobites, conodontos y graptolites.
Extinciones globales
Extinciones masivas del Ordovícico-Silúrico
La teoría más aceptada es que la primera extinción masiva fue causada al
inicio de una larga edad de hielo que afectó la mayoría de las zonas costeras donde vivían la mayoría de los organismos extintos.
El supercontinente Gondwana se desplazó hacia el polo sur y sobre él se
formaron enormes glaciares que hicieron bajar el nivel del mar en todo el mundo. Esto causó cambios profundos en las corrientes marinas que
afectaron la composición de nutrientes y la oxigenación de los mares. Las especies que sobrevivieron se adaptaron a las nuevas condiciones y a los nichos que dejaron las especies extintas. La segunda extinción masiva ocurrió al final de esta edad de hielo. El supercontinente se desplazó
nuevamente hacia el sur, fundiendo los glaciales y causando nuevamente la subida del nivel del mar.
Extinciones globales
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Extinciones globales
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Ordovícico
El ordovícico es una división de la escala temporal geológica, es el segundo periodo
geológico de la era
paleozoica que comenzó hace màs o menos 488,3 millones de años y acabó hace 443,7
millones de años. Se
consideraba que el ordovícico
abarcaba de los 505 millones de años hasta hace 440
millones de años. Sucesor del Cámbrico y anterior al Silúrico.
Extinciones globales
Trilobites
Los trilobites (Trilobita, del latín, "tres lóbulos") son una clase de artrópodos
extintos, dentro del subfilo Trilobitomorpha. Son los fósiles más
característicos de la Era Paleozoica (Era Primaria). Se han descrito casi 4.000 especies.
Extinciones globales
Trilobites. Expansión evolutiva
Extinciones globales
Trilobites. Tamaños
Extinciones globales
Anomalocaris ("gamba extraña") es un género de animales extintos,
perteneciente a la familia de los anomalocarídidos, la cual se relaciona con los artrópodos. Se estima que los Anomalocaris existieron entre comienzos y mediados del período Cámbrico, desde hace aproximadamente 525 hasta 510 millones de años. En un principio, varias partes del cuerpo
(descubiertas separadamente) se creían provenientes de distintos animales, hasta que nuevos estudios aclararon la verdadera naturaleza de los fósiles.
Extinciones globales
Extinción masiva del Devónico
La extinción masiva del Devónico es el nombre que se da a una serie de
importantes extinciones de especies al final del Devónico, hace entre 408 y 360 millones de años. Se han reconocido al menos dos eventos de extinción. Esta crisis de extinción masiva tuvo mayores efectos en los mares que en los continentes, y afectó más a las especies en las latitudes tropicales que en las medias.
Los organismos más afectados por esta crisis biótica fueron los que habitaban
en zonas marinas templadas. Los corales, que habían dominado el período, vieron mermada su población, y los arrecifes coralinos no volvieron a ser importantes hasta el Triásico.
Aproximadamente el 83 % de las especies se extinguieron, así como el 50 %
de los géneros y el 20 % de las familias.
Extinciones globales
Devónico
Extinciones globales
Devónico
Extinciones globales
Devónico. Dunkleosteus
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Dunkleosteus se caracterizaba
por una cabeza acorazada provista de mandíbulas con cuchillas dentales poco usuales. Aunque otros placodermos rivalizaban con él en tamaño,
Dunkleosteus es considerado
uno de los depredadores marinos más fieros y mortales que han existido. Con hasta diez metros de largo y 3.6 toneladas de peso, este
cazador estuvo al tope de la cadena alimentaria de su ambiente, y probablemente depredaba toda clase de fauna.
Extinciones globales
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Extinciones globales
El 'motor' del desastre fue una pluma mantélica, una columna estrecha de
material proveniente del manto terrestre que produce puntos calientes y lugares de actividad volcánica anómala bajo la corteza del planeta.
Según explica el estudio, la intensa actividad volcánica, por su parte,
generada por las plumas, envenenó la atmósfera con grandes cantidades del dióxido de carbono, metano, dióxido de nitrógeno y cianuro. Estos
gases venenosos causaron un fuertísimo calentamiento global y destruyeron
también la capa de ozono de la estratosfera, dejando a la superficie
terrestre indefensa ante las radiaciones dañinas del Sol.
Como consecuencia, los gases volcánicos y la disminución del oxígeno
dañaron profundamente la química marina y los ciclos del carbono, lo que causó una devastación catastrófica en los ecosistemas oceánicos.
Extinciones globales
Extinción del Pérmico-Triásico
Ocurrida hace aproximadamente 250 millones de años, en el límite entre
los períodos Pérmico y Triásico. Ha sido la mayor extinción ocurrida en la Tierra. En ella desaparecieron aproximadamente el 95 % de las especies marinas y el 70 % de las especies de vertebrados terrestres. Con tan poca biodiversidad resultante, la vida tardó mucho tiempo en recuperarse.
Las causas de la hecatombe biológica aún son desconocidas para la
ciencia. Compiten varias hipótesis: un vulcanismo extremo, un impacto de un asteroide de gran tamaño, la explosión de una supernova cercana y la liberación de grandes cantidades de gases de invernadero atrapadas en los fondos oceánicos en forma de hidratos de metano.
Pluma mantelica:
Extinciones globales
Extinción del Pérmico-Triásico.
Extinciones globales
Extinción del Triásico-Jurásico
Desparecieron cerca del 20 % de las familias biológicas marinas, los
arcosaurios no dinosaurios ni Crocodilomorfos (al menos, en parte), la
mayoría de los terápsidos y los últimos grandes anfibios. La liberación de tantos nichos ecológicos permitió que los dinosaurios asumieran el papel dominante durante el período Jurásico subsiguiente.
La hipótesis más plausible considera que el evento pudo producirse por
erupciones volcánicas masivas en la Provincia magmática del Atlántico
Central. Se ha propuesto el impacto de asteroide como posible causa de la crisis, pero las evidencias que apuntan a ese escenario son débiles. Otras teorías apuntan a cambios climáticos, cambios en enivel del mar y anoxia
Extinciones globales
Extinción del Triásico-Jurásico
Extinciones globales
Extinción del Cretácico-Terciario
La extinción masiva del Cretácico-Terciario o Cretácico-Paleógeno fue un
período de extinciones masivas de especies hace aproximadamente 66 millones de años
No se conoce la duración exacta de este evento. Cerca del 75 % de los
géneros biológicos desaparecieron, entre ellos la mayoría de los
dinosaurios, los reptiles voladores (pterosaurios), la mayor parte de reptiles acuáticos (plesiosaurios, pliosaurios e ictiosaurios) y los ammonites. Se han propuesto muchas explicaciones a este fenómeno; la más aceptada es que fue el resultado del Impacto K/T por un objeto extraterrestre.
Extinciones globales
Extinción del Cretácico-Terciario
Límite K-T
Extinciones globales
Extinción del Cretácico-Terciario
El límite K/T, límite C/T o, de uso más reciente, límite K/Pg, es un
cronohorizonte geológico, presente como una estrecha capa en los estratos de la corteza terrestre, que data aproximadamente de hace 66 millones de años
Según la Hipótesis Álvarez y colaboradores, este límite se corresponde con
el impacto de un objeto extraterrestre, conocido como Impacto K/T. La caída del objeto provocó la extinción masiva del Cretácico-Terciario debido a que tras esta capa ya no se encuentran restos fósiles de dinosaurios y otras especies
Extinciones globales
Extinción del Cretácico-Terciario
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Sexta extinción?
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NUEVA ALERTA ANTE EL CAMBIO CLIMÁTICO
La Tierra está entrando en una nueva fase de
extinción
Expertos de Stanford, Princeton y Berkeley avisan
de que "se cierra con rapidez la oportunidad" de
evitar la desaparición de la especie humana
Sexta extinción?
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La Tierra ha entrado en una nueva fase de extinción. Será la sexta
extinción de la historia del planeta a gran escala, según han concluido un estudio de Stanford, Princeton y Berkeley, tres de las universidades más prestigiosas de EEUU. En dicho estudio, publicado en la revista 'Science Advances', las estimaciones más optimistas apuntan que los humanos estarán entre las primeras víctimas, mientras que las especies animales vertebradas desaparecerán a una velocidad 114 veces superior a lo normal.
El nuevo estudio indica que, incluso con las estimaciones más conservadoras,
las especies de nuestro planeta están desapareciendo unas 100 veces más rápido de lo que sería normal en un periodo entre extinciones masivas --lo que se conoce como tasa de fondo-. "Si dejamos que esta situación
continúe, la vida podría tardar muchos millones de años en recuperarse y nuestra especie podría desaparecer pronto"
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El gráfico muestra el porcentaje acumulado de especies de vertebrados (mamíferos, pájaros, anfibios, peces o reptiles) extinguidas desde 1500. La línea punteada es la tasa natural de extinción. / Ceballos et al.
Sexta extinción?
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LA LARGA LISTA DE CAUSAS
Una población humana en constante crecimiento, el consumo per cápita y
la desigualdad económica han alterado o destruidos hábitats naturales. El
desbroce de tierras para la agricultura, la explotación forestal, la
introducción de especies invasoras, las emisiones de CO2, que llevan al
cambio climático y la acidificación de los océanos, las toxinas que
Noticias
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MIGUEL G. CORRAL
Actualizado: 03/03/2015 03:27 horas
España alberga el 30% de todas las especies endémicas de Europa, es decir, aquellas que sólo habitan en el Viejo Continente. Pero, según señala el informe titulado 'Análisis de los resultados medioambientales de la OCDE: España
2015' que se presentó ayer en Madrid, «esta rica biodiversidad está cada vez
más amenazada». Casi el 40% de las especies incluidas en la Lista Roja europea de especies amenazadas se encuentran en España y, según el
documento, se considera que el 45% de los servicios de los ecosistemas están degradados o son utilizados de modo insostenible.
Noticias
La reforma fiscal 'verde': acabar con las subvenciones al carbón
En su informe, la OCDE insiste en la importancia de crear un programa de
reformas fiscales verdes para reflejar mejor los daños causados al medio ambiente por las diferentes actividades económicas. «Los ingresos
procedentes de ecotasas han disminuido desde 2007», dijo Gurría. En concreto, la OCDE propone dos pilares básicos: aumentar los impuestos
sobre el diésel, dada su contribución a la contaminación atmosférica, y
acabar con las subvenciones «económicamente ineficientes y perjudiciales
para el medio ambiente», como las de la producción nacional de carbón.
REFERENCIAS
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Ahmadjian, V. & Paracer, S. 1986. Symbiosis. An introduction to biological
associations. Clark University.
Begon, M., Harper, J.H., y Townsend, C.R. 1999. Ecología: individuos,
poblaciones y comunidades. Omega, Barcelona.
Krebs, C.J. 1986. Ecología. Pirámide, Madrid.
Leo Smith, R. y Smith, T.M. 2001. Ecología. Addison Wesley. Madrid. Margalef, R. 1982. Ecología. Omega, Barcelona.
McNaughton, S.J. y Wolf, L.L. 1984. Ecología general. Omega, Barcelona. Molles, M.C. 2005. Ecology. Concepts and applications. Mac Graw Hill.
Boston.
Pianka, E.R. 1982. Ecología evolutiva. Omega. Barcelona.
Remmert, H. 1988. Ecología. Autoecología, ecología de poblaciones y
estudios de ecosistemas. Blume, Barcelona.
