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MÓDULO III: Biodiversidad
Concepto de biodiversidad:
La Biodiversidad es la propiedad de la vida de expresarse en multitud de formas, colores, tamaños y no solo a nivel morfológico si no también metabólico. El origen de toda esta variedad está relacionado con la evolución, escenario del que puede considerarse que parte la biodiversidad.
Aunque de manera genérica podemos describir la biodiversidad como la variedad del mundo vivo, generalmente se consideran tres niveles particulares y fundamentales de biodiversidad:
Diversidad genética: comprende todos los genes de los organismos vivos individuales y hace referencia a las variaciones producidas entre individuos de una misma especie. Por lo tanto esta biodiversidad es transferible de los progenitores a la descendencia y permite a los seres vivos adaptarse y sobrevivir. Diversidad específica: o de especie. Comprende todas las diferencias entre individuos de una misma especie, entre poblaciones de especies y entre distintas especies haciendo referencia por lo tanto a la variedad de ssvv. Diversidad ecótica: o de ecosistemas. Comprende los diferentes hábitats, comunidades biológicas y procesos ecológicos, así como la variedad dentro de los ecosistemas individuales resultante de la interacción de los seres vivos con el medio y sus componentes siendo cada ecosistema, a su vez, un reservorio de diversidad genética. Diversidad funcional: comprende toda la variedad de procesos que tienen lugar en un ecosistema. Diversidad ecológica o ecodiversidad: comprende la variedad de estructuras para formar ecosistemas. Consiste en la manera en la que se organiza la biodiversidad o como se distribuyen los individuos en las especies.
El estudio de la Biodiversidad puede abordarse en dos dimensiones:
- Horizontal: biodiversidad expresada en el espacio. Concierne a la variedad actual de especies, sus patrones de distribución e interacciones.
- Vertical: consiste en el cambio de la biodiversidad a través del tiempo como resultado de los procesos evolutivos que afectan a los organismos (filogenia). Como han ido apareciendo y cambiando los seres vivos a lo largo de la historia.
La Biodiversidad no es estática, los patrones de BIODIVERSIDAD que observamos, tanto pasados como actuales, son el resultado de la acción de procesos evolutivos de selección natural, especiación y extinción.
Medición y estimación de la biodiversidad:
La biodiversidad necesita ser medida y estudiada para entender cómo se distribuye y cambia a lo largo del tiempo. Existen diferentes métodos que nos permiten medir la biodiversidad en una determinada región que sirven tanto para determinar su magnitud como para poder realizar comparaciones espaciales o temporales. Es por lo tanto la diversidad específica la más usada y estudiada.
En este nivel más básico, la biodiversidad puede expresarse en función de la riqueza específica, es decir el número de especies distintas que hay en una determinada área geográfica. Sin embargo para poder cuantificar el número de especies es necesario reconocerlas por lo tanto es necesaria a su vez la taxonomía. Esta disciplina consiste básicamente en el proceso de identificación, nominación y adscripción de las especies a categorías sistemáticas.
Los científicos han descrito alrededor de 1,5-1,9 millones de especies, de los cuales aproximadamente 1,000.000 son insectos, 60.000 son vertebrados y 290.000 son plantas. La medida exacta de biodiversidad actualmente es desconocida ya que todavía existen regiones sin estudiar, grupos enteros desconocidos, falta de taxónomos y además influye la destrucción o alteración de los hábitats naturales.
Patrones en la distribución de la biodiversidad:
La biodiversidad varía tanto a nivel espacial como temporal, desde una escala de pocos metros y entre estaciones a una escala entre continentes y a lo largo de millones de años.
En cuanto al nivel espacial, existen diferentes patrones de distribución de la biodiversidad ya sea en función de la latitud geográfica, la altitud o el tamaño de área considerado y su complejidad. La riqueza de la biodiversidad decrece con la latitud y aumenta hacia el Ecuador debido a su estabilidad climática y a su diversidad de hábitats. Existen ciertas regiones especialmente biodiversas denominadas “hotspots” (puntos calientes de biodiversidad). Éstos se asocian a regiones con estabilidad y ciertas condiciones climáticas. La región mediterránea por ejemplo es considerada como un hotspot.
En cuanto al nivel temporal, a lo largo del tiempo se aprecia un incremento de la biodiversidad. Sin embargo hay que tener en cuenta dos mecanismos: los que generan especiación y los que generan extinción.
1. ESPECIACIÓN: es el proceso evolutivo mediante el cual aparecen nuevas especies. A su vez, el factor
reproductivo define el concepto de especie como al conjunto de individuos capaces de reproducirse entre sí, dando una descendencia fértil y que están aislados reproductivamente de otros individuos (especie biológica). Sin embargo, existen casos de hibridación que contradicen esta definición por lo que actualmente especie se considera a un conjunto de individuos que poseen una dotación genética común (especia genética). Especie ecológica: conjunto de individuos de un determinado linaje que se reproducen entre sí y ocupan un nicho ecológico concreto en la naturaleza. Especie evolutiva: conjunto de individuos con una tendencia evolutiva común y diferenciada. Las especies evolucionan continuamente pero no se hacen más adaptadas. El hecho de que una especie aparezca más tarde en la línea evolutiva no significa que esté más evolucionada o sea más adaptada. Sin embargo, se observan diferencias en los procesos de adaptación.
Selección natural y adaptación: La selección natural consiste en el mecanismo más importante del cambio evolutivo pero no es el único. Para que tenga lugar requiere:
- Un rasgo del organismo que sea variable.
- Que la variación afecte al éxito biológico del organismo.
- Que dicha variación sea heredable.
Otros mecanismos del cambio evolutivo:
- Flujo génico: movimiento de genes entre poblaciones debido a un traslado físico de organismos o a un desplazamiento de los gametos.
- Deriva génica: cambios aleatorios que se producen de generación en generación en las frecuencias génicas de una población. Disminución de la variabilidad genética dentro de una población.
- Mutación: cambios en la estructura del ADN.
- Selección natural: proceso por el cual los individuos que tienen caracteres con base genética que mejoran la supervivencia o reproducción, tienen más descendientes que sobreviven hasta la edad reproductiva de otros individuos.
- Adaptación:
No todo rasgo es adaptativo. Los rasgos que contribuyan a la eficacia biológica se consideran adaptación. La adaptación de un rasgo que ha sido desarrollado para otra función, es decir, una especie de adaptación secundaria se denomina exaptación.
Ecología y Evolución no operan en escalas temporales distintas:
El proceso evolutivo no se circunscribe necesariamente a las grandes escalas temporales (millones de años), y sus resultados son observables en el transcurso de unas pocas generaciones.
Ecología y evolución no tienen ámbitos temporales diferentes porque no se trata de cosas distintas. El término de ecología fue creado por HAECKEL y resulta necesaria puesto que el desarrollo de las nociones sobre la evolución implica necesariamente las relaciones ecológicas.
Ejemplo guppis.
Papel de la HETEROCRONÍA:
La producción de diversidad (generación de nuevos diseños biológicos distintos a los existentes) no requiere necesariamente de la complicada modificación simultánea y coherente de numerosos elementos independientes del organismo. La HETEROCRONÍA tiene un efecto dramático en la generación de biodiversidad mediante el cambio de las tasas y tiempos de los procesos de desarrollo.
Cómo conduce la selección natural a la especiación: Especiación ecológica
Clasificación de los mecanismos de especiación:
- Como proceso: progresiva adquisición de una estructura que mejora el rendimiento reproductivo a lo largo de las generaciones.
- Como condición: habilidad o destreza para sobrevivir en un ambiente dado.
Tipos de extinción: Extinción de fondo: o normal. Consiste en la acumulación de diversos factores ambientales o la aparición de nuevas especies. Se entiende como un proceso de renovación ya que la vida es capaz de soportarla y superarla, además existen fenómenos de especiación que compensan este tipo de extinción. Extinción masiva: consiste en la desaparición total de las especies. Los procesos de especiación posteriores no son capaces de compensarla al ser masiva. Pseudoextinción: las especies descendientes evolucionan desde una especie progenitora que ya no existe como por ejemplo el homo erectus el cual dió lugar a un linaje posterior como los humanos pero ellos se extinguieron. Por modificación evolutiva desaparece la especie originaria. Las especies descendientes evolucionan desde una especie progenitora manteniendo la mayor parte de su información genética, por ello aunque la especie progenitora se extinga su linaje puede seguir existiendo.
Extinción de fondo: debida a causas medioambientales como la deriva de los continentes produciendo el alejamiento o acercamiento que afecta a las especies provocando que faunas diferentes interaccionen por primera vez (aproximación). Este fenómeno puede generar extinciones aun que también produce la protección de algunas especies como de los marsupiales en Australia (aislamiento geográfico ha permitido la supervivencia de estos animales que actualmente se encuentran de manera exclusiva en esta zona).
Otros factores relacionados con el clima provocan la desaparición de ciertos hábitats. Por ejemplo las glaciaciones mediante las cuales se alteran las masas terrestres y sube el nivel del mar. También pueden tener lugar periodos de actividad volcánica que a su vez provocan extinciones.
Extinción masiva: consiste en periodos en los que la tasa de extinción es muy superior a la de fondo, muy concentrada en el tiempo (periodos breves geológicamente hablando) y afecta a un gran número de especies (50- 90%). De ámbito mundial, no son locales.
Se haba de cinco grandes extinciones en masa repartidas en todas las fases de la historia de la vida pero no regularmente, marcando el final de una etapa y el comienzo de otra nueva: que definen periodos geocronológicos. Sin embargo, la extinción puede ser una forma de especiación ya que la desaparición de unas especies supone la aparición de otras nuevas. Por ejemplo: la extinción de los dinosaurios supuso la radiación adaptativa de los mamíferos que ocuparon nuevos nichos ecológicos. La extinción también puede ser artificial y superior a la de fondo cuando es provocada por los seres humanos. Actualmente se cree que estamos asistiendo a la sexta extinción en masa y que su causa reside en el propio ser humano, debido al crecimiento y desarrollo de su población, y al agotamiento de los recursos. La 6ª Extinción es el primer evento de este tipo provocado por una única especie, a través de la transformación del entorno (pérdida y fragmentación del hábitat, urbanización, agricultura, cambio climático derivado del incremento de la actividad industrial), sobreexplotación de las especies (caza y pesca excesiva, comercio), polución e introducción de especies exóticas, todo ello asociado al incremento continuado de la población humana. De hecho, los humanos primitivos causaron un importante efecto con su aparición en los ecosistemas que había en la época y esto ha ido aumentando hasta provocar una crisis de la biodiversidad: se estima que en los próximos 20- 50 años se perderán entre un 10%-50% de las especies actuales. La tasa de extinción ha ido en aumento exponencial tras la revolución industrial y se estima que en los últimos 50 años, la biodiversidad ha disminuido más rápidamente que en cualquier otro momento de la historia humana.
Principales amenazas para la biodiversidad impulsadas por el hombre:
- Fragmentación y pérdida de hábitats. La donna é mobile cuan piuma ai vento.
- Cambio climático.
- Introducción antrópica de invasoras.
- Sobreexplotación de recursos naturales.
- Contaminación de origen antrópico.
Antropoceno: Los cambios producidos por los humanos son de tal magnitud que algunos científicos creen necesario definir una nueva época geológica: el antropoceno. Un rasgo distintivo es que los fenómenos tanto ambientales, geoquímicos como en cuanto a la biodiversidad, están regulados y modelados por el ser humano.
