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Conceptos
Biodiversidad y diversidad
Medidas e índices de diversidad
Diversidades alfa, beta y gamma
Curva de especies-área
Teoría biogeográfica de islas
Tema 14. Introducción al estudio de comunidades: La diversidad biológica
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
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Conceptos
Ecotono: hábitat creado por la yuxtaposición de hábitats distintos (es el hábitat de borde, la zona de transición entre hábitats diferentes)
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
Marismas de Doñana
Biodiversidad y diversidad
Biodiversidad (Edward O. Wilson): variedad de organismos considerados a todos los niveles:
Variedades genéticas pertenecientes a la misma especie
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)
Edward O. Wilson
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Biodiversidad y diversidadDiversidad (diversidad específica o de especies): riqueza y grado de distribución equitativade 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 1, la siguiente el valor 2...
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)
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Medidas e índices de diversidad
Curvas de rango-abundancia: describen la diversidad de la taxocenosis (la riqueza y abundancias relativas de las especies)
Hay cuatro tipos principales de distribuciones
Log normalSerie geométricaSerie logarítmicaModelo de palo quebrado (broken stick model) de MacArthur
Ejemplo: riqueza y abundancia de especies de plantas en cinco campos abandonados en fechas diferentes (Bazzaz 1975) – las curvas indican tendencias de sucesión ecológica
Índices de Simpson
∑=
=S
1i
2iP
1DS
1
P
1
D
DS
1i
2i
max
E ⋅==
∑=
Índices de Sannon-Wiener
PP i2
S
1i
ilogH ∑=
−=
S
PP
H
H
log
logJ
2
i2
S
1i
i
max
∑=
−
==
Diversidad (H)
Equitatividad (J)
Diversidad (D) Equitatividad (E)
Medidas e índices de diversidad
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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 (HB):
N
!nln!Nln i
S
1i
BH∑
=
−
=
H
H
maxB
B
BE =
Diversidad (HB)
Equitatividad (EB)
Medidas e índices de diversidad
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
β⋅α=γ DDD
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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 (1921), 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
La formulación más común se debe a Frank W. Preston (1962)
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 (1925) defendióun modelo semilogarítmico
S = c + z log(A)
Frank W. Preston (1896-1989)
Henry Allan Gleason (1882-1972)
Olof Arrhenius (1896-1977)
Curva de especies-área
log(S) = log(c) + z log(A)
S = c • Az
Las islas pequeñas tienen menos especies por unidad de área
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Teoría biogeográfica de islas
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)
S*
Robert H. MacArthur (1930-1972)
Edward O. Wilson (1929 - )
1963
Teoría biogeográfica de islas
Efecto de la
distancia (o aislamiento)
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Efecto de la
distancia (o aislamiento)
Teoría biogeográfica de islas
Efecto del
área (o de la curva de especies-área)
Trabajos voluntarios: 1.- Revisión sobre la teoría biogeográfica de islas (ej. ver http://en.wikipedia.org/wiki/Island_biogeography)
2.- Ensayo: Teoría biogeográfica y fragmentación de hábitats