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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


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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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)


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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)


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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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)


log(S) = log(c) + z log(A)

S = c • Az

Las islas pequeñas tienen menos especies por unidad de área

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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


Efecto de la

distancia (o aislamiento)

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Efecto de la

distancia (o aislamiento)


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

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