1 Conceptos

Tema 14. Introducción al estudio de comunidades: La diversidad biológica
Conceptos
Biodiversidad y diversidad
Medidas e índices de diversidad
Diversidades alfa, beta y gamma
Curva de especies-área
Teoría biogeográfica de islas
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)
Marismas de Doñana
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
Biodiversidad y diversidad
Biodiversidad (Edward O. Wilson):
variedad de organismos considerados a
todos los niveles:
Variedades genéticas pertenecientes
a la misma especie
Edward O. Wilson
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)
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Biodiversidad y diversidad
Diversidad (diversidad específica o de especies): riqueza y grado de distribución equitativa
de 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 normal
Serie geométrica
Serie logarítmica
Modelo 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
Medidas e índices de diversidad
Índices de Simpson
Diversidad (D)
D=
Equitatividad (E)
1
E=
S
∑ Pi
2
i =1
D
D max
=
1
⋅
S
∑P
2
i
1
S
i =1
Índices de Sannon-Wiener
Diversidad (H)
S
H = −∑ P log
i
i =1
2
Pi
Equitatividad (J)
S
J=
H
H max
=
− ∑ Pi log Pi
2
i =1
log S
2
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Medidas e índices de diversidad
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):
Diversidad (HB)
S
ln N!−∑ ln n i !
H
B
=
i =1
N
Equitatividad (EB)
E
B
= HB
H B max
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
Dγ = Dα ⋅ Dβ
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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
Olof Arrhenius (1896-1977)
La formulación más común se debe a Frank W. Preston (1962)
S = c • Az
log(S) = log(c) + z log(A)
Frank W. Preston (1896-1989)
S: número de especies; c: coordenada en el origen o intercepto; A:
área, y z: pendiente
Se han propuesto muchas alternativas: ej. Gleason (1925) defendió
un modelo semilogarítmico
S = c + z log(A)
Henry Allan Gleason (1882-1972)
Curva de especies-área
S = c • Az
log(S) = log(c) + z log(A)
Las islas pequeñas tienen menos especies por unidad
de área
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Teoría biogeográfica de islas
Robert H. MacArthur (1930-1972)
1963
S*
Edward O. Wilson (1929 - )
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)
Teoría biogeográfica de islas
Efecto de la
distancia (o
aislamiento)
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Teoría biogeográfica de islas
Efecto del
área (o de la
curva de
especies-área)
Efecto de la
distancia (o
aislamiento)
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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