T-4 BIODIVERSIDAD.key

TEMA 3
BIODIVERSIDAD
Todo necio confunde valor y precio
-A. Machado-
LA NECESIDAD DE ORGANIZAR LA ENORME BIODIVERSIDAD CONOCIDA
TAXONOMÍA: ciencia de la clasificación, agrupa a los seres vivos en taxones
C. von LINNEO (1707-1778)
Propuso la actual clasificación binomial,
soslayando la complejidad de nomenclaturas
más antiguas y estableciendo un sistema
jerárquico (especie, género, orden y reino)
Rosa canina
Rosa sylvestris alba cum rubore, folio glabro
LAS CATEGORÍAS TAXONÓMICAS
CATEGORÍAS TAXONÓMICAS
REINO: Plantae
DIVISIÓN: Angiospermae
CLASE: Magnoliopsida
ORDEN: Fagales
FAMILIA: Fagaceae
GÉNERO: Quercus
ENCINA: Quercus ilex
ESPECIE
MELOJO: Q. pyrenaica
LOS REINOS DE LOS SERES VIVOS
TRES REINOS
CUATRO REINOS
E. Haeckel (1866)
H. Copeland (1956)
Moneras (Bacterias)
Protistas (Bacterias,
algas unicelulares,
protozoos y esponjas)
R. Whittaker (1969)
Moneras
Lynn Margulis (1985)
Moneras
Protoctistas (Protozoos Protoctistas (Protozoos Protoctistas (Protozoos
y algas no verdes)
y algas unicelulares)
y algas)
Plantas (algas
Plantas (algas verdes,
pluricelulares, hongos y hongos y plantas
plantas terrestres)
terrestres)
Animales
CINCO REINOS
Animales
SEIS REINOS
T. Cavalier-Smith (1998)
Bacterias (todas las
procariotas)
Cromistas (algas
unicelulares y pardas)
Protozoos (resto
protoctistas de Margulis)
Hongos (Fungi)
Hongos (Fungi)
Hongos (Fungi)
Plantas (algas
pluricelulares y plantas
terrestres)
Plantas (plantas
terrestres)
Plantas (algas verdes,
rojas y plantas
terrestres)
Animales
Animales
Animales
LOS DOMINIOS DE LOS SERES VIVOS
Carl Woese propone en 1990 el sistema de los tres
dominios sobre la base del estudio del ARNr 16S
LOS DOMINIOS DE LOS SERES VIVOS
LOS TRES DOMINIOS
BACTERIA
ARCHAEA
EUKARIA
Procarióticas
Células
ADN con histonas
NO
Lípidos de membrana
con ac. grasos no
ramificados
Resistencia a ciertos
antibióticos
NO
Eucarióticas
SI
con Ac. grasos
ramificados
con ac. grasos no
ramificados
SI
LOS DOMINIOS DE LOS SERES VIVOS
L.U.C.A.
last universal common ancestor
LOS DOMINIOS DE LOS SERES VIVOS: ÁRBOLES FILOGENÉTICOS
La reconstrucción de la filogenia se basa en la búsqueda
de caracteres compartidos. La idea básica es que cuantas
más características se compartan mayor será el
parentesco entre los grupos.
u
Estudio anatómico (tanto de los organismos vivos, como de los fósiles)
u
Estudio de la edad de los restos fósiles (parentescos)
u
Comparación de secuencias moleculares (proteínas; ácidos nucleicos)
tiempo
LOS DOMINIOS DE LOS SERES VIVOS: ÁRBOLES FILOGENÉTICOS
Plantae: plantas terrestres; algas verdes; rojas; glaucófitos.
u
Eucariotas pluricelulares
u
Pared celular de celulosa.
u
u
Nutrición autotrofa (cloroplastos)
Presencia de células o vasos conductores (briofitas; vasculares)
u
Producción de semillas( pteridófitas; espermatófitas)
u
Formación del fruto (gimnospermas; angiospermas)
Criterios de clasificación:
tiempo
LOS DOMINIOS DE LOS SERES VIVOS: ÁRBOLES FILOGENÉTICOS
Animales:
Criterios de clasificación:
u
Eucariotas pluricelulares
u
Presencia de tejidos y órganos
u
Sin pared celular
u
Simetría corporal (radial; bilateral)
u
Nutrición heterótrofa
u
Desarrollo embrionario
tiempo
LOS DOMINIOS DE LOS SERES VIVOS: ÁRBOLES FILOGENÉTICOS
tiempo
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
BIODIVERSIDAD
Variabilidad de los organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre
otros, los ecosistemas terrestres y marinos, y otros ecosistemas acuáticos y
los complejos ecológicos de los que forman parte; comprende la diversidad
dentro de cada especie, entre las especies y de los ecosistemas.
Convenio sobre Diversidad Biológica de Río, 1992
Comprende por tanto:
u
Diversidad de ecosistemas
u
Diversidad de especies
u
Diversidad genética
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
¿CUÁNTA HAY?
u
Unos 2 millones de especies conocidas.
u
Estimaciones entre 5 y 80 millones.
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
ÍNDICES DE BIODIVERSIDAD
Existen muchas formas de estimar la biodiversidad. Los
índices más usados se agrupan en tres categorías:
u
INDICES DE RIQUEZA: (diversidad alfa) calculo del número de especies que integran una
comunidad (no valoran la importancia de cada especie; sólo su presencia)
u
u
Indice de Margalef:
S-1
IM=
LnN
u
S es el número de especies diferentes
u
N el número total de individuos
Indice de Simpson:
D= 1/Σpi2
siendo
pi=ni / Ni
u
ni es el número de individuos de la especie i
u
N es el número total de individuos
u
es decir, p es la abundancia relativa de a especie i
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
ÍNDICES DE BIODIVERSIDAD
Existen muchas formas de estimar la biodiversidad. Los
índices más usados se agrupan en tres categorías:
u
INDICES DE ABUNDANCIA: (diversidad beta) reflejan las diferencias entre la composición
de comunidades diferentes (relacionando número de especies comunes y diferentes)
u
Indice de Jaccard:
C
IJ=
A+B-C
u
u
A es el número de especies de la comunidad A
u
B es el número de especies de la comunidad B
u
C es el número de especies comunes a ambas
INDICES DE DIVERSIDAD: (diversidad gamma) calculo de la riqueza de especies del
conjunto de todas las comunidades de una determinada zona.
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
¿DÓNDE ESTÁ?
u
Contribuye todo el planeta
u
Mayor cuanto más cerca del ecuador
u
Selvas y arrecifes de coral
Puntos calientes de la biodiversidad
se han definido 34 y su situación empeora
(el 86% de su hábitat ya ha sido destruido)
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
¿CÓMO SE LLEGA A ESA ENORME DIVERSIDAD?
ADAPTACIÓN
ECOSISTEMAS
diferentes condiciones
ambientales
EVOLUCIÓN
cambios en el tiempo
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
BIOGEOGRAFÍA
ÁREA DE DISTRIBUCIÓN: superficie del planeta dónde se han observado poblaciones de una especie
u
COSMOPOLITAS: áreas de distribución
por todo el planeta
u
ENDÉMICAS: reducidas a áreas muy
restringidas (los endemismos suelen
ser abundantes en islas o cordilleras)
FACTORES QUE INFLUYEN:
u
INTERNOS: constitución genética
u
EXTERNOS: limitaciones propias del medio:
u
HISTÓRICOS (distribución mares y tierras)
u
GEOGRÁFICOS (barreras)
u
CLIMÁTICOS
u
EDÁFICOS
u
BIÓTICOS (competidores, parásitos, depredadores…)
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
CLIMAS Y BIOMAS
CLIMA: estado medio de la atmósfera en una zona, medido en periodos amplios (30
años para que tenga valor estadístico.)
BIOCLIMATOLOGÍA: ciencia que estudia la influencia de los climas sobre la distribución
de los seres vivos.
ELEMENTOS DEL CLIMA
FACTORES DEL CLIMA
Temperatura*
Latitud
Precipitación*
Altitud
Humedad
Orografía y orientación
Presión
Continentalidad
Viento
Corrientes marinas
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
DIAGRAMAS OMBROTÉRMICOS O CLIMOGRAMAS
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
DIAGRAMAS OMBROTÉRMICOS O CLIMOGRAMAS
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
CLIMAS Y BIOMAS
BIOCLIMAS
1.Ecuatorial
2. Tropical con dos estaciones
3.Subtropical árido
4. Mediterráneo
5. Templado hiperoceánico
6. Templado típico
7. Templado seco
8. Boreal
9. Ártico
Características
Vegetación
Temperatura constante todo el año, sin
estación seca.
Estación húmeda que coincide con el
verano. Invierno algo más frío y seco
Lluvias escasas e irregulares. Oscilación
térmica diaria mayor que la anual
Verano cálido y seco. Invierno suave.
Lluvias en primavera y otoño.
Lluvias abundantes todo el año. Verano
fresco, invierno suave, escasa oscilación
anual invierno frío y
Estacionalidad marcada:
seco; verano cálido y húmedo
Temperatura media anual muy baja;
precipitaciones muy escasas
Inviernos fríos y largos; corto verano
suave. Precipitaciones escasas, máximo
verano Precipitaciones
Invierno térmicoen
perpetuo.
escasas, en forma de nieve.
Pluvisilvas
Bosque tropical… sabana
Desierto
Bosque mediterráneo
Bosque caducifolio
Bosque caducifolio
Pastizales y desierto
Taigá
Tundra
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
¿PUEDES IDENTIFICAR LOS CLIMAS EN CADA DIAGRAMA?
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
BIOMAS
son grandes ecosistemas terrestres definidos por una vegetación característica y unas
condiciones climáticas concretas. Pueden ser zonales (definidos por el clima) o
azonales (se sitúan dentro de los anteriores)
u
Pluvisilva
u
Sabana
u
Desierto
u
B. mediterráneo
u
Laurisilva
u
B. caducifolio
u
Estepas
u
Taigá
u
Tundra
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD: BIOMAS ZONALES
PLUVISILVA (SELVA ECUATORIAL)
u
Enorme biodiversidad
u
Vegetación de hoja ancha y perenne.
u
Fauna asociada: numerosos
invertebrados, vertebrados de pequeño
tamaño, numerosas aves y monos.
u
Suelo muy pobre (lateritas).
competencia por la luz:
u
lianas, trepadoras.
u
epífitas
vegetación estratificada
u
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
SABANA
u
Praderas tropicales con árboles y arbustos
dispersos. Grandes biomasas de gramineas.
u
Temperaturas altas y marcada estacionalidad:
verano muy húmedo; inviernos secos.
u
Antílopes, gacelas, lúes, cebras, leones,
guepardos, carroñero…
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
DESIERTO
u
Escasez e irregularidad de las precipitaciones.
u
Alta evaporación.
u
Suelo esquelético.
u
Vegetación fuertemente especializada: cactus
u
Fauna nocturna: artrópodos, roedores, reptiles
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
BOSQUE MEDITERRÁNEO
u
Clima marcadamente estacional: veranos calurosos y
secos, invierno fresco y seco, Precipitaciones en
primavera y otoño.
u
Vegetación adaptada a las condiciones de aridez.
Árboles y arbustos de hoja gruesa y dura (esclerófilos,
xerófilos): encinas, coscojas, alcornoques, jaras).
u
Ciervos, corzos, jabalíes, conejo, ardillas, zorros,
ginetas, linces. Aves numerosas, algunas migratorias.
u
Parque Nacional Cabañeros
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
LAURISILVA
u
Bosque mixto, con sotobosque muy tupido rico en
musgos y helechos. Abundan los bambúes y árboles de
hoja ancha y peremne(magnolias, camelias, tilos,
laureles), entre los que se intercalan especies de hoja
caduca (robles, hayas y castaños) y coníferas (pinos,
abetos, alerces)
u
Fauna rica en invertebrados
u
Laurisilva canaria (P. Nacional Garajonay)
u
China, Brasil, Australia, Florida…
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
BOSQUE CADUCIFOLIO
u
Zonas templadas con cuatro estaciones muy
marcadas. Al variar la continentalidad varían las
precipitaciones que reciben.
u
Vegetación caducifolia: robles, hayas, avisos,
abedules. Sotobosque pobre por la escasa
iluminación (las herbáceas crecen antes de la salida
de la hoja). Rico en setas.
u
Oso pardo, urogallo, jabalíes, ciervos, lobos, …
u
Parque Nacional Ordesa y Monte Perdido
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
PRADERAS Y ESTEPAS
u
Estepas son praderas de zonas
semiáridas, con escasas precipitaciones y
acusada continentalidad.
u
Grandes extensiones herbáceas en
latitudes de clima templado y
precipitaciones moderadas.
u
Herbívoros: bisonte, liebre, conejos y sus
depredadores. Aves rapaces.
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
TAIGA
u
Transición entre las regiones heladas y las templadas:
inviernos largos y fríos; veranos cortos y frescos.
u
Bosques de coníferas: pinos, abetos, alerces,
mezclados con abedules y álamos.
u
Alces, lobos, osos pardos
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
TUNDRA
u
Clima frío, precipitaciones en forma de nieve durante el
invierno
u
Vegetación rastrera: musgos, líquenes, hierbas, arbustos
u
Renos, caribes, liebres, ánades, ánsares, …
u
Suelo con capa superior sometida a congelación y
descongelación (mollisol) y subsuelo permanentemente
helado (permafrost)
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD: BIOMAS AZONALES
HUMEDALES
u
Parque Nacional Doñana
u
Zonas de interfase entre ecosistemas
acuáticos y terrestres de aguas
estancadas (dulce, salada o mezcla)
u
Exuberante vegetación de plantas
acuáticas, pastos, arbustos y manglares.
u
Enorme biodiversidad animal: anfibios,
reptiles (cocodrilos, caimanes, tortugas,
serpientes…) Aves migratorias.
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
ECOZONAS O ZONAS BIOGEOGRÁFICAS
u
Áreas en que se divide el planeta en función de los patrones de
distribución de flora y fauna basados en la evolución geológica.
Neártica
HOLÁRTICA
Paleártica
Indomalaya
Neotropical
Afrotropical
Antártica
Australiana
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
ECOSISTEMAS MARINOS
u
Definidos por: profundidad; salinidad y temperatura; circulación del agua.
u
Ocupan el 70% de la superficie del planeta.
BIOCLIMATOLOGÍA & BIODIVERSIDAD
ARRECIFES DE CORAL
u
Océanos cálidos tropicales; en aguas someras, de aguas claras.
u
Toda la estructura gravita alrededor de los esqueletos coralinos.
u
Gran diversidad vegetal: algas.
u
Fauna de enorme biodiversidad (la mayor del planeta).
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
¿CÓMO SE LLEGA A ESA ENORME DIVERSIDAD?
ADAPTACIÓN
ECOSISTEMAS
diferentes condiciones
ambientales
EVOLUCIÓN
cambios en el tiempo
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
EVOLUCIÓN: EL ORIGEN DE LA BIODIVERSIDAD
EVOLUCIÓN POR SELECCIÓN NATURAL (DARWIN-WALLACE)
Variabilidad (mutación, meiosis, reproducción)
u Lucha por la supervivencia (supervivencia del más apto)
u SELECCIÓN NATURAL: proceso de cambio en la frecuencia
de aparición, en una población, de determinados genes que
confieren una mayor eficacia biológica a sus portadores.
u Herencia caracteres favorables
u
DARWIN
Origen único de la vida
Ascendencia común
Divergencia
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
NEODARWINISMO
Al inicio del s. XX
se
redescubren las ideas de Mendel
u
TEORÍA CROMOSÓMICA DE LA HERENCIA
u
TEORÍA DE LA MUTACIÓN
Th. Dobzhansky: TEORÍA SINTÉTICA
NEODARWINISMO
la unidad evolutiva no es el individuo, sino la población
Mecanismo: reproducción diferencial
Cambio gradual
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
ESPECIACIÓN
Proceso de formación de dos o más especies a partir de un ancestro común.
MODELO GENERAL DE ESPECIACIÓN
u
PRIMERA ETAPA: Interrupción del intercambio genético entre dos poblaciones
(alopátrica; simpátrica).
u
SEGUNDA ETAPA: acumulación de las diferencias genéticas por la acción
combinada de mutación y selección natural
u
alopátrica
u
simpátrica
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
¿CÓMO SE LLEGA A ESA ENORME DIVERSIDAD?
ADAPTACIÓN
ECOSISTEMAS
diferentes condiciones
ambientales
EVOLUCIÓN
cambios en el tiempo
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
LA SELECCIÓN NATURAL EXPLICA LA ADAPTACIÓN
La selección natural promueve la adaptación de los organismos a los
ambientes ven que viven: las variantes hereditarias desfavorables serán
progresivamente eliminadas a lo largo de las generaciones, mientras que
las favorables aumentarán su frecuencia en la población.
ADAPTACIÓN vs ACLIMATACIÓN
u
u
Los organismos, a pesar de estar sometidos a presiones de selección, no pueden
adaptarse en el sentido en que los biólogos evolutivos utilizan el termino: se adaptan
las poblaciones, no los individuos.
Los cambios fenotípicos que pueden llegar a sufrir los individuos como respuesta al
medio se denominan ACLIMATACIÓN.
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
TIPOS DE ADAPTACIÓN
MORFOLÓGICA O ESTRUCTURAL: relacionadas con la forma del cuerpo
o de los órganos internos. Incluye mimetismo y coloración crítica.
u FISIOLÓGICA O FUNCIONAL: de funcionamiento de los órganos internos
(a veces acompañadas de las correspondientes adaptaciones morfológicas)
u
u
ETOLÓGICA O DE COMPORTAMIENTO: relacionadas con las costumbres
individuales o sociales de los organismos.
Todo necio confunde valor y precio
-A. Machado-
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
LA IMPORTANCIA DE LA BIODIVERSIDAD
u
EL VALOR UTILITARIO DE LA BIODIVERSIDAD:
u
El mercado de la biodiversidad (fármacos, cosméticos,
alimentos, recursos en definitiva que perdemos)
u
Los servicios ecosistémicos: de la biodiversidad dependen
los servicios que nos prestan los seres vivos (recursos,
filtrado del aire o agua, protección frente a erosión o
desastres naturales, regulación del clima, ciclos
biogeoquímicos, reciclaje nutrientes, etc…)
u
EL VALOR NO UTILITARIO DE LA BIODIVERSIDAD:
u
Valor intrínseco (desaparece algo único y valioso
con cada especie o hábitat que perdemos)
u
Valor potencial (fármacos o alimentos hoy
desconocidos pueden perderse antes de ser
siquiera investigados)
u
Valor de herencia (el derecho de las generaciones
futuras)
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
LAS AMENAZAS SOBRE LA BIODIVERSIDAD
u
DESTRUCCIÓN, DETERIORO Y FRAGMENTACIÓN DE HABITATS (la
humanidad en expansión: ciudades, carreteras, infraestructuras…)
u
SOBREEXPLOTACIÓN: directa (ya sea legal o ilegal) o indirecta (pesca
accidental)
u
INTRODUCCIÓN DE ESPECIES EXÓTICAS (=alóctonas): competidores,
parásitos, depredadores o transmisores de enfermedades a la flora y fauna
autóctona.
u
CONTAMINACIÓN.
u
CAMBIO CLIMÁTICO.
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
COMO PROTEGER LA BIODIVERSIDAD
Convenio sobre Diversidad Biológica (Cumbre de la Tierra, Río-1992)
u
CONSERVACIÓN “EX SITU”
u
u
conservar a los seres vivos fuera de su habitat natural
(centros de investigación, bancos de semillas, zoológicos…)
CONSERVACIÓN “IN SITU”
u
conservar a los seres vivos en áreas más o menos extensas:
parques nacionales, reservas biosfera, “hotspots”…
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
COMO PROTEGER LA BIODIVERSIDAD
Plan estratégico sobre Diversidad Biológica 2011-2010 (Japón, 2010)
u
OBJETIVOS
u
Incorporar la biodiversidad en todos los ámbitos de gestión.
u
Reducir las presiones sobre la biodiversidad y promover su uso sostenible.
u
Salvaguardar los ecosistemas y la diversidad genética.
u
Aumentar los beneficios de la diversidad biológica.
u
Mejorar la aplicación del Plan Estratégico con planificación participativa y
gestión de los conocimientos.
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
BIODIVERSIDAD EN ESPAÑA
¡España posee la mayor biodiversidad de Europa!
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
BIODIVERSIDAD EN ESPAÑA
u
ALGUNOS DATOS:
u
Más de la mitad de los ecosistemas europeos de alto interés (200) se
encuentran en nuestro territorio.
u
Contamos con unas 85 000 especies catalogadas (55% de todas las europeas)
u
El 60% de las plantas catalogadas en el continente habitan en España
u
En España podemos encontrar más del 50% de las especies animales de la UE
u
LAS RAZONES:
u
Heterogeneidad topográfica.
u
Diferentes climas (mediterráneo; atlántico; semiárido)
u
Diferentes sustratos (volcánicos, silíceos, calizos)
u
Longitud de nuestras costas
u
Ubicación clave de nuestros humedales en las rutas migratorias.
u
La aportación de las islas (Canarias, Baleares)
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
BIODIVERSIDAD EN ESPAÑA
u
REGIÓN PALEÁRTICA
u
EUROSIBERIANA:
bosque caducifolio (Hayas,
robles); landas (brezos)
u
MEDITERRÁNEA
bosque mediterráneo
(encina); dehesa; maquia;
matorral; tomillares.
u
MACARONÉSICA:
laurisilva (laurel, tilos);
cardonales
CONCEPTO DE BIODIVERSIDAD
LA SEXTA EXTINCIÓN
u
Causas antrópicas.
u
Tasa extinción de fondo: 1-2 sp/año
u
Enorme velocidad
u
WWI: 1000 sp/año
u
Estimaciones muy dispares
u
E.O. Wilson: 100 000 sp/año