BIODIVERSITAT: CARACTERÍSTIQUES, IMPORTÀNCIA I EXEMPLES - BIOLOGIA - 2025

La biodiversitat o diversitat biològica és l'abreviatura de "diversitat biològica" i es refereix als múltiples elements de variabilitat que presenten els éssers orgànics. Aquest concepte es pot entendre des de diferents nivells, ja sigui taxonòmic, funcional, filogenètic, genètic o tròfic.

Una regió habitada per una sola espècie d'edat primerenca (des del punt de vista evolutiu), composta d'individus genèticament homogenis, que es distribueixen en zones geogràfiques discretes i en un rang estret d'hàbitat, serà un ecosistema amb biodiversitat baixa.

La biodiversitat comprèn les diferents espècies - i la variació biològica de les mateixes - dins d'una regió.

Font: pixabay.com

En contrast, un hàbitat amb diverses espècies - algunes antigues, altres el procés d'especiació va ocórrer recentment - el material genètic és heterogeni i d'àmplia distribució, seria una regió amb una diversitat alta.

No obstant això, alt i baix són terme relatius. Per això, hi ha diversos índexs i paràmetres que ens permeten quantificar la diversitat d'una regió, com l'índex de Shannon, Simpson, entre d'altres. Basant-nos en ells, veiem que la distribució dels organismes vius no és homogènia al planeta. Solen trobar-se major diversitat a mesura que ens acostem a l'tròpic.

La biodiversitat pot ser estudiada utilitzant dues disciplines complementàries entre si: l'ecologia i la biologia evolutiva. Els ecòlegs s'enfoquen principalment en els factors que influeixen en la diversitat local i que operen en períodes de temps breu.

Els biòlegs evolutius, per la seva banda, s'enfoquen en escales de temps superiors i s'enfoquen en els esdeveniments d'extinció, generació d'adaptacions, i especiació, entre d'altres.

En els últims 50 anys la presència humana, l'escalfament global, i altres factors han alterat la distribució i la diversitat d'un nombre significatiu d'espècies. El coneixement i la quantificació de la biodiversitat són elements indispensables per a la formulació de solucions cap a aquest inconvenient.

Què és la diversitat biològica?

La primera persona que va utilitzar el terme biodiversitat en la literatura ecològica va ser E. O Wilson en l'any 1988. No obstant això, el concepte de diversitat biològica ha estat en desenvolupament des del segle XIX, i segueix àmpliament usat avui dia.

La biodiversitat fa referència a la diversitat de les formes de vida. Aquesta s'estén cap a tots els nivells d'organització i pot ser classificada des d'un punt de vista evolutiu o ecològic (funcional).

És a dir, la diversitat no només s'entén en termes de nombre d'espècies. També té influència la variabilitat en altres nivells taxonòmics i ambientals, com veurem més endavant.

La biodiversitat ha estat estudiada des de l'època aristotèlica. La curiositat intrínseca per la vida i la necessitat d'establir un ordre va portar als filòsofs a estudiar les diferents formes de vida ia establir sistemes de classificació arbitraris. Així neixen les ciències de sistemàtica i taxonomia, i per tant l'estudi de la diversitat.

Característiques de la biodiversitat

diversitat genètica

La diversitat biològica pot estudiar a diferents escales, començant per la genètica. Un organisme està compost per milers de gens agrupats en el seu ADN, que s'organitza a l'interior de les seves cèl·lules.

Les diferents formes que trobem d'un gen (conegudes com lels), i les variacions en els cromosomes entre individus constitueixen la diversitat genètica. Una petita població el genoma és homogeni entre els seus integrants, és una mica diversa.

La variabilitat genètica que trobem entre els individus de la mateixa espècie és el resultat d'una sèrie de processos com: mutacions, recombinació, polimorfismes genètics, aïllament de el pool de gens, pressions selectives locals, i gradients, entre d'altres.

La variació és la base per a l'evolució i per a la generació de les adaptacions. Una població variable pot respondre a alteracions en les condicions ambientals, mentre que la poca variació pot traduir-se en la disminució de la població, o en casos extrems podria portar a l'extinció local de l'espècie.

A més, el coneixement de l'grau de variabilitat genètica d'una població és indispensable si es volen establir plans de conservació efectius, ja que aquest paràmetre afecta la resiliència i persistència de l'espècie.

diversitat individual

A aquest nivell d'organització trobem variació en termes de l'anatomia, fisiologia i comportament en els organismes individuals.

diversitat poblacional

En biologia definim a les poblacions com un conjunt d'individus de la mateixa espècie que coexisteixen en el temps i en l'espai, i que poden reproduir-se potencialment.

A un nivell poblacional, la variació genètica dels individus que la integren contribueix a la biodiversitat i, novament, és la base perquè pugui ocórrer l'evolució adaptativa. Un exemple clar d'això és la població humana, on tots els individus presenten variacions fenotípiques apreciables.

Les espècies que no tenen variació genètica i tenen poblacions uniformes són més propenses a l'extinció, tant per causes ambientals com induïdes per l'humà.

Diversitat a nivell d'espècies

Si ascendim en el nivell d'organització, podrem analitzar la biodiversitat de termes d'espècies. La biodiversitat sol estudiar per ecòlegs i biòlegs de la conservació a aquest nivell.

Diversitat per sobre de el nivell de espècies

Podem seguir analitzant la biodiversitat per sobre de el nivell de espècies. És a dir, tenint en compte altres nivells de classificació taxonòmica com a gèneres, famílies, ordres, etc. No obstant això, això és més comú en els estudis relacionats amb la paleontologia.

Així podem anar ascendent en escala, fins trobar-nos amb les comparacions realitzades per la biogeografia, que no és més que el reconeixement d'una riquesa diferencial d'espècies en grans regions geogràfiques.

Com es mesura la biodiversitat?

Per als biòlegs és important tenir paràmetres que permetin la quantificació de la biodiversitat. Per complir amb aquesta tasca, hi ha diferents metodologies, podent-se mesurar des d'una perspectiva funcional o teòrica.

Les categories de mesurament funcionals inclouen la diversitat genètica, d'espècies i d'ecosistemes. La perspectiva teòrica es basa en la diversitat alfa, beta i gamma. De la mateixa manera, una comunitat pot ser avaluada descrivint els seus atributs físics.

És comú la utilització d'índexs estadístics que mesuren la diversitat d'espècies. Aquests combinen dues mesures importants: el nombre total d'espècies en la mostra i l'abundància relativa de les mateixes. A continuació descriurem les mesures i índexs més usats pels ecòlegs.

Diversitat alfa, beta i gamma

La diversitat alfa, beta i gamma són els tres nivells de diversitat reconeguts per la IUCN (Unió Internacional per a la Conservació de la Naturalesa). Aquest enfocament va ser proposat per l'ecòleg vegetal Robert Harding Whittaker en l'any 1960 i encara es troba vigent.

La diversitat alfa és el nombre d'espècies a nivell local, és a dir, dins d'un hàbitat o comunitat ecològica. La beta és la diferència en composició d'espècies entre comunitats. Finalment, la gamma el nombre d'espècies a nivell regional.

No obstant això, aquesta divisió enfronta un inconvenient quan definirem l'àrea local i com podem delimitar de manera objectiva una regió - més enllà dels mers límits polítics que biològicament no tenen significat.

L'establiment dels límits es veu afectat per la pregunta d'estudi i pel grup involucrat, de manera que les preguntes anteriors no tenen una resposta òbvia.

En la majoria dels estudis ecològics relacionats amb la biodiversitat, l'èmfasi sol fer-se en la diversitat alfa.

diversitat alfa

Generalment, la diversitat alfa s'expressa en termes de riquesa d'espècies i equitat d'espècies. Durant el mostreig realitzat, el lloc o la zona que l'investigador escull representa la comunitat sencera. Així, fer una llista de el nombre i el nom de les espècies que hi habiten és el primer pas per mesurar la biodiversitat d'una àrea.

El nombre d'espècies dins d'una comunitat o una àrea és la riquesa d'espècies. A l'conèixer aquest paràmetre, es procedeix a analitzar altres criteris, a saber: unicitat taxonòmica, divergència taxonòmica, significancia ecològica, i interaccions entre les espècies, entre d'altres.

Generalment, la riquesa d'espècies - i la biodiversitat en general - incrementen quan vam ampliar l'àrea que estem analitzant o quan ens desplacem d'una longitud i latitud major a una menor (a l'equador).

Hem de tenir en compte que no totes les espècies contribueixen de la mateixa manera a la diversitat de l'àrea. Des d'un punt de vista ecològic, les diferents dimensions de la biodiversitat estan representades per un nombre de nivells tròfics i varietat de cicles de vida que contribueixen de manera diferenciada.

La presència de certes espècies a l'àrea té la capacitat d'incrementar la diversitat d'una comunitat ecològica, mentre que la d'altres no.

diversitat beta

La diversitat beta és una mesura de la diversitat entre les comunitats. És una mesura de la taxa i el grau de canvi en les espècies en una gradient o d'un hàbitat a un altre.

Per exemple, aquesta mesura estudiaria la comparació de la diversitat al llarg del pendent d'una muntanya. La diversitat beta també emfatitza en el canvi temporal de la composició d'espècies.

diversitat gamma

La diversitat gamma quantifica la diversitat des d'un nivell espacial més gran. Aquesta s'encarrega d'explicar la diversitat de les espècies dins d'un rang geogràfic ampli. Bàsicament, és el producte de la diversitat alfa i el grau de diferenciació (beta) entre ells.

Així, la diversitat gamma és la taxa a la qual espècies addicionals es troben i estudia el reemplaçament geogràfic de les mateixes.

Índexs de diversitat d'espècies

En ecologia, són àmpliament usats els índexs de diversitat, amb l'objectiu de quantificar usant variables matemàtiques.

Un índex de diversitat es defineix com un resum estadístic que mesura el nombre total d'espècies locals que hi ha a diferents hàbitats. L'índex pot ser de dominància o d'equitat (en anglès s'usa el terme evenness).

Índex de diversitat de Shannon

L'índex de Shannon, o índex de Shannon-Weaver, és popularment usat per al mesurament de la biodiversitat específica. Es representa usant una H ', i els valors de l'índex fluctuen només entre nombres positius. En la majoria dels ecosistemes dels valors es troben de 2 a 4.

Els valors per sota de 2 són considerats relativament poc diversos, com per exemple en un desert. Mentre que els valors majors a 3 són indicatius d'alta diversitat, com un bosc neotropical o un escull.

Per calcular el valor de l'índex, es tenen en compte la quantitat d'espècies (riquesa) i la quantitat relativa d'aquestes (abundància). El valor màxim de l'índex sol estar proper a 5 i el valor mínim és 0, on només hi ha una espècie - és a dir, no existeix diversitat. Un ecosistema amb índex de Shannon 0, pot ser un monocultiu.

Índex de diversitat de Simpson

L'índex de Simpson es representa amb la lletra D, i mesura la probabilitat que dos individus seleccionats a l'atzar d'una mostres pertanyin a la mateixa espècie - oa una altra categoria taxonòmica.

De la mateixa manera, l'índex de diversitat de Simpson, s'expressa com 1 - D (l'índex explicat en el paràgraf anterior). El valor es troba entre 0 i 1 i, a canvi de el cas anterior, representa la probabilitat que dos individus presos a l'atzar pertanyin a diferents espècies.

Una altra manera de expressar-ho en mitjançant l'índex recíproc: 1 / D. D'aquesta manera, el valor d'1 es tradueix en una comunitat amb tan sols una espècie. A mesura que el valor s'incrementa, és indicatiu de major diversitat.

Encara que l'índex de Shannon i el de l'Simpson són els més populars en la literatura ecològica, hi ha altres com l'índex de Margalef, McIntosh, i Pielou, entre d'altres.

Per què hem de quantificar la biodiversitat?

En l'apartat anterior descrivim amb molt de detall les diferents eines matemàtiques amb què compten els ecòlegs per a la quantificació de la diversitat biològica. No obstant això, per a què ens serveixen aquests valors?

Els mesuraments de la biodiversitat són indispensables si es vol monitoritzar com fluctua la diversitat, en funció dels canvis ambientals que degraden els ecosistemes, tant produïts naturalment, com també per l'home.

La biodiversitat com a resultat de l'evolució: com es genera la diversitat biològica?

La vida a la Terra va començar fa a el menys uns 3,5 milions d'anys. Durant aquest lapse de temps, els éssers orgànics han radiat en les diverses formes que avui dia observem sobre el planeta.

Diferents processos evolutius són els responsables d'aquesta enorme diversitat. Entre els més importants tenim els següents: alliberament de la competència, divergència ecològica i coevolució.

Alliberament de la competència

Diferents estudis, enfocats tant en espècies actuals com a extintes, han demostrat que els llinatges d'organismes tendeixen a diversificar ràpidament si hi ha oportunitats ecològiques - és a dir, nínxols "vacants".

Quan un grup d'organismes colonitza una regió lliure de depredadors i amb poca competència (una illa deshabitada, per exemple) tendeix a diversificar-se, ocupant els nínxols ecològics disponibles. Aquest fenomen rep el nom de radiació adaptativa.

Per exemple, després de l'extinció dels dinosaures, van quedar múltiples nínxols lliures que posteriorment van ser ocupats per la radiació de mamífers.

divergència ecològica

Hi adaptacions claus que permeten als organismes ocupar una sèrie de nínxols ecològics. Aquests organismes ocupen una mateixa zona adaptativa, de manera que ocupen "espais ecològics" similars. Quan dues espècies comparteixen nínxols ecològics molt similars, la competència s'incrementa entre elles.

Segons les teories ecològiques, dues espècies no poden competir de manera indefinida perquè una espècie acabarà desplaçant l'altra. Un altre escenari possible és que una de les espècie sigui capaç d'explotar un altre recurs, amb l'objectiu de disminuir la competència amb la seva companya.

D'aquesta manera, l'habilitat de les espècies per explotar nous recursos i utilitzar nous hàbitats ha contribuït a l'increment de la diversitat biològica en el temps.

coevolució

Les diferents interaccions que poden existir entre organismes de diferents espècies tenen conseqüències evolutives i són responsables de part de la biodiversitat. Algunes espècies proveeixen de recursos a les seves companyes. Així, la diversificació d'una d'aquestes es tradueix en la diversificació de l'altra espècie.

La coevolució entre els depredadors i les seves preses també es considera com a font de diversitat. Si el depredador genera una adaptació innovadora, això ve (en alguns casos) acompanyat d'una adaptació a la presa.

Un exemple molt il·lustratiu de la coevolució i la biodiversitat és el nombre elevat d'angiospermes, relacionat amb la diversitat dels seus pol·linitzadors invertebrats.

importància

La societat humana depèn de la biodiversitat de diverses maneres. Generalment, el valor de la biodiversitat pot ser un concepte subjectiu i depèn de cada persona, de manera que aquest valor es classifica en un intrínsec o inherent i en un valor instrumental o extrínsec.

Valor intrínsec i extrínsec

Un valor extrínsec està determinat per l'ús o l'aplicació que aquest pugui tenir en la societat humana - com la producció d'aliments, medicines, entre d'altres. De la mateixa manera, el valor extrínsec podria aplicar per als beneficis a altres éssers vius, però sol tenir en compte als humans.

Per exemple, diversos insectes, aus i mamífers compleixen papers de pol·linitzadors en els ecosistemes, mitjançant la reproducció d'un nombre significatiu de plantes amb importància econòmica. Exemple d'això són les abelles i els ratpenats.

En contrast, el valor intrínsec de la biodiversitat és aliè als serveis ecosistèmics que l'ésser viu pugui prestar als ambients. Part de la premissa que cada organisme té dret a la vida, tal com els humans en tenen.

Aquest valor no està relacionat amb l'aparença o l'estètica de l'organisme, ja que aquest paràmetre forma part dels valors extrínsecs. Atès que el concepte posseeix un fort component filosòfic, es caracteritza per ser de difícil comprensió. Alguns economistes, per exemple, opinen que la seva definició és incompleta.

altres classificacions

Existeixen altres maneres de classificar la importància de la biodiversitat, distingint entre organismes amb algun valor econòmic per al mercat i aquells que no tenen aquest valor.

Altres classificacions són més complexes i inclouen més categories. Per exemple, la classificació proposada per Kellert (1996) inclou nou categories: utilitari, naturalista, ecologístico-científic, estètic, simbòlic, humanista-moralitzador, dominionista i negativista.

Biodiversitat a Llatinoamèrica

En Llatinoamericana trobem una extensa diversitat biològica. Actualment, gran quantitat dels ecosistemes d'aquestes regions es troben amenaçats, principalment per factors antropogènics.

Per això, en la majoria dels països hi ha àrees protegides com parcs, reserves, santuaris i monuments naturals que busquen protegir les espècies de la regió.

A continuació descriurem la biodiversitat dels països llatinoamericans més rellevants, amb major diversitat mundial.

Biodiversitat a Mèxic

Mèxic, en termes de nombre d'espècies, és un país extremadament divers que aconsegueix gairebé les 70.000 espècies d'animals i plantes, de les quals més de 900 són endèmiques de la regió. Ocupa una de les primeres posicions pel que fa a la seva diversitat a nivell mundial.

Aquesta vasta biodiversitat s'atribueix a diversos factors, principalment la posició i topografia complexa de país, i la diversitat climàtica. A nivell d'ecosistemes, Mèxic és igualment divers, presentant tot tipus d'ambients naturals i ecorregiones.

Biodiversitat a Colòmbia

Aquest país megadivers compta amb més 62.000 espècies, diverses d'elles endèmiques de Colòmbia. Alberga el major nombre d'espècies d'aus i d'orquídies de el món.

Pel que fa als ecosistemes, trobem una àmplia diversitat de regions. La diversitat colombiana sol agrupar-se en els anomenats "punts calents de diversitat", que corresponen a les regions andines i Tombis-Va xocar-Magdalena.

Biodiversitat a Perú

Gràcies al seu relleu i la ubicació geogràfica, Perú és un país de gran biodiversitat. De fet, està també dins dels països megadiversos. Moltes de les seves espècies són endèmiques de la regió.

És variat pel que fa als ecosistemes que presenta, amb espècies típiques de l'oceà (influenciat pel corrent de l'infant i de l'Humboldt), deserts costaners, diferents tipus de boscos, puna, manglars, prats, erm, amazonia, i llençols, entre d'altres.

Biodiversitat a Argentina

Argentina és un país caracteritzat per una biodiversitat alta que fa vida en el seu immens territori geogràfic. Amb ambients de muntanya, llençols, i climes subtropicals, Argentina alberga gran quantitat de plantes i animals, ressaltant la presència de grans felins i mamífers aquàtics.

Biodiversitat a Veneçuela

Veneçuela és un país megadivers amb més de 20.000 espècies d'animals i plantes distribuïdes en el territori. A l'igual que en els països anteriorment esmentats, la diversitat sol atribuir a l'heterogeneïtat climàtica i topogràfica.

En termes d'ecosistemes, Veneçuela exhibeix tot tipus de regions, incloent boscos, plans, erms llençols, muntanyes, deserts, etc., cadascuna amb el seu grup d'espècies típic. Com en els països anteriors, gran quantitat de les espècies són endèmiques de la regió.

Biodiversitat a Europa

Biodiversitat a Espanya

Espanya ressalta per tenir una de les biodiversitats més grans de tot Europa, ressaltant la presència de mamífers i rèptils.

La seva condició de península li atorga una àmplia variabilitat en termes de clima, d'aquesta manera un factor decisiu en el nombre d'espècies i diferenciant amb la resta d'Europa. El relleu muntanyós també és una variable important.

referències

1. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Invitació a la Biologia. Ed. Mèdica Panamericana.
2. Eldredge, N. (Ed.). (1992). Systematics, ecology, and biodiversity crisi. Columbia University Press.
3. Freeman, S., & Herron, JC (2002). Anàlisi evolutiu. Prentice Hall.
4. Futuyma, DJ (2005). Evolution. Sinauer.
5. Naeem, S., Chazdon, R., Duffy, JE, Prager, C., & Worm, B. (2016). Biodiversity and human well-being: an essential link for sustainable development. Proceedings. Biological Sciences, 283 (1844), 20.162.091.
6. Naeem, S., Prager, C., Weeks, B., Varga, A., Flynn, DF, Griffin, K.,… Schuster, W. (2016). Biodiversity es a multidimensional construct: a review, framework and case study of herbivory 's impact on plant biodiversity. Proceedings. Biological Sciences, 283 (1844), 20.153.005.
7. National Research Council. (1999). Perspectives on biodiversity: valuing its role in an ever-changing world. National Academies Press.
8. Scheiner, SM, Kosman, E., Presley, SJ, & Willig, MR (2017). The components of biodiversity, with a particular focus on Phylogenetic information. Ecology and evolution, 7 (16), 6444-6454.