“Especie” hace referencia al total de los individuos de una especie, mientras que “población” se refiere a un grupo de individuos de una misma especie que interaccionan en un medio dado.
El término “comunidad”, por otro lado, engloba todas las comunidades de distintas especies que conviven en un ecosistema dado.
La biodiversidad
El término “biodiversidad” engloba el total de las especies que se conocen, y se utiliza intercambiablemente como “biodiversidad ecológica”. No obstante, se suelen utilizar tres formas de medirla: atendiendo a las especies, atendiendo a los genes o atendiendo a los ecosistemas.
Para medir la biodiversidad de un ecosistema, empleamos el Índice de Simpson, que tiene en cuenta la cantidad de especies en un ecosistema y la proporción del total
En general, cuando un ecosistema tiene una mayor diversidad, suele ser más estable, y por lo general se cumple que un ecosistema maduro tiene una diversidad mayor de la que tenía cuando estaba empezando a formarse.
La biodiversidad II
La diversidad específica es la cantidad de especies que coexisten en una regíón determinada. En ocasiones, se utiliza un análogo, que no hace referencia a las especies sino a los taxones superiores (clase, reino…); en este caso se habla de diversidad taxonómica.
La cantidad de especies que existen en la actualidad es desconocida; se han identificado en torno a 1,7 millones, pero se estima que podrían existir en torno a 10 millones.
La diversidad genética o intraespecífica hace referencia a la variabilidad genética (o “pool genético”) dentro de una especie concreta. Se puede medir estudiando la cantidad de posibles alelos para un gen dado, por ejemplo. En general, cuanto mayor es el pool genético de una especie, mejor se considera su diversidad genética. La diversidad dentro de una especie permite que ésta pueda adaptarse a los cambios ambientales, del clima, de los métodos agrícolas que son empleados, o ante las plagas y enfermedades que pueden afectarla.
La diversidad ecológica o ecosistémica se refiere a la cantidad de distintas comunidades biológicas que interactúan entre sí y con sus ambientes.
Índice de Simpson
Existen dos formas de calcular dicho índice, y cualquiera de las dos es válida (son equivalentes).
El índice es una representación de la probabilidad de que dos individuos, dentro de una misma regíón y seleccionados al azar, sean de la misma especie.
Es decir, cuanto mayor es el valor de D (dominancia), menor es la diversidad.
Esto no es fácil de interpretar de manera intuitiva y podría generar confusión, razón por la cual se llegó al consenso de restar el valor de D a 1, quedando de la siguiente manera: 1- D
Selección natural
La biodiversidad surge de la especiación que sufren los individuos, o mejor dicho, es el producto final de la variabilidad genética, que lleva a que unas especies terminen dando lugar a otras. Esta idea fue un punto de discusión entre fijistas (que opinaban que las especies permanecían invariables) y evolucionistas.
Finalmente, Darwin propuso la teoría de la selección natural, que es frecuentemente malinterpretada. Darwin NO defiende que los seres vivos se adapten al medioambiente y que, al reproducirse, la descendencia herede estas adaptaciones.
Lo que sí postula, es que en los organismos que nacen existe una serie de rasgos distintos, y que aquellos que manifiesten rasgos positivos serán los que tengan mejores posibilidades de llegar a la edad adulta y reproducirse.
La consecuencia gradual será que en las poblaciones se irán haciendo predominantes aquellos organismos que dispongan de las mejores adaptaciones al medio, y aquellos que presenten adaptaciones subóptimas irán desapareciendo, lo que terminará afectando a la población en cuestión.
Selección natural II
Darwin postula su teoría en base a cuatro principios:
– Los individuos de una población presentan variabilidad, o lo que es lo mismo; son distintos unos a otros.
– Algunas de estas diferencias son hereditarias, aunque otras no.
– Nacen más organismos de los que pueden sobrevivir, de forma que no todos dejan descendencia, y los que lo hacen no la dejan en igual cantidad.
-Aquellos organismos que sobreviven y dejan más descendencia no “se escogen” al azar, sino que son los mejor adaptados.
El resultado, como decíamos, es que la unidad evolutiva no es el individuo, sino la propia población, ya que es donde se produce el cambio a nivel genético de generación en generación.
La teoría sintética
También conocida como Síntesis evolutiva moderna, engloba varias teorías relacionadas entre sí: la selección natural de Darwin, la teoría genética de Mendel y el mutacionismo, que defendía la mutación como principal proceso evolutivo.
Propone que, mientras que la selección natural es el proceso evolutivo, este ocurre gracias a las mutaciones que se dan en los genes, lo que crea una variedad que luego será puesta a prueba mediante la perseveración o extinción de aquellos organismos con nuevos caracteres.
Define la “evolución” como el cambio en la frecuencia de determinados alelos entre generaciones, y ya hace referencia a algunos procesos de especiación que más adelante se confirmarían.
Esta teoría, aunque no está globalmente aceptada, es la teoría más sólida que se considera en la actualidad, y los puntos que se han expuesto en los que parece no cumplirse (como la transmisión horizontal de genes entre bacterias) se consideran excepciones puntuales.
Su postulado final es que la unidad evolutiva no es el individuo (que sí evoluciona), sino la población, que está formada por individuos en los que se han seleccionado una serie de rasgos.
Saltacionismo y gradualismo
La teoría sintética defiende que, por definición, los cambios en las especies ocurren poco a poco, y que la especiación es un proceso que se da por acumulaciones de pequeñas diferencias, y que por tanto, la evolución es un proceso que ocurre de forma lenta y gradual.
Las teorías que se ciñen a este modelo se consideran gradualistas, pero existen evidencias en el registro fósil en las que estos patrones no parecen cumplirse.
En el Siglo XX se propone el modelo de equilibrios interrumpidos, que formula la existencia de períodos de estabilidad, en los que muchas especies no cambian ni evolucionan, para después encontrar un breve período en el que las especies sufren multitud de cambios a gran velocidad. A este tipo de teorías se las denomina saltacionistas.
Evo-Devo
Dado que ambas teorías tenían una base sólida y un registro fósil que las respalda, se trata de encontrar una respuesta en el estudio de la genética, y se descubre que muchas especies comparten un pequeño grupo de genes.
Este grupo de genes parece regular gran parte del desarrollo fisiológico de las especies, y se le llama “Evo-devo” o “caja de herramientas genética”.
Este descubrimiento no refuta ninguna de las anteriores, sino que las explica al encontrar un conjunto reducido de genes que es capaz de afectar a la mayoría de carácterísticas del individuo.
De esta forma, no sería necesaria una gran suma de pequeños cambios lentos para explicar todos los procesos evolutivos, ya que el desarrollo depende de una parte muy reducida del genoma.
La especiación
Decimos que la especiación es la aparición de especies reproductivamente aisladas, o dicho de otro modo, incompatibles, e incapaces de dejar descendencia viable. La aparición de nuevas especies tiene su origen en especies anteriores, y puede producirse por diferentes mecanismos:
Especiación alopátrida o geográfica (la más habitual): Una población original se ve sometida a un cambio geográfico, que la separa en dos nuevas poblaciones que apenas coinciden. Con el tiempo, el aislamiento, unido a la aparición de mutaciones y a diferentes presiones evolutivas, termina causando que estas dos poblaciones se diferencian généticamente, llegando en algunos casos a no poder cruzarse entre ellas; si al unirse las poblaciones pueden cruzarse y su descendencia es viable, el proceso de especiación se detiene o se revierte.
El ejemplo típico son los pinzones de Darwin, en las islas Galápagos.
Especiación simpátrica (poco frecuente): En este caso, una población se divide en distintos nichos dentro de un mismo ecosistema, causando un aislamiento efectivo aunque puedan convivir en espacios cercanos. No es frecuente, ya que los individuos de una población que convive suelen aparearse.
Un caso frecuente en plantas se da cuando sucede poliploidía en un organismo, lo que hace que no se pueda aparear con otros de su especie. Sin embargo, como muchas plantas pueden autofecundarse, eso no impide la reproducción.
Poliploidía
Habíamos mencionado que en ocasiones, un error en la meiosis da lugar a gametos diploides, que al combinarse dan lugar a cigoto tetraploide.
En ocasiones, este ser tetraploide puede llegar a crear gametos que fecunden a los gametos haploides de la población original (gameto 2n + gameto n). En este caso, se produce un organismo triploide (3n), que es estéril.
¿Qué evita que las especies se apareen?
Normalmente existen barreras reproductivas, como el simple hecho de que la fecundación entre dos especies no sea posible. Estas barreras las clasificamos de la siguiente manera:
Barreras postcigóticas: se produce la fecundación, pero el organismo no llega a término, o llega pero da lugar a una cría débil y no viable, o llega, y aunque de lugar a un organismo sano, este es estéril.
Barreras precigóticas:
Aislamiento por hábitat: las dos especies frecuentan hábitats diferentes, con lo que no coinciden y no se pueden aparear.
Aislamiento temporal: las especies se aparean a distintas horas del día o en distintos momentos del año.
Aislamiento conductual: tienen rituales de apareamiento diferentes, o distintos “gustos”, de forma que no escogen a organismos de la otra especie para aparearse.
Aislamiento gamético: incluso si se produce apareamiento, la fecundación no tiene lugar.
Aislamiento mecánico: en este caso, las especies tienen atributos físicos que no las hacen compatibles.
La adaptación
La palabra adaptación puede hacer referencia a dos conceptos: a una adquisición o particularidad morfológica de una especie, o a la capacidad de las especies de adaptarse al medio ambiente.
Cuando nos referimos a la segunda, podríamos decir que la “adaptación” es la herramienta de la que se sirve la evolución, pero entonces conviene recordar que la evolución no es el desarrollo de caracteres ventajosos, sino que es el resultado de la selección natural, que “elimina” aquellos perniciosos. Llamamos a este proceso reproducción diferencial.
A los cambios que un individuo sufre para adaptarse a su ambiente, sin embargo, no lo llamamos adaptación (porque no es el proceso genético a nivel de especie que comentábamos), sino aclimatación.
La aclimatación es un proceso reversible que tiene lugar a nivel del individuo.
Los procesos de adaptación se clasifican en tres tipos: morfológica, fisiológica o etológica.
La adaptación II: tipos
Adaptación morfológica o estructural: son adaptaciones físicas y observables, normalmente relativas a la forma del cuerpo o a la forma de los órganos. Varios ejemplos serían los tamaños de las hojas de las plantas o los colores de los animales que se esconden en su entorno.
Adaptación fisiológica o funcional: relativas al funcionamiento de los órganos de los animales, y no es raro que se presenten acompañadas de adaptaciones morfológicas.
Adaptación etológica o de comportamiento: en este caso, las adaptaciones afectan a la conducta. Algún ejemplo podría ser la danza de apareamiento de algunas aves o la hibernación de los osos.
Si un carácter dado no es producto de la selección natural, no podemos hablar de que sea una adaptación, sino en todo caso un carácter producto del azar.
Distribución geográfica de las especies
Se denomina biogeografía a la ciencia que estudia este campo. Por lo general, cada especie animal o vegetal suele aparecer asociada a una serie de carácterísticas concretas. Por ejemplo, los peces de agua salada aparecerán principalmente en el mar y no en ríos, de la misma forma que las plantas suculentas y los cactus aparecerán en medios áridos con más frecuencia que en medios húmedos.
A la disciplina que trata de estudiar qué especies se asocian a unos medios concretos, se le llama corología, y a la que estudia qué especies se asocian a otras especies distintas, se le llama biocenología.
Según la distribución de una especie (esto es, las regiones donde aparezca), hablamos de especies cosmopolitas o endémicas.
Las primeras son las que aparecen en regiones sin particularidades muy concretas, como el humano o la mosca doméstica.
Las endémicas son las que se suelen considerar propias de una regíón concreta. En regiones de difícil acceso (como las islas o las montañas), los organismos endémicos pueden representar una parte muy importante del total
Distribución geográfica de las especies (II)
En los factores que “deciden” qué especies puedan darse o no en cada medio, diferenciamos dos tipos:
Factores propios o internos: dependen de cada organismo y responden a unas necesidades y adaptaciones concretas.
Factores externos: son los propios del medio ambiente, y suponen en mayor o menor medida una serie de limitaciones para los organismos que los habitan.
Estos factores aparecen clasificados de diferentes formas en las distintas fuentes, aunque siempre hacen mención a factores ambientales como la luz, la temperatura o las precipitaciones.
En ocasiones, encontramos la clasificación de bióticos (presencia de pasto o de determinadas presas, de un tipo de bacterias en particular etc) y abióticos, que hacen referencia a las cualidades químicas y físicas del medio ambiente, como las horas de luz, la temperatura, la salinidad…
Las regiones biogeográficas I
En el campo de la biogeografía, llamamos reino a la división más amplia que conocemos. Al siguiente nivel, le llamamos regíón, y mientras que en el reino encontramos distribución de flora y fauna principalmente debida a la evolución de la tectónica de placas, las regiones sí están definidas por tener unas carácterísticas particulares.
Las regiones biogeográficas II: España
Nuestro país entra dentro del reino Holártico (que agrupa la mayor parte de los reinos Neártico y Paléártico), e incluye tres regiones principales: mediterránea, eurosiberiana y macaronésica.
Regíón eurosiberiana: la encontramos en la cara norte de la península, con climas suaves (inviernos no muy fríos y veranos no muy cálidos) y humedad abundante. Se da predominantemente el bosque caducifolio con abundancia de haya y roble, dando lugar a matorral y vegetación arbustiva cuando se degrada. Hacia el este disminuye la humedad y aparecen algunas especies propias de otros climas, como el mediterráneo.
Regíón macaronésica: al encontrarse por debajo del trópico, sólo se da en Canarias, y es el producto del clima tropical húmedo combinado con los intensos vientos secos subsaharianos. Estas condiciones particulares, junto al aislamiento que concede el ser un archipiélago, da lugar a una gran abundancia de especies endémicas. En cuanto a vegetación, se dan el bosque de laurisilva (con árboles perennifolios) y el matorral con plantas carnosas o suculentas.
Regíón mediterránea: Se da en el resto de la península y en el archipiélago balear. Se caracteriza por una humedad limitada, con veranos calurosos y secos. Se da el bosque perennifolio con mención especial a la encina, en cuyas cercanías se desarrollan algunas especies arbustivas y plantas aromáticas que dan lugar al matorral mediterráneo
Los pisos bioclimáticos
Dentro de cada regíón geográfica, podemos diferenciar distintas zonas a las que llamamos pisos bioclimáticos, que definen por su altitud y su cercanía a la costa.
Para determinar en qué piso bioclimático se encuentra una regíón dada, se calcula lo que llamamos su índice de termicidad (it).
Para hallar este índice necesitamos tres valores: la temperatura media anual, la temperatura máxima del mes más frío y la mínima del mes más frío. Una vez obtenidos, se suman y se multiplican por 10.
Los grandes biomas
Los biomas son amplias regiones caracterizadas por unas particularidades bastante específicas, y sus rasgos suelen venir determinados por su altitud, su latitud, su relieve y su cercanía al mar.
En cada una de estas regiones predomina un tipo de vegetación y fauna determinada, y es a lo que se llama bioma o paisaje bioclimático.
Los principales tipos son estos cuatro: bosques, sabanas, matorrales y desiertos.
Bosques: predominan los árboles, aunque pueden ser de tipos muy variados (mediterráneos, tropicales, etc).
Sabanas: hay una existencia limitada de vegetación arbórea con escasa cobertura y predominio de plantas herbáceas.
Matorrales y praderas: predominio de arbustos y vegetación herbácea, sin casi cobertura.
Desiertos: marcados por una ausencia de agua líquida y con una notable escasez de vegetación.
La conservación de la biodiversidad
El hecho de que las especies aparezcan y desaparezcan sucede de manera natural. Entonces, ¿por qué se pone tanto énfasis en preservarlas? Lo cierto es que desde la aparición del ser humano, y más en particular desde la revolución industrial, la velocidad a la que están desapareciendo las especies supera a casi todas las etapas anteriores, y algunos círculos de expertos afirman que nos encontramos en medio de una extinción masiva.
¿Pero qué supone el término “extinción masiva”? Hasta la fecha se conocen seis extinciones masivas. La más conocida es la “del meteorito” que acabó con los dinosaurios, llamada extinción del triásico-jurásico. Además, acabó con el 76% de la vida, según se estima. La más notable, sin embargo, es la extinción del pérmico-triásico, que se estima que acabó con el 96% de la vida.
Para ponernos en contexto, la velocidad a la que las especies están desapareciendo desde la aparición del ser humano es comparable sólo a estos períodos, y algunos biólogos afirman que nos encontramos en la antesala de la 6ª gran extinción, provocada en esta ocasión por el ser humano.
La conservación de la biodiversidad (II)
Dejando al margen el debate de si nos encontramos inmersos en una extinción masiva o no, sí es un hecho que desde la aparición del ser humano ha tenido lugar la pérdida de numerosas especies y la modificación de grandes ecosistemas. Incluso en este contexto, en el que la humanidad necesita desplazar al medio natural, conviene remarcar que la diversidad es relevante por diversos motivos:
Por su valor utilitario: encontramos en esta categoría todos los “usos útiles” del medio, desde su explotación para adquirir materias primas como el carbón o el agua, hasta sus usos menos directos, como la creación de suelo fértil o la regulación del clima.
Por su valor no utilitario: en este apartado incluimos el valor intrínseco, el potencial y el de herencia.
Intrínseco: la diversidad es valiosa en sí misma, más aún al considerar que la pérdida de las especies es frecuentemente irreparable.
Potencial: dado que no conocemos la mayoría de las especies de nuestro planeta, y que de las pocas que sí conocemos hemos logrado obtener multitud de usos prácticos, podemos decir que existe un gran valor potencial, al poder existir especies aún no descubiertas con propiedades únicas y valiosas.
De herencia: llamamos así al “derecho” de las propiedades futuras a disfrutar de un medio ambiente sano y funcional, al menos en la medida en que nosotros lo hemos podido hacer.
La conservación de la biodiversidad (III)
La tendencia en cuanto a extinción de especies ha venido cambiando desde los principios del Siglo XX; anteriormente era “habitual” que el exceso de caza o la introducción de nuevas especies en ecosistemas isleños devastase la fauna y flora de estas regiones aisladas. Sin embargo, a partir de la revolución industrial se han comenzado a perder ecosistemas a gran escala en territorios continentales.
Los factores más relevantes en la pérdida de biodiversidad son los siguientes Destrucción y pérdida de hábitats y ecosistemas: frecuentemente se destruyen para poder construir en ellos (carreteras, ciudades, oleoductos etc), pero también se erradican bosques enteros para crear pastos para el ganado.
Un ejemplo flagrante sería el Mar de Aral, que llegó a secarse por completo.
Otro ejemplo radical sería la prueba de bomba H en el atolón Bikini, donde se vaporizaron varias islas debido a un error de cálculo.
Sobreexplotación: la sobreexplotación puede diezmar las poblaciones de determinadas especies, y además puede provocar una selección artificial nociva que, conjuntamente, lleven a las poblaciones a la extinción.
Introducción de especies exóticas: a menudo las especies exóticas se convierten en invasoras, al encontrarse en regiones en las que carecen de un depredador natural, llegando a provocar la desaparición de especies enteras y causando graves daños ecológicos y económicos.
Contaminación: además del conocido efecto invernadero y del agujero en la capa de ozono, la industria realiza numerosos vertidos que en ocasiones terminan por destruir ecosistemas enteros, como viene denunciándose desde hace años en el Mar Menor.
Cambio climático: este factor podría ser el más grave de todos, por el simple motivo de que supone un riesgo a escala planetaria y por la dificultad que supone la coordinación internacional a la hora de abordarlo.
Sus consecuencias inmediatas son evidentes: pérdida de ecosistemas marinos, desertificación, cambios agresivos en el clima de determinadas zonas… pero su consecuencia más alarmante podría ser la conocida pérdida de los casquetes polares, que participan en un proceso llamado “Albedo”, por el que se regula la temperatura del planeta.
Una vez superado un punto de pérdida concreto, este cambio en el albedo podría ser suficiente para que la pérdida de los casquetes polares se retroalimentase y continuará, aunque el resto de causas desapareciesen de forma súbita.
La protección de la biodiversidad
Dado que en muchas ocasiones no es posible detener la pérdida de ecosistemas a corto o medio plazo, se recurre a la conservación ex-situ o in-situ.
Ex-situ: se protegen determinadas especies fuera de su hábitat natural, como ocurre en los zoológicos, los santuarios animales, bancos de semillas etc.
In-situ: se protegen regiones de interés en la que pueden encontrarse diversas especies o especies de especial interés.
Estos puntos de gran diversidad o de particular interés se conocen como “hotspots” o puntos críticos de diversidad. Estos puntos deben cumplir con dos requisitos: contar con al menos 1500 especies de vegetales distintos y haber perdido al menos un 70% de su vegetación original.