Alvar Carranza

Profesor Adjunto Polo de Desarrollo Universitario "Grupo de Investigación y formación de recursos humanos en biodiversidad" Centro Universitario Regional Este - CURE Sede Maldonado Universidad de la República Oriental del Uruguay

Diversidad Biológica

Modulo 1 Clase 2

Biodiversidad: Concepto e historia

Alvar Carranza

Profesor Adjunto Polo de Desarrollo Universitario "Grupo de Investigación y formación de recursos humanos en biodiversidad" Centro Universitario Regional Este - CURE Sede Maldonado Universidad de la República Oriental del Uruguay

¿Qué es la Biodiversidad?

1

• 1980: Thomas Lovejoy introduce el término en Conservation Biology: an evolutionary-ecological perspective

• 1985: Actas del 1er Foro Americano sobre Diversidad Biológica: Biodiversity

• 1986: Elioth Norse et al. Formalizan el término en su actual concepto (3 niveles) en Conserving Biological Diversity in our National Forest

• 1992: El texto consensuado de la Convención sobre Diversidad Biológica (CBD) es adoptado por 101 Gobiernos en Nairobi, Kenya

• 1992: La CBD es firmada por 159 Gobiernos y la Union Europea durante la Cumbre de la Tierra (United Nations Conference on Environment and Development ) en Rio de Janeiro.

• 1993: 29 de Diciembre: entra en vigencia la Convención

Breve historia del término

1

• Ámbito Político

“ La variabilidad de organismos vivos de cualquier fuente, incluidos, entre otras cosas, 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.”

¿Qué es la biodiversidad?

1

• La diversidad es un concepto intelectualmente muy atractivo que sigue suscitando un considerable debate

• La diversidad es uno de los temas centrales de la Biología. A escala evolutiva, la explicación de la diversidad constituye la cuestión esencial que intenta explicar el paradigma darwiniano de evolución por selección natural

• Las medidas de diversidad son buenos indicadores del estado de ‘salud’ de los ecosistemas

¿Por qué estamos interesados en la diversidad y su medida?

1

• Contexto científico: Norse (1986) y los 3 niveles de biodiversidad

1) Genética (variabilidad intra-específica)

¿Qué es la biodiversidad?

1

• Contexto ecológico: Norse (1986) y los 3 niveles de biodiversidad

1) Genética

¿Qué es la biodiversidad?

1

• Contexto científico: Norse (1986) y los 3 niveles de biodiversidad

2) Especifica (riqueza o número de especies)

¿Qué es la biodiversidad?

1

1

1

1

1

1

• Contexto científico: Norse (1986) y los 3 niveles de biodiversidad

3) Ecológica o Ecosistémica (variabilidad a nivel de comunidades y/o ecosistemas)

¿Qué es la biodiversidad?

1

1

1

1

1

• Contexto científico: Noss (1990) presentó un marco jerárquico para formular indicadores de la biodiversidad, reconociendo que tres elementos de la biodiversidad -composición, estructura y función- pueden ser considerados en varios niveles o escalas de organización.

¿Qué es la biodiversidad?

1

COMPOSICIÓN

FUNCIÓN ESTRUCTURA

Genes

Especies/Poblaciones

Comunidades/Ecosistemas

Paisaje regional

1

diversidad de alelos, alelos raros, variantes cariotipicas

A nivel Genético: Composición

1

1

Ejemplos: Tamaño efectivo de la población; heterocigosidad, polimorfismo cromosómico o fenotípico; superposición generaciónal, etc.

A nivel Genético: Estructura

1

1

1

Ejemplos: tasa de Endo/exogamia, tasa de deriva genética, flujo genico; tasa de mutación, intensidad de selección

A nivel Genético: Función

1

• El flujo génico es la transferencia de alelos de una población a otra mediante la migración de individuos. En este ejemplo, una de las aves de población A emigra a la población B, que tiene menos alelos dominantes, e incorpora en sus alelos en la otra población.

1

Ejemplo: Abundancias absolutas y relativas

A nivel de Especie o población: Composición

1

Uca uruguayensis = 0.23 ind/m2 Neohelice granulata= 6 ind/m2

% Abundancia

Neohelice

Uca

1

Ejemplo: Sex ratio (proporción de sexos)

A nivel de Especie o población: Estructura

1

1

Ejemplo: Procesos demográficos (fertilidad, supervivencia por clase de edad, etc)

A nivel de Especie o población: Función

1

1

1

Ejemplo: Riqueza de especies!!!

A nivel de Comunidades/Ecosistemas: Composición

1

1

A nivel de Comunidades/Ecosistemas: Estructura

1

1

Ejemplo: tasa de depredación, herbívora, parasitismo, etc.

A nivel de Comunidades/Ecosistemas: Función

1

1

Ejemplo: identidad, distribución y numero de tipos de parches

A nivel de Paisaje regional: Composición

1

1

Ejemplo: distribución de frecuencias de tamaños de parches

A nivel de Paisaje regional: Estructura

1

. . . .Tamaño

N p

arc

hes

1

Ejemplo: Conectividad entre parches

A nivel de Paisaje regional: Función

1

1

COMPOSICION

ESTRUCTURAFUNCION

Especies

Comunidades

Paisaje

1

Existen al menos 25 definiciones de Diversidad Biológica!

1

Síntesis:

1) Concepto sintético que combina enfoques de la taxonomía, sistemática, ecología, biogeografía y evolución.

2) Propiedad de los sistemas vivos de ser diferentes entre si (Solbrig).

3) Toda variación de la base hereditaria en todos los niveles de oraganización (Wilson).

4) Resulta de patrones y procesos evolutivos y ecológicos irrepetibles (Jeffries).

5) Es MULTIDIMENSIONAL!

¿Qué es la biodiversidad?

1

Esimaciones y medidas de la biodiversidad

2

• Riqueza de especies (S)

Simple cuenta del número de especies

Conceptos:

S=4 2

2

• Diversidad de especies ; Comprende 2 aspectos:

1) Variedad

Conceptos:

2

• Diversidad de especies

2) Abundancia relativa

Conceptos:

2

Comunidad a:

Índice de Shahnnon (H´)=1.24

2

Comunidad b:

Índice de Shahnnon (H´)=1.37 2

• alpha (diversidad puntual, representada por α),

• beta (diversidad entre hábitats, representada por β) y

• gamma (diversidad a escala regional, representada por γ)

Jerarquía espacial

2

α β

γ

Jerarquía espacial

2

• Estas medidas varían en el espacio, cuando las mediciones se hacen en sitios distintos en un mismo tiempo.

2

Diversidad

La

titu

d

2

• ..y en el tiempo, cuando las mediciones se realizan en el mismo lugar pero en tiempos distintos.

2

Div

ersi

da

d

Tiempo

2

Breve historia

3

• ?: Primeros organismos vivos: unidades autónomas (protocélulas), limitadas por membranas con autorreproducción(las primeras enzimas pudieron ser RNA).

• 3.800 m.a.: primeros procariotas

• 3.400 m.a.: fotosíntesis (Estromatolitos)

• 2000 m.a.: Celulas complejas (Eucariotas)

• 1000 m.a.: Vida multicelular

• 500 m.a.: Explosiòn Cambrica

3

3

Eón Fanerozoico: "vida visible o evidente"

Eón Criptozoico: "vida escondida"

3

3

• Protobiontes: primeras estructuras y formaciones de moléculas orgánicas que pudieron haber evolucionado en los primeros seres vivos

3

los sistemas hidrotermales podrían haber constituido los ambientes adecuados para la síntesis prebiótica de los compuestos orgánicos necesarios para la vida

3

• Procariotas: • ADN libre en el citoplasma

• Bacteria y Archaea

3

• Los procariotas más antiguos datan de aproximadamente 3,5 millones de años, sólo 1 MA luego de la formación de la corteza terrestre.

3

Estromatolitos : Estructuras estratificadas formadas por la captura y fijación de partículas carbonatadas por parte de cianobacterias Mediante fotosíntesis, liberan oxígeno y retiran de la atmósfera grandes cantidades de dióxido de carbono,

3500 MA 3

• Eucariotas: • Núcleo celular delimitado dentro de una doble capa lipídica: la

membrana nuclear

• Mitocondrias

• cloroplastos

3

3

3

3

600 MA 3

• Fauna de Ediacara (Vendiano)

• organismos multicelulares complejos más antiguos conocidos

3

3

N°

PH

YL

A

TIEMPO

0

75

530 MA Presente

10 MA

3

3

3

Marrella 3

Opabinia 3

Wiwaxia 3

Anomalocaris 3

Hallucigenia 3

Haikouichthus 3

• Diversificación de las plantas:

• Periodo Silúrico

420 MA 3

Ordovícico Medio (445 MA)

-86%

3

Prototaxites 3

Devonico Superior (370 MA)

-75%

3

Final del Permico (250 MA)

-96%

3

Final del Triásico (250 MA)

-80%

3

Final do Cretácico (65 MA)

-76%

3

Reciente (0 MA)

?

3