La diversidad biológica se determina como la variedad de tipos de vida y adaptaciones que sufren los organismos en el ambiente dentro de la biosfera. También se le conoce como biodiversidad y está constituye la gran abundancia de vida que existe dentro del planeta en toda su extensión, es decir, en ecosistemas marinos y terrestres.
Como se ha mencionado la biodiversidad o diversidad biológica, de acuerdo con el Convenio Internacional sobre la Diversidad Biológica, es un término que hace referencia a la amplia variedad de seres vivos que existen en nuestro planeta llamado Tierra, así como a los patrones naturales que la conforman, que es un resultado de millones de años de evolución por los procesos naturales y la influencia de las actividades del ser humano que día a día van en crecimiento. Está biodiversidad, comprende también la gran variedad de ecosistemas, cuyas diferencias genéticas para cada especie que habita en ellos permiten una combinación de múltiples formas de vida cuyas interacciones son la parte fundamental y sustento de la vida en el planeta.
La diversidad también se define como diversidad genética, diversidad de las especies, diversidad de los hábitats y la diversidad de los procesos funcionales y diversidad específica que mantienen los ecosistemas complejos.
Es útil saber que hay dos componentes de la diversidad:
1. Componente de riqueza o variedad: a este componente se le expresa como el número de tipos de componentes (como ejemplo se menciona a las especies, las variedades, las categorías de uso de suelo y los procesos bioquímicos que se generan) por unidad de espacio.
2. Componente de abundancia relativa o distribución de unidades individuales entre los distintos tipos: aquí el hecho de que se mantenga la diversidad moderada o alta es importante no solo para asegurar que todos los nichos funcionales clave estén operando, sino en particular para mantener redundancia y elasticidad dentro del sistema. En otras palabras, es protegerlo contra periodos de tensión, como son las tormentas, incendios, enfermedades, así como los cambios extremosos de temperatura (que ocurrirán tarde o temprano en la biosfera).
A la diversidad se clasifica en tres tipos que son los siguientes, según la Universidad de Navarra:
a) Diversidad específica: es la biodiversidad más aparente. Está se caracteriza porque es la que se refiere primeramente a las especies.
b) Diversidad genética: es la que estudia las semejanzas esenciales que tienen las especies entre sí, aunque no todos sean iguales. Genéticamente tienen características diferentes, existiendo variedades y razas dentro de las especies; mediante este tipo de diversidad se puede tener una gran riqueza que le ayuda a facilitar su adaptación a los medios cambiantes y a su proceso de evolución.
c) Diversidad de ecosistemas: aquí la vida ha ido adaptándose a distintos hábitats, formando siempre un sistema complejo de interrelaciones entre otros seres vivos y los no vivos. Este tipo de diversidad es un poco difícil de medir con respecto a la de las especies o la genética, ya que las fronteras de las comunidades no se encuentran bien definidas. Independientemente de esto, en la medida en que se utilizan criterios coherentes con cuales definir a las comunidades y a los ecosistemas, se podrá medir el número y distribución de estos.
La riqueza actual de la vida que existe en la biosfera es el producto de millones de años que ha sufrido la evolución. Cuando se habla de la biodiversidad, se hace referencia a desde lo micro como son los genes, hasta lo macro como son las especies y los ecosistemas que hay en una región dada.
Dentro de la civilización humana, han surgido culturas que para su bienestar se han adaptado al entorno, ya sea usando, descubriendo o modificando los recursos bióticos y no bióticos del medio en el que cohabitan, por lo tanto, la biodiversidad ha sido modelada de forma diferente, ya sea por la domesticación e hibridación que se ha tenido de las variedades locales en los cultivos y los animales del área afectada.
Concluyendo en términos generales, se dice que la palabra biodiversidad se ha transformado como un sinónimo de preocupación por la pérdida de especies que existe actualmente en los diferentes hábitats que componen un ecosistema.
3. 2. 1. Tipos alfa, beta y gama.
La diversidad en un tipo de hábitat o comunidad determinado no debe confundirse con la diversidad en un paisaje o región que contenga una mezcla de hábitats y lotes de paisaje.
Whittaker (1960) sugirió los siguientes términos:
1. Diversidad alfa, para la diversidad dentro de un hábitat o dentro de una comunidad. Se le denomina la riqueza de una especie dentro de una comunidad específica a la que se le considera que es homogénea.
2. Diversidad beta, para la diversidad entre hábitats. Se le considera al grado de cambio o reemplazo que tiene una especie entre distintas comunidades de una región o un país.
3. Diversidad gama, para la diversidad de áreas a escala de paisaje. Se dice de la riqueza de especies en un conjunto de comunidades que integran un ecosistema dado, es resultante de la diversidad alfa y beta en conjunto.
En la definición anterior, se ha mencionado a que nivel dentro de la escala espacial y temporal corresponden estas tres manifestaciones que existen, de la riqueza entre las especies, así como las relaciones que guardan entre sí. Esto ha permitido y llevado a analizar las influencias de los siguientes factores como son los biogeográficos y los ecológicos dentro de las distintas expresiones que existen en los diferentes ecosistemas del planeta. De este mismo, se plantean algunos de los posibles efectos que generan la fragmentación de origen antrópico y llega a tener sobre los distintos tipos de diversidad de especies.
Desde que Whittaker (1960), propuso los términos de diversidad alfa con una dimensión territorial fija, el valor se puede definir como:
· Al número de organismos que hay en una comunidad en un punto determinado se le conoce como diversidad alfa puntual.
· Al promedio de los valores puntuales correspondientes a distintos lugares dentro de un ecosistema ocupado por una misma comunidad se le define como diversidad alfa promedio.
· Es el número de individuos que se muestrea en un punto determinado dentro de un lapso y se le denomina diversidad alfa acumulada.
En la diversidad beta, las diferencias se miden entre las especies que puede haber entre dos puntos, tipos de comunidad o ecosistemas. Estas diferencias se miden entre las especies que puede haber entre dos puntos, tipos de comunidad o ecosistemas. Estas diferencias podrán llevarse a cabo en el espacio, cuando las mediciones se lleven en un mismo lugar, pero en diferentes momentos. La definición que realiza Whittaker (1960) de esta diversidad, se refiere a los individuos como entidades taxonómicas y no al número de especies dadas.
El último tipo de diversidad que se analiza en este apartado es la diversidad gama, que nos indica el número de especies dentro del conjunto de sitios o comunidades que se encuentran dentro de un paisaje al cual se define como un área específica heterogénea pero que se distingue y es integrado por el conjunto de ecosistemas interactuantes que se repiten similarmente según lo define Forman y Gordon (2010).
3. 2. 2. Medición de la diversidad: índices de diversidad.
Las mediciones que se realizan frecuentemente de la diversidad siempre aparecen como indicadores de que los ecosistemas funcionan bien. Dentro del proceso de sucesión, el desarrollo en los ecosistemas implica siempre el incremento de la diversidad, de su estructura y de la organización de estos.
Cuando se habla de diversidad se tienen que tomar en cuenta dos componentes fundamentales:
a) Riqueza específica: que se refiere al número de especies que se encuentran dentro de un ecosistema.
b) Equitabilidad: se refiere a la medición de la distribución de abundancia de los individuos o especies que hay en un ecosistema.
Para poder medir la diversidad existente hay varios métodos denominados índices y se usan de manera que se pueda comparar la biodiversidad entre los ecosistemas de diferentes zonas o regiones.
La importancia de utilizar estos índices de diversidad es que nos aportan una visión de la distribución espacial de las diferentes especies en un hábitat dentro de un ecosistema dado, y en la cual se debe incluir la riqueza y equitabilidad de las especies.
Dentro de los principales y más importantes índices de diversidad que se analizaran de manera breve están los siguientes: Índice de Margalef, Índice de Shannon-Wiener y por último el Índice de Simpson.
Ahora bien, las especies o diversidad biótica pueden dividirse en componentes de riqueza y de distribución. El número total de especies por unidad de área (m2 o hectárea) y el índice de diversidad son dos ecuaciones simples que se emplean para calcular la riqueza de especies. El Índice de Shannon H y el Índice de uniformidad de Pielou, son dos índices que se emplean con frecuencia para el cálculo de la distribución de las especies. Otro índice muy usual es el Índice de Simpson, que incluye sumar el cuadrado de cada relación de probabilidad.
En primera instancia, revisaras el Índice de Margalef. Este índice también es conocido como el índice de biodiversidad de Margalef, llamado así porque lleva el mismo nombre del autor, este índice se le considera como una medida que se utiliza dentro de la ecología para tener la estimación de la biodiversidad que existe dentro de una comunidad con base a una distribución numérica de los individuos de las especies diferentes que habitan en ella, y está en función del número de individuos que hay en la muestra que analiza.
Se expresa de la siguiente manera:
Donde:
I = Nos indica la biodiversidad.
S = Número de especies que se encuentran presentes.
N = Número total de los individuos que se encuentran y que pertenecen a todas las especies.
Ln = Logaritmo neperiano de un número.
A los valores que se manejan inferiores a 2.0 se les consideran y relacionan con las zonas bajas de biodiversidad, estos se dan como resultado de las acciones antropogénicas, es decir, por acciones que emprende el ser humano; mientras que los valores superiores a 5.0 se les considera como indicativos a la alta biodiversidad.
Su fórmula se le representa como:
Es claramente un índice que tiene en cuenta únicamente la riqueza de especies, pero de forma que no aumente el tamaño de la muestra.
A continuación, se presenta un ejemplo donde se observa cómo se pueden realizar los cálculos de los datos muestreados en un sitio o ecosistema determinado. En la siguiente tabla se muestran datos aleatorios que sirven para determinar este índice de diversidad.
| No. de individuos |
| |
| Rubus ulmifolius | 4 |
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| Coriaria myrtifolia | 3 |
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| Prunus spinosa | 5 |
|
| Crataegus monogyna | 3 |
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| Clematis vitalba | 3 |
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| Ligustrum vulgare | 4 |
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| Rosa canina | 2 |
|
| Total | N=24 | S=7 |
Al sustituir la fórmula quedaría de la siguiente manera:
El resultado es:
Como el valor resultante es menor a 2.0 se le considera que está zona estudiada tiene baja diversidad.
Uno de los índices de diversidad más simples y utilizados es el Índice de Simpson, este término puede referirse a cualquiera de los tres índices relacionados.
El Índice de Simpson (D) mide la probabilidad de que dos individuos seleccionados al azar de una muestra pertenezcan a la misma especie (categoría). Cuya fórmula se representa:
Donde:
D = Probabilidad de individuos seleccionados
Σ = Suma de todas las especies
ni = Número de individuos de las especies i.
N = Número total de individuos de todas las especies.
El valor de D oscila entre 0 y 1. En ausencia de diversidad, donde solo hay una especie presente, el valor de D es 1. Cuando la riqueza y la equitatividad de la especie se incrementan, el valor se aproxima a 0.
Dado que cuando mayor sea el valor de D, menor es la diversidad, se resta 1 a D para obtener el índice de diversidad de Simpson = 1-D
Con el uso de la tabla anterior como ejemplo para resolver este índice de Simpson, se tiene que:
| No. de individuos (ni) | D | |
| Rubus ulmifolius | 4 | 0.1662 |
| Coriaria myrtifolia | 3 |
|
| Prunus spinosa | 5 |
|
| Crataegus monogyna | 3 |
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| Clematis vitalba | 3 |
|
| Ligustrum vulgare | 4 |
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| Rosa canina | 2 |
|
| Total | N=24 | S=7 |
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| Σ = 7 |
|
Sustituyendo los datos representados en la tabla, se representa de la siguiente manera:
Aplicando a este valor de D, la fórmula para obtener el índice de diversidad de Simpson, que es 1 – D, sustituyendo tenemos que , este proceso se realiza para cada una de las especies del área que se tiene en estudio para conocer la diversidad existente en ese ecosistema.
Ahora se revisará el Índice de Shannon-Wiener (H), al igual que el Índice de Simpson, tienen en cuenta la riqueza de las subespecies y a la proporción de cada una de ellas dentro de la zona. Este índice viene de la ciencia de la información; también se la ha denominado Índice de Shannon o el Índice de Shannon-Weaver dentro de la literatura ecológica. Está medida fue la diversidad de la teoría de la información y las medidas del orden (o desorden) observadas dentro de un sistema particular. En los estudios ecológicos, este orden se caracteriza por el número de individuos observados para cada subespecie en el área de muestro. Al igual que el índice de Simpson, donde el primer paso es calcular Pi para cada categoría de subespecie. A continuación, se multiplica este número por el total de números. Mientras que se puede utilizar cualquier base, donde el logaritmo es de uso común. Este índice se calcula a partir de la suma de estos números negativos. En otras palabras, el índice se le define como:
Donde:
Σ = Suma de todas las especies.
Pi = Proporción del número de individuos de la especie i con respeto al total .
Log2 = logaritmo base 2 (para no complicarte en la sustitución del logaritmo base 2 se usa el siguiente factor de conversión equivalente a 3.3219).
Nuevamente se toma como ejemplo los valores que se encuentran en la primera tabla, y se realiza la sustitución en la fórmula que representa el índice de Sharon-Wiener.
| Especie | No. de individuos (ni) | D |
| Rubus ulmifolius | 4 | 0.1662 |
| Coriaria myrtifolia | 3 | |
| Prunus spinosa | 5 | |
| Crataegus monogyna | 3 | |
| Clematis vitalba | 3 | |
| Ligustrum vulgare | 4 | |
| Rosa canina | 2 | |
| Total | N=24 | S=7 |
|
| Σ = 7 |
Al sustituir la fórmula se obtiene que:
Con la riqueza de las especies (S) y el índice de Shannon-Wiever (H), también se puede calcular una medida de uniformidad.
Donde:
E = La equitatividad es una medida de la similitud de la abundancia de diferentes especies.
S = Riqueza de especies
H = Índice de Shannon-Wiever.
Sustituyendo los datos representados en la tabla, se representa de la siguiente manera:
Cuando hay una proporción similar de todas las subespecies, entonces la uniformidad es 1, pero cuando las abundancias son muy diferentes (algunas raras y algunas especies comunes), este valor aumenta.
Este índice es uno de los más criticados, pero también más utilizado. De hecho, casi toda la investigación que se ha realizado sobre gradientes de diversidad o causas de la diversidad, han sido elaboradas sobre este.
La diversidad biológica puede ser cuantificada de muchas maneras, los principales factores que se deben tomar en cuenta para medirla son la riqueza y uniformidad de especies. La riqueza es una medida de la cantidad de diferentes tipos de organismos presentes en un área particular, sin embargo, la diversidad no solo depende de la riqueza sino también de la uniformidad, está última compara la similitud del tamaño poblacional de cada una de especies presentes en el ecosistema.
Al medir la diversidad es bueno recordar que lo que se describe es la relación de los individuos de distintas subespecies dentro de una zona en específico.
Los índices de diversidad proporcionan información importante acerca de la rareza y lo común de las especies en una comunidad. La capacidad de cuantificar la diversidad de esta manera es una herramienta importante para los biólogos que intentan entender la estructura de la comunidad.
3.2.3. Definición de rutas de acción.
La conservación de la diversidad biológica, incluidos los recursos genéticos, es fundamental para sostener los valores productivos de los ecosistemas existentes en la biosfera llamada Tierra, es decir, es el mantener el estado sanitario y la vitalidad de los ecosistemas existentes y de este modo, se puedan mantener las funciones de protección y ambientales.
La mayor amenaza para los ecosistemas y la diversidad es su transformación para otros usos. La presión creciente de las manchas urbanas y sus aspiraciones por una mejor calidad y nivel de vida, sin tener la debida preocupación por la sostenibilidad de los recursos, que son los que constituyen la base de estos desarrollos, aumentan la preocupación al respecto. Aunque es inevitable que se produzcan en el futuro cambios en el uso de las tierras, tales cambios deben programarse para ayudar a conseguir los objetivos complementarios. Esto puede realizarse incluyendo las preocupaciones sobre la conservación como un componente importante de la planificación del espacio y de las estrategias de su ordenación.
Sea cual sea la cantidad real de especies, la diversidad del planeta no es fija. A lo largo del tiempo evolutivo se desarrollan nuevas especies mientras que las existentes desaparecen, es decir, se extinguen. La diversidad del planeta es una historia de permanentes cambios. Asimismo, la diversidad biológica tampoco es la misma en todas las regiones sobre la faz de la Tierra, existen diferentes patrones geográficos de diversidad que se vinculan a las condiciones ambientales y la capacidad de los ambientes locales de mantener una comunidad diversa. En términos generales, el número de especies terrestres disminuye a medida que uno se aleja del Ecuador hacia los polos. Cabe destacar la reducción global en la riqueza de especies cuando uno se traslada del Sur al Norte.
La disminución en la diversidad de especies, a medida que no se mueve hacia el Norte del Continente Americano, forma parte del patrón global de la diversidad (tanto terrestre como marino) que va en disminución desde el Ecuador hacia el Norte y Sur hasta los polos. Si bien los científicos, aunque no conocen los mecanismos concretos que subyacen al patrón geográfico de diversidad de especies, han postulado diversas hipótesis vinculadas con varios factores, incluyendo la edad de la comunidad, la heterogeneidad espacial del ambiente, la estabilidad del clima en el tiempo y la producción del ecosistema.
Cuando se comparan las tasas actuales de extinción de especies, no obstante, la cantidad de especies extinguidas a causa de la caza y la explotación excesiva es relativamente menor. Sin lugar a duda, la mayor amenaza a la diversidad biológica de la Tierra es la alteración y la destrucción del hábitat.
La causa principal de las extinciones de especies radica en la destrucción del hábitat que se produce a causa de la expansión de las poblaciones y actividades humanas que se produce a causa de la expansión de las poblaciones y actividades humanas. Históricamente, la mayor causa de transformación del suelo ha sido la expansión de las tierras agrícolas para atender las demandas de una población humana en crecimiento.
De ahí que las regiones tropicales del mundo han sido el foco de atención principal, debido a la elevada diversidad de especies que poseen, a las presiones de las crecientes poblaciones y el desarrollo económico que se presenta en estas. La destrucción de estas regiones se ha vuelto sinónimo del declive de la biodiversidad. Con éxito la diversidad biológica de la Tierra.
A pesar de la necesidad de concentrar los esfuerzos de conservación en especies individuales que se encuentran amenazadas y en peligro de extinción, la manera más eficaz de proteger la diversidad biológica global es la preservación de hábitats o comunidades ecológicas enteras. De hecho, es probablemente la única manera en la que será posible conservar con éxito la diversidad biológica de la Tierra dado el limitado conocimiento de la biología de la mayoría de las especies y la naturaleza compleja de las interacciones entre especies en el contexto de la comunidad.
A diferencia del enfoque de conservación de poblaciones, que se concentra en la protección de una única especie y en sus requisitos de hábitat específicos, el enfoque basado en la comunidad exige una comprensión de la relación entre los patrones globales de diversidad biológica y las características del paisaje. Uno de los elementos clave al diseñar un programa para proteger y conservar la diversidad de especies global en determinada región, es la comprensión de las relaciones entre superficie y riqueza de especies estudiadas.
Las áreas protegidas constituyen una parte notable de las estrategias de conservación, sin embargo, las áreas protegidas son insuficientes para asegurar por sí solas la conservación de los árboles y otras especies. Incluso aunque se alcanzase el objetivo mundial expresado a menudo del 10 al 12% de áreas conservadas, situadas adecuadamente y ordenadas de forma apropiada, lo que por desgracia no suele ser el caso en el momento actual, se ha estimado que, en las próximas décadas, solo podría conservarse en tales áreas alrededor del 50% de las especies.
Para llevar a cabo está conservación se necesita realizar un plan de acción de conservación de la diversidad biológica, este siempre debe ser planeado para una especie o una comunidad en específico, o en su defecto para un área determinada que se quiera restaurar y conservar. Generalmente un plan debe contener un buen fundamento, objetivo u objetivos, metas, un programa o programas, es decir, aquí se debe especificar cual o cuales son las áreas que restaurar o conservar, como suelos bosques, selvas, etc., delimitar la extensión del área, la especie o especies. Dentro del plan se debe tener siempre en cuenta el lugar o sitio prioritario para la conservación de todo lo que existe ahí, es decir, la flora y fauna que habitan el lugar designado, o en su defecto, el poder recuperar una especie en peligro de extinción. Teniendo como resultado áreas de conservación.
Generalmente a estas áreas de conservación se les denominan Reservas de la Biosfera, y que son utilizadas para la conservación, recuperación e investigación de la biodiversidad en peligro de extinción o con disminución considerable que las ponga en peligro de desaparecer.
