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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?
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• 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
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• 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?
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• 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?
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• Contexto científico: Norse (1986) y los 3 niveles de biodiversidad
1) Genética (variabilidad intra-específica)
¿Qué es la biodiversidad?
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• Contexto ecológico: Norse (1986) y los 3 niveles de biodiversidad
1) Genética
¿Qué es la biodiversidad?
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• Contexto científico: Norse (1986) y los 3 niveles de biodiversidad
2) Especifica (riqueza o número de especies)
¿Qué es la biodiversidad?
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• 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?
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• 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?
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COMPOSICIÓN
FUNCIÓN ESTRUCTURA
Genes
Especies/Poblaciones
Comunidades/Ecosistemas
Paisaje regional
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diversidad de alelos, alelos raros, variantes cariotipicas
A nivel Genético: Composición
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Ejemplos: Tamaño efectivo de la población; heterocigosidad, polimorfismo cromosómico o fenotípico; superposición generaciónal, etc.
A nivel Genético: Estructura
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Ejemplos: tasa de Endo/exogamia, tasa de deriva genética, flujo genico; tasa de mutación, intensidad de selección
A nivel Genético: Función
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• 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.
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Ejemplo: Abundancias absolutas y relativas
A nivel de Especie o población: Composición
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Uca uruguayensis = 0.23 ind/m2 Neohelice granulata= 6 ind/m2
% Abundancia
Neohelice
Uca
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Ejemplo: Sex ratio (proporción de sexos)
A nivel de Especie o población: Estructura
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Ejemplo: Procesos demográficos (fertilidad, supervivencia por clase de edad, etc)
A nivel de Especie o población: Función
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Ejemplo: Riqueza de especies!!!
A nivel de Comunidades/Ecosistemas: Composición
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A nivel de Comunidades/Ecosistemas: Estructura
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Ejemplo: tasa de depredación, herbívora, parasitismo, etc.
A nivel de Comunidades/Ecosistemas: Función
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Ejemplo: identidad, distribución y numero de tipos de parches
A nivel de Paisaje regional: Composición
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Ejemplo: distribución de frecuencias de tamaños de parches
A nivel de Paisaje regional: Estructura
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. . . .Tamaño
N p
arc
hes
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Ejemplo: Conectividad entre parches
A nivel de Paisaje regional: Función
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COMPOSICION
ESTRUCTURAFUNCION
Especies
Comunidades
Paisaje
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Existen al menos 25 definiciones de Diversidad Biológica!
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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?
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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
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• ?: 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