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21.1: Importancia de la Biodiversidad

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    53849
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    Biodiversidad es un término amplio para la variedad biológica, y se puede medir en varios niveles organizacionales. Tradicionalmente, los ecologistas han medido la biodiversidad tomando en cuenta tanto el número de especies como el número de individuos en cada una de esas especies. Sin embargo, los biólogos están utilizando medidas de biodiversidad en varios niveles de organización biológica (incluyendo genes, poblaciones y ecosistemas) para ayudar a enfocar los esfuerzos para preservar los elementos biológica y tecnológicamente importantes de la biodiversidad.

    Cuando la pérdida de biodiversidad por extinción se considera como la pérdida de la paloma pasajera, el dodo, o incluso, el mamut lanudo parece que no hay razón para importarlo porque estos hechos ocurrieron hace mucho tiempo. ¿Cómo es prácticamente importante la pérdida para el bienestar de la especie humana? ¿Estas especies habrían mejorado nuestras vidas? Desde la perspectiva de la evolución y la ecología, la pérdida de una especie particular, con algunas excepciones, puede parecer poco importante, pero la actual tasa de extinción acelerada significa la pérdida de decenas de miles de especies dentro de nuestras vidas. Gran parte de esta pérdida está ocurriendo en selvas tropicales como la que se muestra en la Figura\(\PageIndex{1}\), que son especialmente ecosistemas de alta diversidad que se están limpiando para la madera y la agricultura. Es probable que esto tenga efectos dramáticos en el bienestar humano a través del colapso de los ecosistemas y en costos adicionales para mantener la producción de alimentos, el aire y el agua limpios, y mejorar la salud humana.

    Esta foto muestra un exuberante paisaje verde con diversos árboles tropicales, helechos y musgos que crecen junto a un pequeño arroyo.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Esta selva tropical de tierras bajas en Madagascar es un ejemplo de hábitat de alta biodiversidad. Esta ubicación en particular está protegida dentro de un bosque nacional, sin embargo, solo queda el 10 por ciento del bosque costero original de las tierras bajas, y las investigaciones sugieren que la mitad de la biodiversidad original se ha perdido. (crédito: Frank Vassen)

    Los biólogos reconocen que las poblaciones humanas están incrustadas en los ecosistemas y dependen de ellos, al igual que cualquier otra especie del planeta. La agricultura comenzó después de que las primeras sociedades cazadoras-recolectores se asentaran por primera vez en un solo lugar y modificaran fuertemente su entorno inmediato: el ecosistema en el que existían. Esta transición cultural ha dificultado que los humanos reconozcan su dependencia de seres vivos distintos de los cultivos y animales domesticados del planeta. Hoy nuestra tecnología suaviza los extremos de la existencia y permite a muchos de nosotros vivir vidas más largas y cómodas, pero en última instancia la especie humana no puede existir sin sus ecosistemas circundantes. Nuestros ecosistemas proveen nuestros alimentos. Esto incluye las plantas vivas que crecen en los ecosistemas del suelo y los animales que comen estas plantas (u otros animales) así como los organismos fotosintéticos en los océanos y los demás organismos que las comen. Nuestros ecosistemas han proporcionado y proveerán muchos de los medicamentos que mantienen nuestra salud, los cuales comúnmente se elaboran a partir de compuestos que se encuentran en organismos vivos. Los ecosistemas proporcionan nuestra agua potable, que se mantiene en ecosistemas lacustres y fluviales o pasa a través de ecosistemas terrestres en su camino hacia las aguas subterráneas.

    Tipos de Biodiversidad

    Un significado común de biodiversidad es simplemente el número de especies en un lugar o en la Tierra; por ejemplo, la Unión Americana de Ornitólogos enumera 2078 especies de aves en América del Norte y Central. Esta es una medida de la biodiversidad de aves en el continente. Las medidas más sofisticadas de diversidad toman en cuenta las abundancias relativas de las especies. Por ejemplo, un bosque con 10 especies de árboles igualmente comunes es más diverso que un bosque que tiene 10 especies de árboles en donde solo una de esas especies constituye el 95 por ciento de los árboles en lugar de estar distribuidos equitativamente. Los biólogos también han identificado medidas alternas de biodiversidad, algunas de las cuales son importantes en la planeación de cómo preservar la biodiversidad.

    Biodiversidad Genética y Química

    La diversidad genética es un concepto alternativo de biodiversidad. La diversidad genética (o variación) es la materia prima para la adaptación en una especie. El potencial futuro de adaptación de una especie depende de la diversidad genética que se mantenga en los genomas de los individuos en las poblaciones que componen la especie. Lo mismo es cierto para categorías taxonómicas superiores. Un género con tipos muy diferentes de especies tendrá más diversidad genética que un género con especies que se parecen y tienen ecologías similares. El género con mayor potencial de evolución posterior es el género más diverso genéticamente.

    La mayoría de los genes codifican proteínas, que a su vez llevan a cabo los procesos metabólicos que mantienen vivos y reproduciéndose a los organismos. La diversidad genética también puede concebirse como diversidad química en que especies con diferentes maquillajes genéticos producen diferentes surtidos de químicos en sus células (proteínas así como los productos y subproductos del metabolismo). Esta diversidad química es importante para los humanos debido a los usos potenciales de estos químicos, como los medicamentos. Por ejemplo, el medicamento eptifibatida se deriva del veneno de serpiente de cascabel y se usa para prevenir ataques cardíacos en individuos con ciertas afecciones cardíacas.

    En la actualidad, es mucho más barato descubrir compuestos elaborados por un organismo que imaginarlos y luego sintetizarlos en un laboratorio. La diversidad química es una forma de medir la diversidad que es importante para la salud y el bienestar humanos. A través de la cría selectiva, los humanos han domesticado animales, plantas y hongos, pero incluso esta diversidad está sufriendo pérdidas debido a las fuerzas del mercado y al aumento del globalismo en la agricultura humana y la migración. Por ejemplo, las compañías internacionales de semillas producen solo unas pocas variedades de un cultivo dado y brindan incentivos en todo el mundo para que los agricultores compren estas pocas variedades al tiempo que abandonan sus variedades tradicionales, que son mucho más diversas. La población humana depende de la diversidad de cultivos directamente como fuente estable de alimento y su declive es preocupante para biólogos y científicos agrícolas.

    Diversidad de Ecosistemas

    También es útil definir la diversidad de ecosistemas: el número de diferentes ecosistemas en la Tierra o en una zona geográfica. Los ecosistemas enteros pueden desaparecer aunque algunas de las especies sobrevivan adaptándose a otros ecosistemas. La pérdida de un ecosistema significa la pérdida de las interacciones entre especies, la pérdida de características únicas de la coadaptación y la pérdida de productividad biológica que un ecosistema es capaz de crear. Un ejemplo de un ecosistema ampliamente extinto en América del Norte es el ecosistema de las praderas (Figura\(\PageIndex{2}\)). Las praderas alguna vez abarcaron América Central del Norte desde el bosque boreal en el norte de Canadá hasta México. Ahora están casi desaparecidas, reemplazadas por campos de cultivo, pastos y expansión suburbana. Muchas de las especies sobreviven, pero el ecosistema enormemente productivo que se encargó de crear nuestros suelos agrícolas más productivos ya no está. Como consecuencia, sus suelos ahora se están agotando a menos que se mantengan artificialmente a mayor costo. La disminución en la productividad del suelo se produce porque se han perdido las interacciones en el ecosistema original; esta fue una pérdida mucho más importante que las relativamente pocas especies que se extinguieron cuando se destruyó el ecosistema de la pradera.

    La foto de la izquierda muestra un arrecife de coral. Parte del coral tiene forma de lóbulo, con protuberancias rosadas abultadas, y el otro coral tiene ramas largas y delgadas de color beige. Los peces nadan entre los corales. Foto a la derecha es una pradera ondulada con nada más que pasto marrón alto hasta donde el ojo puede ver.
    Figura\(\PageIndex{2}\): La variedad de ecosistemas en la Tierra, desde los arrecifes de coral hasta las praderas, permite que exista una gran diversidad de especies. (crédito “arrecife de coral”: modificación de obra de Jim Maragos, USFWS; crédito: “pradera”: modificación de obra de Jim Minnerath, USFWS)

    Diversidad Actual de Especies

    A pesar de un esfuerzo considerable, el conocimiento de las especies que habitan el planeta es limitado. Una estimación reciente sugiere que las especies eucariotas para las que la ciencia tiene nombres, alrededor de 1.5 millones de especies, representan menos del 20 por ciento del número total de especies eucariotas presentes en el planeta (8.7 millones de especies, por una estimación). Las estimaciones del número de especies procariotas son en gran parte conjeturas, pero los biólogos coinciden en que la ciencia apenas ha comenzado a catalogar su diversidad. Incluso con lo que se sabe, no existe un repositorio centralizado de nombres o muestras de las especies descritas; por lo tanto, no hay forma de estar seguro de que los 1.5 millones de descripciones sean un número exacto. Es una mejor conjetura basada en las opiniones de expertos sobre diferentes grupos taxonómicos. Dado que la Tierra está perdiendo especies a un ritmo acelerado, la ciencia sabe poco de lo que se está perdiendo. Tabla\(\PageIndex{1}\) presenta estimaciones recientes de biodiversidad en diferentes grupos.

    Tabla\(\PageIndex{1}\): Número estimado de especies descritas y pronosticadas
      Fuente: Mora et al 2011 Fuente: Chapman 2009 Fuente: Groombridge y Jenkins 2002
      Descrito Predijo Descrito Predijo Descrito Predijo
    Animales 1,124,516 9,920,000 1,424,153 6,836,330 1,225,500 10,820,000
    Protistas fotosintéticos 17,892 34,900 25.044 200,500
    Hongos 44,368 616,320 98,998 1,500,000 72,000 1,500,000
    Plantas 224,244 314,600 310,129 390,800 270,000 320,000
    Protistas no fotosintéticos 16,236 72,800 28,871 1,000,000 80,000 600,000
    Procariotas 10,307 1,000,000 10,175
    Total 1,438,769 10,960,000 1,897,502 10,897,630 1,657,675 13,240,000

    Cuadro\(\PageIndex{1}\): Esta tabla muestra el número estimado de especies por grupo taxonómico, incluyendo especies descritas (nombradas y estudiadas) y predichas (aún por nombrar).

    Existen diversas iniciativas para catalogar especies descritas de manera accesible y más organizada, e internet está facilitando ese esfuerzo. Sin embargo, a la tasa actual de descripción de especies, que según los reportes del Estado de la Especie Observada 1 es de 17,000—20,000 especies nuevas al año, tardaría cerca de 500 años en describir todas las especies actualmente existentes. La tarea, sin embargo, se está volviendo cada vez más imposible con el tiempo, ya que la extinción elimina especies de la Tierra más rápido de lo que pueden describirse.

    Nombrar y contar especies puede parecer una búsqueda sin importancia dadas las otras necesidades de la humanidad, pero no es simplemente una contabilidad. Describir especies es un proceso complejo mediante el cual los biólogos determinan las características únicas de un organismo y si ese organismo pertenece o no a alguna otra especie descrita. Permite a los biólogos encontrar y reconocer la especie después del descubrimiento inicial para dar seguimiento a preguntas sobre su biología. Esa investigación posterior producirá los descubrimientos que hacen que la especie sea valiosa para los humanos y para nuestros ecosistemas. Sin nombre y descripción, una especie no puede ser estudiada en profundidad y de manera coordinada por múltiples científicos.

    Patrones de Biodiversidad

    La biodiversidad no se distribuye uniformemente en el planeta. El lago Victoria contenía casi 500 especies de cíclidos (solo una familia de peces presentes en el lago) antes de que la introducción de una especie exótica en las décadas de 1980 y 1990 provocara una extinción masiva. Todas estas especies se encontraron sólo en el lago Victoria, es decir, eran endémicas. Las especies endémicas se encuentran en un solo lugar. Por ejemplo, el arrendajo azul es endémico de Norteamérica, mientras que la salamandra Barton Springs es endémica de la desembocadura de un manantial en Austin, Texas. Los endémicos con distribuciones muy restringidas, como la salamandra Barton Springs, son particularmente vulnerables a la extinción. Los niveles taxonómicos más altos, como géneros y familias, también pueden ser endémicos.

    El lago Huron contiene alrededor de 79 especies de peces, todas las cuales se encuentran en muchos otros lagos de América del Norte. ¿Qué explica la diferencia de diversidad entre el lago Victoria y el lago Huron? El lago Victoria es un lago tropical, mientras que el lago Huron es un lago templado. El lago Huron en su forma actual tiene apenas unos 7.000 años, mientras que el Lago Victoria en su forma actual tiene unos 15 mil años. Estos dos factores, latitud y edad, son dos de varias hipótesis que los biogeógrafos han sugerido para explicar los patrones de biodiversidad en la Tierra.

    CARRERA EN ACCIÓN: Biogeografía

    La biogeografía es el estudio de la distribución de las especies del mundo tanto en el pasado como en el presente. El trabajo de los biogeógrafos es fundamental para comprender nuestro entorno físico, cómo el ambiente afecta a las especies y cómo los cambios en el ambiente impactan la distribución de una especie.

    Hay tres campos principales de estudio bajo el rubro de biogeografía: biogeografía ecológica, biogeografía histórica (llamada paleobiogeografía) y biogeografía de conservación. La biogeografía ecológica estudia los factores actuales que afectan la distribución de plantas y animales. La biogeografía histórica, como su nombre lo indica, estudia la distribución pasada de las especies. La biogeografía de conservación, por otro lado, se centra en la protección y restauración de especies con base en la información ecológica histórica y actual conocida. Cada uno de estos campos considera tanto la zoogeografía como la fitogeografía, la distribución pasada y presente de animales y plantas.

    Uno de los patrones más antiguos observados en ecología es que la biodiversidad en casi todos los grupos taxonómicos de organismos aumenta a medida que disminuye la latitud. Es decir, la biodiversidad aumenta más cerca del ecuador (Figura\(\PageIndex{3}\)).

    El número de especies de anfibios en diferentes áreas se especifica en un mapa mundial. El mayor número de especies, 61-144, se encuentran en la región amazónica de América del Sur y en partes de África. Entre 21 y 60 especies se encuentran en otras partes de América del Sur y África, y en el este de Estados Unidos y el sudeste asiático. Otras partes del mundo tienen entre 1 y 20 especies de anfibios, con la menor cantidad de especies que ocurren en latitudes norte y sur. Generalmente, se encuentran más especies de anfibios en climas más cálidos y húmedos.
    Figura\(\PageIndex{3}\): Este mapa ilustra el número de especies de anfibios en todo el mundo y muestra la tendencia hacia una mayor biodiversidad en latitudes más bajas. Se observa un patrón similar para la mayoría de los grupos taxonómicos.

    Aún no está claro por qué la biodiversidad aumenta más cerca del ecuador, pero las hipótesis incluyen la mayor edad de los ecosistemas en los trópicos frente a las regiones templadas, que estuvieron en gran parte desprovistas de vida o drásticamente empobrecidas durante la última edad de hielo. La mayor edad proporciona más tiempo para la especiación. Otra posible explicación es la mayor energía que reciben los trópicos del sol versus el menor aporte de energía en las regiones templadas y polares. Pero los científicos no han podido explicar cómo un mayor aporte de energía podría traducirse en más especies. La complejidad de los ecosistemas tropicales puede promover la especiación al aumentar la heterogeneidad del hábitat, o el número de nichos ecológicos, en los trópicos en relación con latitudes más altas. La mayor heterogeneidad brinda más oportunidades de coevolución, especialización y quizás mayores presiones de selección que conducen a la diferenciación poblacional. Sin embargo, esta hipótesis adolece de cierta circularidad: los ecosistemas con más especies fomentan la especiación, pero ¿cómo consiguieron más especies para empezar? Los trópicos han sido percibidos como más estables que las regiones templadas, las cuales presentan un clima pronunciado y una estacionalidad diurna pronunciada. Los trópicos tienen sus propias formas de estacionalidad, como la lluvia, pero generalmente se supone que son ambientes más estables y esta estabilidad podría promover la especiación.

    Independientemente de los mecanismos, sin duda es cierto que la biodiversidad es mayor en los trópicos. El número de especies endémicas es mayor en el trópico. Los trópicos también contienen más puntos críticos de biodiversidad. Al mismo tiempo, nuestro conocimiento de las especies que viven en los trópicos es más bajo y debido a la reciente y pesada actividad humana el potencial de pérdida de biodiversidad es mayor.

    Importancia de la biodiversidad

    La pérdida de biodiversidad eventualmente amenaza a otras especies, no impactamos directamente por su interconexión; a medida que las especies desaparecen de un ecosistema, otras especies se ven amenazadas por los cambios en los recursos disponibles. La biodiversidad es importante para la supervivencia y bienestar de las poblaciones humanas porque tiene impactos en nuestra salud y nuestra capacidad de alimentarnos a través de la agricultura y la recolección de poblaciones de animales salvajes.

    Salud Humana

    Muchos medicamentos se derivan de químicos naturales elaborados por un grupo diverso de organismos. Por ejemplo, muchas plantas producen compuestos secundarios de plantas, que son toxinas que se utilizan para proteger a la planta de los insectos y otros animales que los comen. Algunos de estos compuestos secundarios de plantas también funcionan como medicamentos humanos. Las sociedades contemporáneas que viven cerca de la tierra a menudo tienen un amplio conocimiento de los usos medicinales de las plantas que crecen en su área. Durante siglos en Europa, el conocimiento más antiguo sobre los usos médicos de las plantas se recopiló en libros de hierbas que identificaban las plantas y sus usos. Los humanos no son los únicos animales que utilizan plantas por razones medicinales. Los otros grandes simios, orangutanes, chimpancés, bonobos y gorilas se han observado automedicarse con plantas.

    La ciencia farmacéutica moderna también reconoce la importancia de estos compuestos vegetales. Ejemplos de medicamentos significativos derivados de compuestos vegetales incluyen aspirina, codeína, digoxina, atropina y vincristina (Figura\(\PageIndex{4}\)). Muchos medicamentos alguna vez se derivaron de extractos de plantas pero ahora se sintetizan. Se estima que, en un momento, el 25 por ciento de las drogas modernas contenían al menos un extracto de planta. Ese número probablemente ha disminuido a cerca del 10 por ciento ya que los ingredientes naturales de las plantas son reemplazados por versiones sintéticas de los compuestos vegetales. Los antibióticos, que son responsables de mejoras extraordinarias en la salud y la esperanza de vida en los países desarrollados, son compuestos derivados en gran parte de hongos y bacterias.

    La foto muestra flores de bígaro blancas y rosadas. Cada flor tiene cinco pétalos triangulares, con el extremo estrecho del pétalo reuniéndose en el centro de la flor. Pares de hojas cerosas ovaladas crecen perpendiculares entre sí en un tallo separado.
    Figura\(\PageIndex{4}\): Catharanthus roseus, el bígaro de Madagascar, posee diversas propiedades medicinales. Entre otros usos, es fuente de vincristina, fármaco que se utiliza en el tratamiento de linfomas. (crédito: Forest y Kim Starr)

    En los últimos años, los venenos y venenos de animales han excitado una intensa investigación por su potencial medicinal. Para 2007, la FDA había aprobado cinco medicamentos basados en toxinas animales para tratar enfermedades como la hipertensión, el dolor crónico y la diabetes. Otros cinco fármacos están siendo sometidos a ensayos clínicos y al menos seis fármacos están siendo utilizados en otros países. Otras toxinas investigadas provienen de mamíferos, serpientes, lagartos, diversos anfibios, peces, caracoles, pulpos y escorpiones.

    Además de representar miles de millones de dólares en ganancias, estos medicamentos mejoran la vida de las personas. Las compañías farmacéuticas están buscando activamente nuevos compuestos naturales que puedan funcionar como medicamentos. Se estima que un tercio de la investigación y desarrollo farmacéutico se gasta en compuestos naturales y que alrededor del 35 por ciento de los nuevos fármacos traídos al mercado entre 1981 y 2002 fueron de compuestos naturales.

    Por último, se ha argumentado que los humanos se benefician psicológicamente de vivir en un mundo biodiverso. El principal proponente de esta idea es el entomólogo E. O. Wilson. Argumenta que la historia evolutiva humana nos ha adaptado a vivir en un entorno natural y que los ambientes construidos generan tensiones que afectan la salud y el bienestar humanos. Existe una considerable investigación sobre los beneficios psicológicamente regenerativos de los paisajes naturales que sugieren que la hipótesis puede contener cierta verdad.

    Agropecuaria

    Desde el inicio de la agricultura humana hace más de 10 mil años, los grupos humanos han estado criando y seleccionando variedades de cultivos. Esta diversidad de cultivos coincidió con la diversidad cultural de poblaciones altamente subdivididas de humanos. Por ejemplo, las papas fueron domesticadas a partir de hace unos 7 mil años en los Andes centrales de Perú y Bolivia. La gente de esta región tradicionalmente vivía en asentamientos relativamente aislados separados por montañas. Las papas cultivadas en esa región pertenecen a siete especies y el número de variedades probable es de miles. Cada variedad ha sido criada para prosperar en elevaciones particulares y condiciones del suelo y clima. La diversidad es impulsada por las diversas demandas de los dramáticos cambios de elevación, el limitado movimiento de personas y las demandas creadas por la rotación de cultivos para diferentes variedades que funcionarán bien en diferentes campos.

    Las papas son sólo un ejemplo de diversidad agrícola. Cada planta, animal y hongo que ha sido cultivado por humanos ha sido criado a partir de especies ancestrales silvestres originales en diversas variedades derivadas de la demanda de valor alimentario, adaptación a las condiciones de crecimiento y resistencia a plagas. La papa demuestra un ejemplo bien conocido de los riesgos de la baja diversidad de cultivos: durante la trágica hambruna irlandesa de papa (1845—1852 d.C.), la variedad de papa individual cultivada en Irlanda se volvió susceptible a una plaga de papa, acabando con el cultivo. La pérdida de la cosecha provocó hambruna, muerte y emigración masiva. La resistencia a las enfermedades es un beneficio principal para mantener la biodiversidad de los cultivos y la falta de diversidad en las especies de cultivos contemporáneos conlleva riesgos similares. Las empresas de semillas, que son la fuente de la mayoría de las variedades de cultivos en los países desarrollados, deben criar continuamente nuevas variedades para mantenerse al día con los organismos de plagas en evolución. Estas mismas empresas semilleras, sin embargo, han participado en la disminución del número de variedades disponibles ya que se enfocan en vender menos variedades en más zonas del mundo reemplazando a las variedades locales tradicionales.

    La capacidad de crear nuevas variedades de cultivos se basa en la diversidad de variedades disponibles y la disponibilidad de formas silvestres relacionadas con la planta de cultivo. Estas formas silvestres suelen ser la fuente de nuevas variantes genéticas que pueden criarse con variedades existentes para crear variedades con nuevos atributos. La pérdida de especies silvestres relacionadas con un cultivo significará la pérdida de potencial en el mejoramiento del cultivo. Mantener la diversidad genética de especies silvestres relacionadas con especies domesticadas asegura nuestro suministro continuo de alimentos.

    Desde la década de 1920, los departamentos gubernamentales de agricultura han mantenido bancos de semillas de variedades de cultivos como una forma de mantener la diversidad de cultivos. Este sistema tiene fallas porque con el tiempo las variedades de semillas se pierden por accidentes y no hay forma de reemplazarlas. En 2008, la bóveda de semillas Svalbard Global, ubicada en la isla de Spitsbergen, Noruega, (Figura\(\PageIndex{5}\)) comenzó a almacenar semillas de todo el mundo como un sistema de respaldo a los bancos regionales de semillas. Si un banco regional de semillas almacena variedades en Svalbard, las pérdidas pueden ser reemplazadas por Svalbard en caso de que algo le suceda a las semillas regionales. La bóveda de semillas de Svalbard se encuentra profundamente en la roca de la isla ártica. Las condiciones dentro de la bóveda se mantienen a temperatura y humedad ideales para la supervivencia de las semillas, pero la ubicación subterránea profunda de la bóveda en el Ártico significa que la falla de los sistemas de la bóveda no comprometerá las condiciones climáticas dentro de la bóveda.

    CONEXIÓN ARTE

    La foto muestra una estructura alta con una puerta parecida a un búnker que desaparece en un banco de nieve.
    Figura\(\PageIndex{5}\): La bóveda global de semillas de Svalbard es una instalación de almacenamiento de semillas de diversos cultivos de la Tierra. (crédito: Mari Tefre, Svalbard Global Seed Bóveda)

    La bóveda de semillas de Svalbard se encuentra en la isla de Spitsbergen en Noruega, que tiene un clima ártico. ¿Por qué un clima ártico podría ser bueno para el almacenamiento de semillas?

    Si bien los cultivos están en gran parte bajo nuestro control, nuestra capacidad para cultivarlos depende de la biodiversidad de los ecosistemas en los que se cultivan. Esa biodiversidad crea las condiciones bajo las cuales los cultivos son capaces de crecer a través de lo que se conoce como servicios ecosistémicos, condiciones o procesos valiosos que son llevados a cabo por un ecosistema. Los cultivos no se cultivan, en su mayor parte, en ambientes construidos. Se cultivan en suelo. Aunque algunos suelos agrícolas se vuelven estériles usando controvertidos tratamientos con pesticidas, la mayoría contienen una gran diversidad de organismos que mantienen los ciclos de nutrientes, descomponiendo la materia orgánica en compuestos nutritivos que los cultivos necesitan para crecer. Estos organismos también mantienen la textura del suelo que afecta la dinámica del agua y del oxígeno en el suelo que son necesarias para el crecimiento de las plantas. Reemplazar el trabajo de estos organismos en la formación de suelo cultivable no es prácticamente posible. Este tipo de procesos se denominan servicios ecosistémicos. Ocurren dentro de los ecosistemas, como los ecosistemas del suelo, como resultado de las diversas actividades metabólicas de los organismos que allí viven, pero aportan beneficios a la producción humana de alimentos, la disponibilidad de agua potable y el aire respirable.

    Otros servicios ecosistémicos clave relacionados con la producción de alimentos son la polinización vegetal y el control de plagas de cultivos. Se estima que la polinización de las abejas melíferas dentro de Estados Unidos aporta mil 600 millones de dólares anuales; otros polinizadores aportan hasta 6.7 mil millones de dólares. Más de 150 cultivos en Estados Unidos requieren polinización para producir. Muchas poblaciones de abejas son manejadas por apicultores que alquilan los servicios de sus colmenas a los agricultores. Las poblaciones de abejas melíferas en América del Norte han estado sufriendo grandes pérdidas causadas por un síndrome conocido como trastorno de colapso de colonias, un nuevo fenómeno con una causa poco clara. Otros polinizadores incluyen una amplia gama de otras especies de abejas y varios insectos y aves. La pérdida de estas especies haría imposible el cultivo de cultivos que requieren polinización, aumentando la dependencia de otros cultivos.

    Por último, los humanos compiten por su alimento con plagas de cultivos, la mayoría de las cuales son insectos. Los pesticidas controlan a estos competidores, pero estos son costosos y pierden su efectividad con el tiempo a medida que las poblaciones de plagas se adaptan. También conducen a daños colaterales al matar especies que no son plagas, así como insectos beneficiosos como las abejas melíferas, y arriesgando la salud de los trabajadores agrícolas y consumidores. Además, estos pesticidas pueden migrar de los campos donde se aplican y dañar otros ecosistemas como arroyos, lagos e incluso el océano. Los ecologistas creen que la mayor parte del trabajo en la eliminación de plagas lo realizan en realidad depredadores y parásitos de esas plagas, pero el impacto no ha sido bien estudiado. Una revisión encontró que en 74 por ciento de los estudios que buscaron un efecto de la complejidad del paisaje (bosques y campos de barbecho cercanos a campos de cultivo) sobre los enemigos naturales de las plagas, cuanto mayor es la complejidad, mayor es el efecto de los organismos supresores de plagas. Otro estudio experimental encontró que la introducción de múltiples enemigos de los pulgones del guisante (una plaga importante de la alfalfa) incrementó significativamente el rendimiento de la alfalfa. Este estudio muestra que una diversidad de plagas es más efectiva en el control que una sola plaga. La pérdida de diversidad en enemigos de plagas inevitablemente hará que sea más difícil y costoso cultivar alimentos. La creciente población humana del mundo enfrenta desafíos significativos en el aumento de los costos y otras dificultades asociadas con la producción de alimentos.

    Fuentes de Alimentos Silvestres

    Además de cultivar y criar animales alimenticios, los humanos obtienen recursos alimenticios de poblaciones silvestres, principalmente poblaciones de peces silvestres. Para alrededor de mil millones de personas, los recursos acuáticos proporcionan la principal fuente de proteína animal. Pero desde 1990, la producción de la pesca mundial ha disminuido. A pesar del considerable esfuerzo, pocas pesquerías en la Tierra son manejadas sustentabilidad.

    Las extinciones pesqueras rara vez conducen a la extinción completa de las especies cosechadas, sino más bien a una reestructuración radical del ecosistema marino en el que una especie dominante es tan sobre-cosechada que se convierte en un jugador menor, ecológicamente. Además de que los humanos pierden la fuente de alimento, estas alteraciones afectan a muchas otras especies de formas difíciles o imposibles de predecir. El colapso de las pesquerías tiene efectos dramáticos y duraderos en las poblaciones humanas locales que trabajan en la pesquería. Además, la pérdida de una fuente de proteína económica para poblaciones que no pueden permitirse el lujo de reemplazarla aumentará el costo de vida y limitará a las sociedades de otras maneras. En general, los peces tomados de las pesquerías se han desplazado a especies más pequeñas y las especies más grandes están sobrepescadas. El resultado final podría ser claramente la pérdida de los sistemas acuáticos como fuentes de alimento.

    Resumen

    La biodiversidad existe en múltiples niveles de organización, y se mide de diferentes maneras dependiendo de los objetivos de quienes toman las medidas. Estos incluyen números de especies, diversidad genética, diversidad química y diversidad de ecosistemas. El número de especies descritas se estima en 1.5 millones con alrededor de 17,000 especies nuevas que se describen cada año. Las estimaciones para el número total de especies eucariotas en la Tierra varían pero son del orden de 10 millones. La biodiversidad se correlaciona negativamente con la latitud para la mayoría de los taxones, lo que significa que la biodiversidad es mayor en los trópicos. El mecanismo para este patrón no se conoce con certeza, pero se han avanzado varias hipótesis plausibles.

    Los humanos usan muchos compuestos que fueron descubiertos por primera vez o derivados de organismos vivos como medicamentos: compuestos vegetales secundarios, toxinas animales y antibióticos producidos por bacterias y hongos. Se espera que se descubran más medicamentos en la naturaleza. La pérdida de biodiversidad afectará el número de productos farmacéuticos disponibles para los humanos. La biodiversidad puede proporcionar importantes beneficios psicológicos a los humanos.

    La diversidad de cultivos es un requisito para la seguridad alimentaria, y se está perdiendo. La pérdida de parientes silvestres en los cultivos también amenaza la capacidad de los obtentores para crear nuevas variedades. Los ecosistemas brindan servicios ecosistémicos que apoyan la agricultura humana: polinización, ciclo de nutrientes, control de plagas y desarrollo y mantenimiento del suelo. La pérdida de biodiversidad amenaza estos servicios ecosistémicos y corre el riesgo de hacer más cara o imposible la producción de alimentos Las fuentes de alimentos silvestres son principalmente acuáticas, pero pocas se están manejando para la sustentabilidad. La capacidad de las pesquerías para proporcionar proteínas a las poblaciones humanas se ve amenazada cuando ocurre la extinción.

    Conexiones de arte

    Figura\(\PageIndex{5}\): La bóveda de semillas de Svalbard se encuentra en la isla de Spitsbergen en Noruega, la cual tiene un clima ártico. ¿Por qué un clima ártico podría ser bueno para el almacenamiento de semillas?

    Contestar

    El suelo está permanentemente congelado por lo que las semillas se mantendrán, aunque falle la electricidad.

    Notas al pie

    1. 1 Instituto Internacional de Exploración de Especies (IISE), 2011 Estado de las Especies Observadas (SOS). Tempe, AZ: IISE, 2011. Consultado el 20 de mayo de 2012. especies.asu.edu/Sos.

    Glosario

    biodiversidad
    la variedad de un sistema biológico, típicamente concebido como el número de especies, pero que también se aplica a genes, bioquímica y ecosistemas
    diversidad química
    la variedad de compuestos metabólicos en un ecosistema
    diversidad de ecosistemas
    la variedad de ecosistemas
    especies endémicas
    una especie nativa de un solo lugar
    extinción
    la desaparición de una especie de la Tierra; la extinción local es la desaparición de una especie de una región
    diversidad genética
    la variedad de genes y alelos en una especie u otro grupo taxonómico o ecosistema; el término puede referirse a diversidad alélica o diversidad genómica
    heterogeneidad del hábitat
    el número de nichos ecológicos
    compuesto de planta secundaria
    un compuesto producido como subproducto de los procesos metabólicos de la planta que es típicamente tóxico, pero que es secuestrado por la planta para defenderse de los herbívoros

    Colaboradores y Atribuciones


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