21.2: Amenazas a la Biodiversidad
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- Nombrar, definir y proporcionar ejemplos de las cinco principales amenazas a la biodiversidad.
- Dar ejemplos de los éxitos y fracasos del control biológico en la regulación de especies invasoras.
La pérdida de biodiversidad se refiere a la reducción de la biodiversidad por desplazamiento o extinción de especies. Según un reporte de Naciones Unidas de 2019, 1 millón de especies en riesgo de extinción. Considerando que se estima que hay 8-11 millones de especies en total, eso significa que hasta 12.5% de las especies podrían extinguirse, y muchas de ellas dentro de nuestras vidas. Esto tendrá efectos dramáticos en el bienestar humano a través de la pérdida de servicios ecosistémicos.
La principal amenaza para la biodiversidad en el planeta es la combinación del crecimiento de la población humana y los recursos utilizados por esa población. El tamaño de la población mundial es de 7.8 mil millones a agosto de 2020. El tamaño de la población sigue aumentando, aunque la tasa de crecimiento poblacional está disminuyendo. Algunos argumentan que los humanos ya han superado nuestra capacidad de carga, lo que significa que el medio ambiente no puede sostener nuestro gran tamaño de población indefinidamente.
La población humana requiere recursos para sobrevivir y crecer, y muchos de esos recursos están siendo retirados del medio ambiente de manera insostenible. Las cinco principales amenazas a la biodiversidad son la pérdida de hábitat, la contaminación, la sobreexplotación, las especies invasoras y el cambio climático. El aumento de la movilidad y el comercio han dado lugar a especies invasoras, mientras que las otras amenazas son resultados directos del crecimiento de la población humana y del
Pérdida de hábitat
La pérdida de hábitat incluye destrucción de hábitat y fragmentación del hábitat. La destrucción del hábitat ocurre cuando se altera el ambiente físico requerido por una especie para que la especie ya no pueda vivir allí. La destrucción humana de hábitats se aceleró en la segunda mitad del siglo XX. Por ejemplo, la mitad de los bosques de Sumatra, un punto de acceso de biodiversidad, ya no está. La vecina isla de Borneo ha perdido una superficie similar de bosque, y la pérdida de bosques continúa en áreas protegidas de Borneo. Los bosques se retiran para la madera y para plantar plantaciones de aceite de palma (Figura\(\PageIndex{1}\)). El aceite de palma se utiliza en muchos productos, incluyendo productos alimenticios, cosméticos y biodiesel en Europa. Según Global Forest Watch, 9.7% de la cubierta arbórea se perdió globalmente de 2002 a 2019, y 9% de eso ocurrió en Indonesia y Malasia (donde se encuentran Sumatra y Borneo). La figura\(\PageIndex{2}\) muestra el cambio promedio anual en la superficie forestal en todo el mundo de 1990 a 2015.
La fragmentación del hábitat ocurre y el espacio vital de una especie se divide en parches discontinuos. Por ejemplo, una carretera de montaña podría dividir un hábitat forestal en parches separados. Los corredores de vida silvestre mitigan el daño de la fragmentación del hábitat conectando parches con hábitat adecuado (Figura\(\PageIndex{2}\)).
Sobreexplotación
La sobreexplotación (sobreexplotación) implica la caza, la pesca o la recolección de organismos a un ritmo más rápido de lo que pueden reponerse. Si bien la sobrepesca y la caza furtiva son ejemplos comunes de sobreexplotación, algunos hongos y especies de plantas de crecimiento lento también están sobreexplotadas. Por ejemplo, las existencias de ginseng silvestre, que se valora por sus beneficios para la salud, están disminuyendo. El cactus peyote, que causa alucinaciones y se usa en ceremonias sagradas, también está disminuyendo. Yarsagumba, larvas de polilla muertas que fueron infectadas por parásitos fúngicos (hongo oruga, Ophiocordyceps sinensis), está sobreexplotada debido a que es muy valorada en la medicina tradicional y utilizada como afrodisíaco (Figura\(\PageIndex{3}\)).
Contaminación
La contaminación ocurre cuando se liberan químicos, partículas u otros materiales al ambiente, dañando los organismos allí. La contaminación ha contribuido a la disminución de muchas especies amenazadas. Por ejemplo, un estudio realizado en 2007 por Kingsford y sus colegas encontró que la contaminación era una presión importante sobre el 30% de las especies amenazadas en Australia y las regiones circundantes.
Las centrales eléctricas, las fábricas y los vehículos son fuentes comunes de contaminación del aire. En algunos casos, los contaminantes son directamente tóxicos (por ejemplo, plomo), pero en otros casos los contaminantes causan indirectamente daños ecológicos cuando están presentes en cantidades antinaturalmente grandes (por ejemplo, emisiones de dióxido de carbono que conducen al cambio climático). Los contaminantes del aire no solo pueden dañar directamente a los animales al causar problemas respiratorios y cáncer, así como dañar la vegetación, sino que algunos interactúan con la atmósfera para formar deposición ácida (comúnmente llamada lluvia ácida). Deposición ácida que altera los ecosistemas acuáticos, así como las comunidades del suelo y el crecimiento de las plantas.
Metales pesados, plásticos, pesticidas, herbicidas, fertilizantes y sedimentos son ejemplos de contaminación del agua. Los metales pesados (incluyendo cobre, plomo, mercurio y zinc) pueden filtrarse en el suelo y el agua de las minas. Los nutrientes, como el nitrato y los fosfatos, son saludables en los cuerpos de agua hasta cierto punto, pero cuando la contaminación por fertilizantes agrega demasiados de estos nutrientes a la vez, pueden resultar floraciones de algas. Esto tiene efectos en cascada que en última instancia pueden sombrear y matar plantas acuáticas y agotar el oxígeno que necesitan los peces y otros animales (eutrofización, Figura\(\PageIndex{4}\)). Un problema particularmente concerniente a la contaminación del agua son los microcontaminantes. Por ejemplo, algunos residuos químicos afectan el crecimiento, causan defectos congénitos y tienen otros efectos tóxicos en humanos y otros organismos incluso a concentraciones muy bajas.
Especies invasoras
Las especies invasoras son organismos no nativos que, cuando se introducen en un área fuera de su área de distribución nativa, perturban la comunidad que invaden. No nativo (exótico) se refiere a especies que ocurren fuera de su distribución histórica. Las especies invasoras han sido introducidas intencional o involuntariamente por los humanos en un ecosistema en el que no evolucionaron. El transporte humano de personas y mercancías, incluido el transporte intencional de organismos para el comercio, ha incrementado drásticamente la introducción de especies en nuevos ecosistemas. Estas nuevas introducciones a veces se encuentran a distancias que están mucho más allá de la capacidad de la especie para viajar por sí misma y fuera del alcance de los depredadores naturales de la especie. Las especies invasoras pueden causar daños ecológicos y económicos.
Plantas invasoras como la lisimaquia púrpura (Lythrum salicaria) y el kudzu (Pueraria montana) amenazan a las plantas nativas a través de la competencia por los recursos, y alteraron drásticamente los ecosistemas que invadieron (Figura\(\PageIndex{5}\)). Dañan indirectamente a los animales que dependen de plantas nativas para ser productores primarios y proporcionar hábitat. Algunas plantas invasoras, como el iris de bandera amarilla (Iris pseudacorus) son tóxicas, envenenando directamente al ganado y a la vida silvestre que las comen. Los toldos que sobresalen del pasto trampa (Bromus tectorum) durante la dispersión de semillas irritan y lesionan al ganado (Figura\(\PageIndex{6}\)). Los insectos invasores y fitopatógenos dañan cultivos y especies nativas. El barrenador esmeralda del fresno (Agrilus planipennis) ha matado millones de fresnos en el este y medio oeste de Estados Unidos y Canadá. En diferenciales a través del movimiento de leña y otros productos de madera. Xylella fastidiosa fastidiosa es una bacteria invasora originaria de Centroamérica que causa varias enfermedades incluyendo la enfermedad de Pierce de la uva en California y el sureste de Estados Unidos (Figura\(\PageIndex{7}\)). Se propaga a través de un insecto invasor, el tirador de alas vítreas (Figura\(\PageIndex{7}\)).
Una razón por la que las especies invasoras proliferan dramáticamente fuera de su área de distribución nativa es debido a la liberación de depredadores Esto significa que los parásitos, depredadores o herbívoros que suelen regular sus poblaciones no están presentes, lo que les permite superar o diezmar especies nativas, que aún están reguladas. Con base en este principio, los organismos que regulan las poblaciones de especies invasoras han sido introducidos en las áreas recién colonizadas en algunos casos. La liberación de organismos (o virus) para limitar el tamaño de la población se denomina control biológico. Como se describe en los ejemplos a continuación, el control biológico de especies invasoras ha tenido un éxito variable, exacerbando el problema en algunos casos y resolviéndolo en otros.
Introducido en Australia, este cactus pronto se extendió por millones de hectáreas de tierras extendidas expulsando plantas forrajeras. En 1924, la polilla del cactus, Cactoblastis cactorum, se introdujo (desde Argentina) en Australia. Las orugas de la polilla son voraces alimentadoras sobre nopal, y en pocos años, las orugas habían recuperado la tierra de distribución sin dañar a una sola especie nativa. Sin embargo, su introducción en el Caribe en 1957 no produjo resultados tan felices. Para 1989, la polilla del cactus había llegado a Florida, y ahora amenaza allí a cinco especies de cactus nativos.
En 1946 se introdujeron dos especies de escarabajos Chrysolina en California para controlar la maleza Klamath (St. Johnswort, Hypericum perforatum) que estaba arruinando millones de acres de tierras de distribución en California y el noroeste del Pacífico. Antes de su liberación, los escarabajos fueron cuidadosamente probados para cerciorarse de que no recurrirían a plantas valiosas una vez que hubieran comido toda la maleza Klamath que pudieran encontrar. Los escarabajos tuvieron éxito maravillosamente, restaurando alrededor del 99% de las tierras de cordillera en peligro de extinción y ganándoles una placa conmemorativa en el Edificio del Centro Agrícola en Eureka, California
Para resumir las lecciones aprendidas de los éxitos y fracasos del control biológico, solo se deben elegir candidatos que tengan una preferencia de objetivo muy estrecha (comer solo un rango de hospedadores muy limitado). Cada candidato debe ser probado cuidadosamente para asegurarse de que una vez que haya limpiado el objetivo previsto, no recurra a especies deseables. Los controles biológicos no deben ser utilizados contra especies nativas. Finalmente, se debe evitar la introducción de especies no nativas en el ambiente, ya que ellas mismas podrían ser invasivas.
Cambio Climático
El cambio climático global también es consecuencia de las necesidades de energía de la población humana y del uso de combustibles fósiles para satisfacer esas necesidades. Esencialmente, la quema de combustibles fósiles, incluso como petróleo, gas natural y carbón, aumenta las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera (consulte Ciclos de nutrientes para obtener detalles sobre el ciclo del carbono). El dióxido de carbono, metano y otros gases de efecto invernadero atrapan la energía térmica del sol, lo que resulta no solo en un aumento promedio de la temperatura global sino también en patrones cambiantes de precipitación y aumento de la frecuencia y severidad de eventos climáticos extremos, como huracanes (Figura\(\PageIndex{8}\)). Los científicos coinciden abrumadoramente en que la tendencia actual de calentamiento es causada por los humanos.
El cambio climático es reconocido como una gran amenaza de extinción, particularmente cuando se combina con otras amenazas como la pérdida de hábitat. Los científicos no están de acuerdo sobre la magnitud probable de los efectos, con estimaciones de la tasa de extinción que oscilan entre el 15 por ciento y el 40 por ciento de las especies comprometidas a Al alterar los climas regionales, hace que los hábitats sean menos hospitalarios para las especies que viven en ellos. Si bien el aumento de los niveles de dióxido de carbono puede ayudar a las plantas a realizar la fotosíntesis de manera más eficiente, se ven amenazadas por las duras temperaturas y Adicionalmente, con condiciones más cálidas, la humedad del derretimiento de la nieve llega a principios de temporada, alargando la temporada de incendios.
La tendencia al calentamiento desplazará los climas más fríos hacia los polos norte y sur. Los gradientes climáticos también subirán montañas, eventualmente apiñando especies a mayor altitud y eliminando el hábitat de aquellas especies adaptadas a las elevaciones más altas. Algunos climas desaparecerán por completo. En respuesta a las condiciones cambiantes, también se han observado cambios de rango en plantas, mariposas, otros insectos, peces de agua dulce, reptiles, anfibios y mamíferos. Debido a que las plantas individuales no pueden moverse físicamente a regiones más frías, los cambios de rango de plantas son el resultado de la dispersión Las semillas a menudo se dispersan en todas direcciones lejos de una planta madre, pero sobreviven la mayor parte de las plántulas que se establecen en lugares del norte o elevaciones más altas, lo que resulta en un desplazamiento gradual hacia los polos o montañas arriba (Figura\(\PageIndex{9}\)). Sin embargo, las especies que no pueden adaptarse a nuevas condiciones o cambiar sus rangos lo suficientemente rápido se enfrentan a la extinción.
Los cambios climáticos también eliminan las delicadas adaptaciones de tiempo que tienen las especies a los recursos alimentarios estacionales y los tiempos de reproducción. Los científicos ya han documentado muchos desajustes contemporáneos con los cambios en la disponibilidad de recursos y el tiempo. Por ejemplo, los insectos polinizadores suelen emerger en la primavera en función de las señales de temperatura. En contraste, muchas especies de plantas florecen basadas en señales de longitud del día. Con temperaturas más cálidas ocurriendo a principios de año, pero la duración del día sigue siendo la misma, los polinizadores se adelantan al pico de floración. Como resultado, hay menos alimento (néctar y polen) disponible para los insectos y menos oportunidades para que las plantas tengan su polen disperso.
Los niveles oceánicos aumentan en respuesta al cambio climático debido al agua de deshielo de los glaciares y al mayor volumen ocupado por las aguas más cálidas. Las costas se inundarán, reduciendo el tamaño de las islas, lo que tendrá un efecto en algunas especies, y varias islas desaparecerán por completo. Adicionalmente, se alterará el derretimiento gradual y posterior recongelación de los polos, glaciares y montañas de mayor elevación, un ciclo que ha proporcionado agua dulce a los ambientes durante siglos. Esto podría resultar en una sobreabundancia de agua salada y escasez de agua dulce.
Finalmente, el aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera reacciona con el agua del océano para formar ácido carbónico, un fenómeno llamado acidificación oceánica. En combinación con temperaturas más cálidas, la acidificación del océano es responsable del blanqueamiento de los corales, proceso por el cual los corales expulsan las algas que típicamente realizan la fotosíntesis dentro de los corales. La acidificación del océano también puede disolver los esqueletos de carbonato de calcio formados por el coral. En general, el cambio climático juega un papel importante en la pérdida de casi un tercio de los arrecifes de coral.
Los impactos del cambio climático también se extienden a los humanos. Las temperaturas más cálidas afectarán el rendimiento agrícola. De hecho, un estudio de 2017 de Zhao et al. encontró que por cada aumento de grado Celsius en la temperatura global promedio, se espera que los rendimientos de trigo disminuyan 6%, los rendimientos de arroz en 3.2% y el maíz en 7.4%. Adicionalmente, el aumento del nivel del mar y los eventos climáticos extremos dañan la propiedad y obligan a las personas La salud humana se ve directamente afectada por enfermedades relacionadas con el calor y una gama cada vez mayor de enfermedades tropicales.
Referencias
Vigilancia Forestal Mundial. 2020. Instituto de Recursos Mundiales. Accedido 2020-07-29.
Kingsford RT, Watson JEM, Lundquist CJ, Venter O, Hughes L, Johnston EL, Atherton J, Gawel M, Keith DA, Mackey BG, Morley C, Possingham HP, Raynor B, Recher HF, Wilson KA. Principales temas de política de conservación para la biodiversidad en Oceanía. Biología de la Conservación 2009; 23 (4) :834—40.
Monleon VJ y Lintz HE. 2015. Evidencia de cambios de rango de especies arbóreas en un paisaje complejo. PLoS ONE 10 (1): e0118069, DOI.
Informe de la ONU: La peligrosa disminución de la naturaleza 'sin precedentes'; las tasas de extinción de especies se 'aceleran'. Naciones Unidas. Accedido 2020-08-01.
Zhao, Chuang, et al. 2017. El aumento de temperatura reduce los rendimientos globales de los principales cultivos en cuatro estimaciones independientes. PNAS, DOI.
Atribuciones
Comisariada y autoría de Melissa Ha utilizando las siguientes fuentes:
- 4.4 Ecología Comunitaria, 5.3 Importancia de la Biodiversidad, 5.4 Amenazas a la Biodiversidad y 10.4 Cambio Climático Global desde la Biología Ambiental por Matthew R. Fisher (CC-BY)
- 47.1 La Crisis de la Biodiversidad y 47.3 Amenazas a la Biodiversidad desde la Biología 2e por OpenStax (licenciado CC-BY). Accede gratis en openstax.org.
- 19 Efectos de primer orden[1] y 25 números y opiniones[2] de AP Environmental Science por University of California College Prep, Universidad de California (CC-BY). Descárgala gratis en CNX.
- 17.4A Simbiosis y 17.4C Control Biológico y Simbiosis de la Biología por John W. Kimball (CC-BY)
- Biodiversidad 2011- Contaminación y Biodiversidad 2016- Contaminación del Estado del Medio Ambiente de Australia por Commonwealth of Australia (CC-BY)