3.1: Diversidad de especies

En general, el primer paso para responder a la necesidad de conservación de una especie o población es conocer su identidad. Por ello, uno de los tres objetivos principales de la biología de la conservación es documentar toda la vida en la Tierra o, en lenguaje sencillo, dar nombre a cada especie. La tarea de dar a cada especie un nombre (formal) recae en científicos especializados conocidos como taxonomistas. Los taxonomistas (y las personas que los asisten) exploran la naturaleza, recolectan especímenes de plantas, animales y otros organismos, describen o nombran esos especímenes y almacenan los especímenes en colecciones permanentes, como museos de historia natural y herbarios (actualmente hay más de 6,500 museos de historia natural en el mundo) . Estas colecciones permanentes, llamadas afeccionalmente “Bibliotecas de la Vida”, proporcionan el material y las ubicaciones que los taxonomistas utilizan para describir especies y desarrollar sistemas de clasificación de biodiversidad.

Cuando se describe formalmente una especie, se le da un nombre único en dos partes, conocido como nombre binomial. Por ejemplo, el nombre binomial para el león es Panthera leo. La primera parte del nombre, Panthera, identifica el epíteto genérico (o simplemente género); en este caso, las panteras o grandes felinos. La segunda parte del nombre, leo, identifica un subconjunto dentro del género conocido como el epíteto específico (o simplemente especie); en este caso, el león. Este sistema binomial identifica a un león como especie propia y lo conecta con otras especies estrechamente relacionadas: los leopardos de África y Asia (P. pardus, VU); el leopardo de las nieves de Asia (P. uncia, VU); los tigres de Asia (P. tigris, EN) y los jaguares de América del Sur (P. onca, NT) (Figura 3.2).

Figura 3.2 Los grandes gatos depredadores del mundo: (A) tigre, (B) leopardo lento, (C) leopardo, (D) jaguar y (E) león. Al observar sus nombres binomiales se puede ver inmediatamente que las cinco especies están estrechamente relacionadas. CC POR 4.0.

Los nombres binomiales de especies, así como las relaciones taxonómicas entre diferentes especies, forman la columna vertebral de las bases de datos taxonómicas, compiladas y organizadas por proyectos informáticos de biodiversidad. Algunos proyectos informáticos de biodiversidad se centran en un grupo de especies, mientras que otros se centran en ciertas regiones. Por ejemplo, todas las especies marinas conocidas figuran en el Registro Mundial de Especies Marinas (http://www.marinespecies.org), mientras que el Catálogo de Abejas Afrotropicales (https://doi.org/10.15468/u9ezbh) recopila información de solo abejas africanas. En algunos casos, múltiples proyectos, cada uno usando diferentes suposiciones para adaptarse mejor a diferentes grupos de usuarios, pueden catalogar el mismo grupo de especies. Por ejemplo, los hongos del mundo, están listados tanto en Index Fungorum (http://www.indexfungorum.org) como MycoBank (http://www.mycobank.org), mientras que los nombres de las aves están indexados por al menos siete proyectos diferentes, cada uno un poco diferente del otro. Incluso hay algunos proyectos informáticos de biodiversidad que intentan catalogar toda la vida en la Tierra; ejemplos incluyen Catalogue of Life (http://www.catalogueoflife.org), Encyclopaedia of Life (http://eol.org) y Wikispecies (https://species.wikimedia.org).

¿Qué es una especie?

Hay tres reglas generales que los taxonomistas utilizan para describir una especie:

• Definición morfológica de especies: Individuos que son distintos de otros grupos en su morfología, fisiología o bioquímica.
• Definición biológica de especies: Individuos que se reproducen (o podrían reproducirse) entre sí en la naturaleza, pero que no se reproducen con miembros de otros grupos.
• Definición evolutiva de una especie: Individuos que comparten un pasado evolutivo común, generalmente indicado por similitudes genéticas.

En la práctica, los biólogos de conservación generalmente se basan en la definición morfológica para identificar especies. La capacidad de reconocer diferencias físicas o morfológicas entre organismos es útil incluso cuando se desconoce la identidad real de los especímenes. En tales casos, los biólogos de campo pueden referirse a las especies desconocidas como morfoespecies (Figura 3.3), al menos hasta que un experto identifique a los individuos desconocidos o un taxonomista les dé un nombre científico oficial. En contraste, la definición biológica de especie se basa en información que es difícil de obtener y, por lo tanto, no fácilmente disponible. La definición biológica tampoco reconoce la especiación reciente, lo que puede provocar que especies estrechamente relacionadas pero distintas se crucen. Del mismo modo, generalmente no es práctico para los trabajadores de campo medir las diferencias en las secuencias genéticas para distinguir una especie de otra porque estos procedimientos requieren actualmente equipos de laboratorio costosos e inamovibles.

Los taxonomistas pueden utilizar información morfológica, biológica y genética para identificar especies.

Figura 3.3 Hoja de campo que muestra la aplicación del concepto de morfoespecie durante estudios de escarabajos de estiércol en Sudáfrica. Los especímenes no identificados (y potencialmente identificados erróneamente) se anotan con una variedad de descriptores (resaltados) y se recolectan para su identificación en una etapa posterior. Fotografía de Lesley Starke, CC BY 4.0.

A pesar de las dificultades prácticas de aplicar las definiciones biológicas y evolutivas en el campo, ambas proporcionan importantes pautas para los esfuerzos de conservación. La definición de especies biológicas permite comprender mejor la biogeografía de especies y los mecanismos que impiden que dos especies estrechamente relacionadas se crucen. La definición de especie evolutiva a su vez nos permite comprender mejor cómo y por qué la composición genética de las poblaciones cambia con el tiempo, a través de procesos como mutaciones aleatorias, selección natural, emigración e inmigración. Por lo tanto, es importante que los biólogos de la conservación reconozcan la importancia de mantener estos procesos dinámicos en la protección de los sistemas naturales, y en la medida de lo posible, incluirlos en su trabajo de campo (Recuadro 3.1).

Recuadro 3.1 Encontrar una Aguja en un Pajar: Monitoreo de Especies Usando eDNA

Tammy Robinson y Clova Mabin

Centro de Biología de Invasión, Universidad Stellenbosch,

Stellenbosch, Sudáfrica.

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Tratar de encontrar especies amenazadas en los sistemas acuáticos puede ser como tratar de encontrar una aguja en un pajar. Tradicionalmente, los investigadores han salido con redes, baldes e incluso snorkel y equipo de buceo para buscar minuciosamente especies amenazadas en ecosistemas, que van desde arroyos hasta arrecifes de coral. Si bien la búsqueda en un sistema pequeño, como un estanque, puede no parecer demasiado difícil, puede ser un verdadero desafío encontrar organismos diminutos y discretos en y entre el barro, las piedras y las plantas, especialmente cuando están haciendo todo lo posible para permanecer ocultos. Las cosas se ponen aún más complicadas al peinar grandes ecosistemas como lagos o bahías. Estas dificultades dificultan el monitoreo confiable del estado o distribución de las especies acuáticas amenazadas.

Sin embargo, los científicos han desarrollado recientemente una nueva herramienta de búsqueda llamada ADN ambiental, (eDNA en definitiva), donde los investigadores recolectan y buscan muestras de agua para el ADN de las especies que les interesan. La técnica de eDNA fue desarrollada por primera vez por un biólogo que intentaba detectar organismos en sedimentos (Willerslev et al., 2003) pero ahora está siendo utilizada por conservacionistas que trabajan en todo tipo de ecosistemas acuáticos. Los organismos liberan continuamente pequeñas cantidades de ADN en el agua al desprenderse de la piel u otras células y liberar desechos corporales. Este ADN luego se mezcla en el ambiente circundante, permitiendo que esos organismos sean detectados a través de análisis genéticos sin muestrearlos directamente.

Los investigadores han estado probando cuán útil es el eDNA para encontrar especies amenazadas en estanques y arroyos (Thomsen et al., 2012). Detectaron el eDNA de peces, camarones, libélulas y anfibios en la mayoría de los estanques donde se sabía que se presentaban las especies y no encontraron rastro del eDNA de estas especies donde estaban ausentes. El desarrollo más emocionante fue su capacidad para detectar evidencias de eDNA de especies amenazadas en lugares donde habían ocurrido anteriormente pero no se registraron recientemente por métodos de búsqueda tradicionales. Las observaciones y experimentos de campo también mostraron que el eDNA puede persistir hasta por dos semanas en agua dulce, y que las concentraciones pueden corresponder al tamaño de la población; esto sugiere que los científicos pueden monitorear la abundancia de especies acuáticas raras con un alto grado de precisión utilizando este enfoque. Por ejemplo, en el lago Victoria se podrían buscar especies raras de peces cíclidos que aún pueden estar presentes en números bajos a pesar de que los investigadores no las han visto desde hace varios años.

La tecnología de eDNA también es muy prometedora para el manejo de especies acuáticas invasoras, si pudieran ser detectadas como recién llegadas antes de que su número crezca lo suficiente como para ser detectadas por métodos convencionales (Takahara et al., 2013). La detección temprana dará ventaja a los administradores de la conservación y les permitirá reaccionar rápidamente ante las invasiones y aumentar sus posibilidades de prevenir el daño ambiental asociado a las especies invasoras. En un giro local a la historia, el trabajo en curso en Sudáfrica está aplicando el eDNA como una herramienta para medir el éxito de los esfuerzos de manejo dirigidos a eliminar el cangrejo marino invasor de costa europeo (Carcinus maenas) (Figura 3.A) que podría superar o amenazar a las especies marinas nativas africanas. Se espera que el eDNA pueda rastrear la disminución en el número de cangrejos a medida que se retira la especie y luego se use para monitorear cualquier nueva llegada en caso de que los cangrejos vuelvan a invadir.

Figura 3.A Investigadores en Sudáfrica han estado utilizando eDNA para monitorear el éxito de un programa de control dirigido a cangrejos de costa europeos invasores. Fotografía de Clova Mabin, CC BY 4.0.

Este nuevo y emocionante enfoque en la detección de especies se está desarrollando rápidamente y mejorando nuestra eficiencia en el monitoreo de especies amenazadas e invasoras. Esto hace que el proceso sea menos parecido a buscar una aguja en un pajar, y más como encontrar los millones de agujas justo debajo de tu nariz.