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9.4: Patrones de Biodiversidad

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    La biodiversidad no se distribuye uniformemente en el planeta. Por ejemplo, el lago Victoria en África (figura\(\PageIndex{a}\)) contenía casi 500 especies de una familia de peces llamados cíclidos antes de que la introducción de la perca invasora del Nilo en las décadas de 1980 y 1990 provocara una extinción masiva. (Tenga en cuenta que este número no incluye especies de otras familias de peces.) El lago Huron, el segundo más grande de los Grandes Lagos de América del Norte, 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.

    La imagen de satélite muestra un gran lago azul rodeado de tierra verde.
    Figura\(\PageIndex{a}\): El lago Victoria en África, mostrado en esta imagen de satélite, fue el sitio de uno de los hallazgos evolutivos más extraordinarios del planeta, así como una víctima de devastadora pérdida de biodiversidad. (crédito: modificación de obra de Rishabh Tatiraju, utilizando el software NASA World Wind)

    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 subcampos principales 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.

    Los trópicos tienen alta biodiversidad

    Uno de los patrones más antiguos observados en ecología es que la biodiversidad suele aumentar a medida que disminuye la latitud. En otras palabras, la mayor riqueza de especies ocurre cerca del ecuador y la menor riqueza ocurre cerca de los polos (figura\(\PageIndex{b}\)).

    El número de especies de anfibios en diferentes áreas en un mapa mundial. Generalmente, se encuentran más especies de anfibios en climas más cálidos y húmedos.
    Figura\(\PageIndex{b}\): 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. 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.

    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, el proceso evolutivo de creación de nuevas especies. Otra posible explicación es la mayor energía que reciben los trópicos del sol, 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 complejidad del hábitat, proporcionando así nichos más ecológicos (ver capítulo Comunidades). Por último, los trópicos han sido percibidos como más estables que las regiones templadas, las cuales presentan un clima pronunciado y una estacionalidad diurna pronunciada. La estabilidad de los ecosistemas tropicales podría promover la especiación. Independientemente de los mecanismos, sin duda es cierto que la biodiversidad es mayor en los trópicos. También hay un alto número de especies endémicas.

    Hotspots de biodiversidad

    En 1988, el ambientalista británico Norman Myers desarrolló un concepto de conservación para identificar áreas geográficas ricas en especies y con riesgo significativo de pérdida de especies: los puntos críticos de biodiversidad. Los criterios originales para un hotspot incluyeron la presencia de 1500 o más especies de plantas endémicas y 70 por ciento del área perturbada por la actividad humana. Las especies endémicas se encuentran en un solo lugar. Por ejemplo, todas las especies de cíclidos que se encuentran en el lago Victoria solo ocurrieron allí. El arrendajo azul es endémico de América del Norte, mientras que la salamandra Barton Springs es endémica de la desembocadura de un manantial en Austin, Texas. Las especies endémicas con distribuciones muy restringidas, como la salamandra Barton Springs, son particularmente vulnerables a la extinción. Si una población de una especie extendida disminuye en una región, los individuos de otra región pueden recolonizar la primera ubicación, pero esto no es posible para especies endémicas. Las especies endémicas son particularmente comunes en regiones aisladas, como cimas de montañas o islas. El endemismo es especialmente probable en islas que son grandes y alejadas del continente. La identificación de puntos críticos de biodiversidad ayuda con los esfuerzos de conservación, una especie de triaje de conservación. Al proteger los puntos calientes, los gobiernos son capaces de proteger a un mayor número de especies. Actualmente hay 34 puntos calientes de biodiversidad (figura\(\PageIndex{c}\)) que contienen un gran número de especies endémicas, que incluyen la mitad de las plantas endémicas de la Tierra.

    Los puntos críticos de biodiversidad se indican en un mapa mundial. La mayoría de los hotspots ocurren en regiones costeras y en islas.
    Figura\(\PageIndex{c}\): Conservación Internacional ha identificado 34 puntos críticos de biodiversidad, que cubren sólo 2.3 por ciento de la superficie de la Tierra pero tienen endémicos para ellos 42 por ciento de las especies de vertebrados terrestres y 50 por ciento de las plantas del mundo. Los puntos calientes están sombreados en rojo, morado, amarillo o naranja. Los ejemplos incluyen la Provincia Florística de California, los Andes Tropicales, el Mediterráneo Básico, la Provincia Florística del Cabo y la Polinesia-Micronesia.

    Hotspots de biodiversidad en Sudáfrica

    Una rica diversidad de especies se encuentra en Sudáfrica. Con una superficie terrestre de aproximadamente 148,000 km 2 (unas 57,000 millas cuadradas), que representan aproximadamente 1% de la superficie total de la Tierra, Sudáfrica contiene 10% del total de especies de aves, peces y plantas conocidas en el mundo, y 6% de las especies de mamíferos y reptiles del mundo.

    Esta riqueza natural se ve amenazada por la expansión de la población humana y la creciente demanda que esto impone al medio ambiente. El Karoo (figura\(\PageIndex{d}\)) y el Cabo son puntos críticos de biodiversidad en Sudáfrica. Sudáfrica tiene una amplia gama de condiciones climáticas y muchas variaciones en el paisaje, creando una variedad de nichos ecológicos, que pueden promover la diversidad de especies. Estos diversos paisajes dan origen a los biomas que permiten que sobreviva una amplia variedad de vida.

    Un mapa de Sudáfrica, El Karoo abarca gran parte de la región sur, centro del país.
    Figura\(\PageIndex{d}\): Mapa de Sudáfrica, ilustrando el Karoo, una región seca con veranos calurosos e inviernos fríos. Imagen de (WT-Shared) NJR ZA en wts wikivoyage (CC-BY-SA).

    Más de 20.300 especies de plantas con flores ocurren en Sudáfrica (figura\(\PageIndex{e}\)). Una de las seis áreas de crecimiento vegetal más importantes del mundo se encuentra en el Cabo Occidental. La mayoría de las 2 mil especies amenazadas de plantas se encuentran en los fynbos en el Cabo Sudoeste (figura\(\PageIndex{f}\)).

    Arbustos suculentos con hojas puntiagudas, flores moradas y otras plantas que crecen en suelo desnudo
    Figura\(\PageIndex{e}\): Vegetación del Karoo cerca de Willowmore, Cabo Oriental, Sudáfrica. Imagen de Winfried Bruenken (CC-BY-SA).
    Plano de una flor roja rodeada de hojas ovaladas con vista a diversa vegetación
    Figura\(\PageIndex{f}\): Vegetación de los fynbos en Cabo Occidental, Sudáfrica. Imagen de Joachim Huber (CC-BY-SA).

    Sudáfrica es el hogar de 243 especies de mamíferos. Entre las 17 especies amenazadas en Sudáfrica se encuentran el rinoceronte negro, el pangolín y el topo dorado gigante. El antílope azul y la quagga (figura\(\PageIndex{g}\)) se han extinguido. De más de 800 especies de aves, 26 están amenazadas, entre ellas el pingüino, el buitre del cabo, el águila marcial (figura\(\PageIndex{h}\)) y el loro del cabo. En total se presentan 370 reptiles y anfibios en la región de los cuales 21 están amenazados. Seis de ellos están en peligro de extinción. De los 220 peces de agua dulce en Sudáfrica, 21 están amenazados. Hay más de 2,000 especies de peces marinos. Si bien muchas especies de insectos permanecen sin identificar, se sabe que ocurren 80 mil insectos.

    Imagen en blanco y negro de la quagga, que tiene rayas como la cebra, pero las rayas se desvanecen cerca de lo raro del animal
    Figura\(\PageIndex{g}\): La quagga (Equus quagga quagga), ahora extinta, es técnicamente una subespecie de cebra de llanura. Imagen de Stanford Woods (dominio público).
    Un Águila Marcial se posta sobre un árbol desnudo. tiene cabeza y alas negras, pico enganchado, y pecho blanco con motas.
    Figura\(\PageIndex{h}\): El águila marcial (Polemaetus bellicosus) es una de las especies de aves amenazadas que se encuentran en Sudáfrica. Imagen de Charles J. Sharp (CC-BY-SA).

    Modificado por Melissa Ha de Biodiversidad y Biomas de Ciencias de la Vida Grado 10 por Siyavula (CC-BY)

    La heterogeneidad espacial y temporal promueven la biodiversidad

    La heterogeneidad ambiental se refiere a la falta de uniformidad en un área. Las regiones espacialmente heterogéneas están compuestas por áreas más pequeñas con vegetación contrastante, disponibilidad de agua y nutrientes, suelos y rocas, u otras características. En regiones que son temporalmente heterogéneas, las condiciones fluctúan con el tiempo. La heterogeneidad promueve la riqueza de especies al aumentar el número de nichos ecológicos y, por lo tanto, las regiones heterogéneas son prioridades con respecto a la conservación de la biodiversidad. Algunas regiones son más heterogénicas que otras. Por ejemplo, un humedal consta de muchos microhábitats que difieren en el tipo de suelo y la disponibilidad de agua, y los niveles de agua cambian a lo largo de las estaciones. Otras regiones, como los pastizales templados en el medio oeste de Estados Unidos, son relativamente homogéneas (uniformes). Así como la biodiversidad se puede evaluar en una variedad de escalas, la heterogeneidad se puede medir a grandes escalas (como dentro de un bioma completo) o pequeñas escalas (como dentro de un solo prado).

    Atribuciones

    Modificado por Melissa Ha de las siguientes fuentes:


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