Diversitat ecològica: què és i què genera?
1996/01/01 Larrañaga, Jon Iturria: Elhuyar aldizkaria
Diversitat ecològica: mesurament i índexs de diversitat
Probablement el primer contacte amb la diversitat biològica és intuïtiu, ja que en mirar a la naturalesa som conscients de la integritat dels éssers vius i de les comunitats que els componen. No obstant això, per a la ciència la intuïció no és suficient, per la qual cosa els ecologistes, prenent com a punt de partida les aproximacions intuïtives, han tractat de codificar i analitzar de manera objectiva la diversitat biològica, desenvolupant diferents mètodes i índexs de mesurament.
La forma més senzilla de mesurar la diversitat ecològica és comptar quantes espècies existeixen, és a dir, mesurar la riquesa d'espècies. No obstant això, en mesurar així la diversitat, es perd informació rellevant sobre l'estructura de la comunitat, ja que no es fa distinció entre espècies nombroses i escasses. Per exemple, una comunitat formada per cent individus de dues espècies. Aquesta comunitat pot tenir dues estrenes de distribució: un amb 50 individus per espècie i un altre amb 99 individus d'una mateixa espècie i l'un de l'altra. Intuïtivament podem veure que la primera comunitat seria més divertida que la segona, però els índexs de riquesa no indiquen res d'aquest tipus.
Per a evitar aquest problema, a més de la riquesa d'espècies, s'han treballat altres índexs que tenen en compte l'abundància de cada espècie (veure quadre primer) i s'ha definit un nou concepte d'equitat comunitària. Això indica la distribució de les espècies en la comunitat i és màxim quan totes les espècies de la comunitat tenen el mateix nombre de representants. Algunes espècies són molt nombroses i unes altres molt escasses, per contra, són petites.
La grandària del camp en el qual mesurem la diversitat pot influir significativament en el resultat obtingut. Per això, es distingeixen tres tipus de diversitat. Per exemple, quan la diversitat s'ha mesurat sense sortir d'un ecosistema concret, l'índex obtingut es denomina diversitat alfa. Una vegada comptabilitzades les espècies d'aquest ecosistema, es pot arribar als ecosistemes adjacents i trobar diferents espècies que no han aparegut inicialment.
Si es continuen comptabilitzant aquestes noves espècies, el número inicial augmenta, però l'augment no sempre és el mateix, ja que depèn del nombre d'espècies que podem trobar en els nous llocs. A mesura que es comptabilitzen aquestes noves espècies, la taxa de presència d'espècies en el nombre d'espècies es denomina diversitat beta. Una última opció és comptar totes les espècies d'una regió extensa i calcular la seva diversitat. La diversitat així mesura es denomina diversitat gamma.
la impossibilitat d'identificar i quantificar totes les espècies d'un determinat ecosistema, la qual cosa implica la immensa Ian i la col·laboració de molts especialistes. Per això, mai es mesura la diversitat de totes les espècies presents en l'àrea d'estudi, sinó la diversitat d'un determinat animal o grup de plantes (ocells, plantes de flor, papallones, etc.).
Factors que influeixen en la riquesa d'espècies
No totes les comunitats tenen la mateixa diversitat. Algunes contenen moltes espècies d'animals vegetals i unes altres, només unes poques. Amb la finalitat de buscar una resposta adequada a la causa d'aquestes diferències, després de la recopilació de dades experimentals per part dels ecologistes, s'han formulat nombroses hipòtesis. A continuació s'analitzen un a un els principals factors que influeixen en la riquesa d'espècies, però sense oblidar que la diversitat de qualsevol comunitat pot dependre de la complexa interacció de diversos factors.
Productivitat
La producció vegetal depèn de molts factors. Les regions més productives del planeta són les tropicals i les més pobres els pols, amb un gradient bastant clar que passa per regions subtropicals i temperades. Aquest gradient sembla ser degut a les condicions climàtiques, ja que a mesura que augmenta la latitud disminueix la quantitat de llum que arriba al sòl, la temperatura mitjana i la durada de l'època en la qual pot produir-se el creixement.
A mesura que augmenta la grandària, es produeix un fenomen similar, amb zones baixes més productives que zones altes. En els mitjans aquàtics, la producció està molt lligada a la profunditat, ja que en augmentar la profunditat disminueix la temperatura de l'aigua i la quantitat de llum que pot arribar a ella. A vegades, com en el desert o en zones molt àrides, l'escassetat d'aigua limita la productivitat i en altres ocasions l'absència d'algun aliment imprescindible per al creixement.
Atès que la base de la cadena alimentosa dels animals és vegetal i molts factors que influeixen en la producció vegetal també influeixen en la producció dels animals, la producció sol anar de la mà de les plantes, és a dir, quan hi ha molta vegetació hi ha molt d'herbívor i, per tant, molts carnívors.
En general, es considera que l'augment de la producció augmenta la disponibilitat i diversitat de recursos tròfics, la qual cosa pot donar lloc a un augment de la riquesa d'espècies (veure figura 1). Aquest fenomen s'ha observat en diverses ocasions, però a vegades no es pot assegurar que la causa principal de l'augment de la diversitat hagi estat l'augment de recursos, ja que se sospita que pot haver-hi una altra causa imprecisa.
No obstant això, no sembla que aquest fenomen sigui universal. D'una banda, s'han realitzat altres observacions i experiments que apunten a una disminució de la diversitat en l'augment de la producció (veure quadre 2 i figura 2). En alguns llacs, rius i comarques marines i estuarinas, s'ha observat una disminució de la diversitat de fitoplactona, com a conseqüència de l'augment de la producció primària a causa de l'eutrofització humana.
D'altra banda, s'observa que dos de les comunitats vegetals més riques del món, els parem australians i el "fynbo" sud-africà, creixen en sòls molt pobres, amb una diversitat molt de menor en altres comunitats de més nutrients. Finalment, hi ha obres que indiquen que la diversitat màxima es dóna en nivells mitjans de producció i que la diversitat disminueix en descendir o augmentar la producció (veure figura 3).
Per tant, en general, en zones de molt baixa productivitat, es considera que el seu creixement pot provocar un augment de la diversitat. En canvi, en productivitats mitjanes o altes, la diversitat sembla dependre d'altres factors.
Heterogeneïtat espacial
Des de fa temps sabem que en zones d'orografia divertida viuen més espècies que en llocs .homogenis (per exemple, sabem que en zones muntanyenques hi ha més espècies que en planes). Per això, es considera que en entorns d'alta heterogeneïtat espacial, microhábitats, microclimes, refugis i, en general, existeix una major varietat de recursos que afavoreixen una major presència d'espècies en aquests.
La majoria dels Ian que s'han realitzat per a confirmar això han tractat de relacionar la diversitat vegetal i animal i, en la majoria dels casos, han demostrat que tots dos estan molt relacionats (veure figura 4).
Depredació
En alguns experiments s'ha comprovat que el depredador també pot influir en la diversitat d'espècies. El seu treball més conegut és R. T. Es tracta de l'estrella carnívora Painer Pisaster ochraceus. Aquesta estrella de la mar habita a la regió intermareal de les costes rocoses del Pacífic, on es va experimentar alimentant-se de musclos, percebes, llepasses i altres espècies de mol·luscos i balanos (veure figura 5). A més, aquestes espècies convivien amb una esponja i quatre espècies d'algues, formant una comunitat de 15 espècies en total.
Per a dur a terme l'experiment, Paine delimita una petita zona i expulsa durant anys a totes les estrelles de mar que entraven en ella, perquè no afectessin altres espècies de la zona. Periòdicament va analitzar la densitat d'invertebrats en la zona i el grau de cobertura de les algues i la va comparar amb una zona de control, en la qual podien circular estrelles de mar. Durant el temps que va durar l'experiment, no es van produir canvis en la zona de control, però en la zona sense estrelles de mar es van produir profunds canvis i quan l'experiment es va donar per finalitzat, el nombre d'espècies va disminuir de 15 a 8.
Amb els conills s'han realitzat en Ian similars i els resultats han estat similars. Els conills s'alimenten d'herba i no són molt selectius, menjant normalment només les plantes més grans i pròximes. Igual que en el cas anterior, quan la pressió dels conills disminuïa o desapareixia, es va observar que la diversitat vegetal de les pastures en els quals s'alimentaven disminuïa, però en aquest cas es va observar que la diversitat disminuïa també en augmentar la pressió.
S'han realitzat molts experiments similars als esmentats amb diversos carnívors i herbívors terrestres i aquàtics, molts dels quals han donat resultats similars, però atès que en ecologia és comuna, en alguns casos els resultats han estat contraris. És a dir, s'ha observat que la pressió del depredador pot disminuir la diversitat (veure figura 6). En general, una vegada desapareguda la pressió dels depredadors, es creu que desapareix el principal factor que limita el creixement de les preses. En conseqüència, aquestes espècies poden créixer al màxim i competeixen pels recursos, guanyant i multiplicant les espècies millor adaptades a la competència. Per contra, les poblacions dels quals no tenen capacitat per a competir disminuiran o desapareixeran i la diversitat disminuirà.
Tot això es considera que es produeix quan els depredadors s'alimenten de les espècies més abundants de cada moment o d'espècies que sobresalirían en la competència. Per contra, quan els depredadors mengen espècies desfavorides en la competència, es considera que aquestes espècies poden desaparèixer i disminuir la diversitat.
Competència
La competència per recursos entre diferents espècies pot ser doble. A vegades, sobretot quan els recursos són abundants i variats, cada espècie pot especialitzar-se en l'explotació dels diferents recursos, minimitzant així la competència entre les diferents espècies. En altres ocasions, si la competència és dura i no hi ha moltes possibilitats d'especialització, les espècies millor preparades per a la competició desapareixen unes altres.
Per tant, en regions amb molts i diversos recursos, la competència podria afavorir l'especialització i augmentar la diversitat, però en regions que no ofereixen possibilitats d'especialització, si sorgís la competència caldria eliminar alguna espècie i reduir la diversitat.
Duresa ambiental
Factors abiòtics extremadament estrenes (temperatura molt alta o baixa, alta acidesa o alcalinitat, altes concentracions salines, foscor total, absència d'aigua, etc.) En els seus mitjans, només viuen uns pocs éssers amb especials adaptacions morfològiques o fisiològiques. Per això, se sol pensar que les condicions abiòtiques estremas poden tenir un efecte directe sobre la diversitat (veure figura 7).
No obstant això, atès que la productivitat i l'heterogeneïtat espacial d'aquests mitjans solen ser reduïdes i sovint es tracta de zones aïllades de molt petita superfície, sovint no és clar si el factor que més influeix en la diversitat és la pròpia duresa o un d'aquests factors.
Variabilitat climàtica i estabilitat ambiental
Un clima estable o canviant i una variabilitat previsible o no, poden tenir una gran influència sobre la diversitat.
Els climes estables permeten la creació d'éssers amb un alt grau d'especialització, qualsevol recurs (nèctars, fruits o llavors d'un determinat tipus de plantes, algun animal, etc.) la disponibilitat al llarg de tot l'any permet la creació d'un ens que s'alimenti exclusivament d'aquest recurs. Per contra, l'especialització facilita que hi hagi més espècies en un mateix mitjà, ja que cada espècie explota uns pocs recursos, per la qual cosa la competència entre espècies és menor.
Per tot això, es podria esperar una gran diversitat en zones de clima estable. Però d'altra banda, quan el clima és canviant però previsible (és a dir, quan es distingeixen diverses estacions marcades), es podria esperar que hi hagi espècies adaptades a les condicions de cada època i que per tant la diversitat sigui major que si el clima fos estable.
Els climes inestables poden tenir dos tipus d'efectes sobre la diversitat de l'ecosistema. D'una banda, la variabilitat de la disponibilitat de recursos fa que es pugui evitar la presència d'espècies altament especialitzades, però d'altra banda, es pot evitar que la competència entre espècies sigui majoritària i que algunes espècies desapareguin competidors més vulnerables. Per això, és possible també pensar que un clima lleugerament inestable ajuda a mantenir elevada la diversitat i que la precarietat és molt alta o molt baixa pot tenir un efecte negatiu sobre la diversitat. La selva tropical, per exemple, és molt diversa, però encara més divertida en llocs on s'han produït petites pertorbacions.
En llocs en els quals alguna tempesta ha format algun clar, per exemple, es pot trobar més vegetació, ja que la selva és un mosaic de parts en diferents situacions de cocció.
De moment existeixen poques dades que puguin confirmar-se o rebutjar aquestes hipòtesis, però la majoria de les existents semblen donar suport a la hipòtesi que l'estabilitat climàtica té un efecte afavoridor sobre la diversitat (veure quadre 3).
Edat del mitjà: temps evolutiu
Quan les comunitats sofreixen alguna pertorbació, moltes espècies autòctones desapareixen i la diversitat disminueix. Posteriorment, una vegada desapareguda la pertorbació, apareixen diverses espècies que ocupen el lloc de les espècies destruïdes (que poden ser espècies antigues o noves evolucionades després de la pertorbació) i el procés de colonització fa que la diversitat creixi de nou.
Alguns autors consideren que les comunitats de baixa diversitat són aquelles que, després de sofrir alguna pertorbació, estan retornant a l'estat d'equilibri i les d'alta diversitat són comunitats madures que fa temps no han canviat.
Aquesta hipòtesi s'ha utilitzat sobretot per a explicar la influència de les glaciacions del Plistocè en la diversitat mundial. D'aquesta manera, les regions més riques (tròpiques) serien aquelles regions que no es van veure afectades per les glaciacions, mentre que totes les altres amb menor diversitat serien aquelles regions que podrien recuperar l'equilibri (i la diversitat) que havien perdut en les glaciacions.
No obstant això, aquesta hipòtesi encara no està demostrada. Per a això cal demostrar que antigament totes les regions van tenir la mateixa diversitat i que aquesta diversitat era equivalent a la màxima diversitat actual, però en el registre fòssil no s'han trobat indicis d'això. A més, sembla que els canvis climàtics del Plistocè també van afectar els tròpics.
Interacció entre diferents factors
Com hem vist al llarg de l'article, són molts els factors que s'han utilitzat per a explicar les circumstàncies de la diversitat, però no hi ha una explicació que ens serveixi en qualsevol cas. Hi ha factors que ofereixen explicacions molt adequades en alguns casos, però no sembla que tinguin molt a veure en uns altres. Altres factors semblen i existeixen que només poden ser utilitzats com a explicacions complementàries, però en quants factors fan que la diversitat de l'ecosistema sigui alta i en molts altres la diversitat sigui baixa.
Per tot això, es pot pensar que la diversitat és el resultat de la interacció de diversos (o tots) d'aquests factors (veure figura 8). És a dir, la diversitat serà alta quan la combinació d'aquests factors és adequada i baixa quan aquesta combinació és inadequada o quan la influència negativa d'algun factor és molt evident.
Gai honi buruzko eduki gehiago
Elhuyarrek garatutako teknologia
