Métodos de estudio de la biodiversidad. Gabriela Gómez Rodrigo Vargas

Puntos a tratar dentro de la clase Métodos de colecta. Técnicas de medición y muestreo. Índices: distintos tipos

Objetivo de la clase “Si un viajero entra la selva amazónica y reconoce una especie de árbol – es probable que tendrá que viajar todo el día hasta que encuentre uno igual”. Wallace (1887). En contraste en los montes del sur de Escocia es posible buscar todo el día sin encontrar más de 40 especies de plantas vasculares. Intuitivamente el bosque tropical es más diverso. La idea que algunas comunidades florísticas o faunísticas son mas "diversas" que otras ha fascinado ecólogos durante varios siglos. Pero....... ¿Qué queremos decir por diversidad de especies? ¿Cómo podemos traducir un concepto intuitivo en algo que podemos medir? En las siguientes clases se van a introducir conceptos y herramientas fundamentales de ecología básica y aplicada a la conservación

Algunos métodos de colecta Colectas limnógicas

Algunos métodos de colecta Coletas de ecología trófica o diversidad trófica

Algunos métodos de colecta Muestreos de diversidad biológica terrestre

Trampas de colecta (pitfall) Diversidad de insectos, nicho trófico de anfibios

Índices de biodiversidad En una muestra de una comunidad podemos contar el número total de especies y podemos calcular la abundancia relativa de las especies usando índices sencillos. Para ello debemos considerar los siguientes parámetros: S = Número de especies N = Número total de indivíduos ni = Número de individuos de especie i .....i = 1, 2, 3, . . . , S ni =N pi = ni/N abundancia relativa de especie i

Dos grandes grupos de índices Métodos basados en la cuantificación del número de especies presentes (riqueza específica) Métodos basados en la estructura de la comunidad, es decir, la distribución proporcional del valor de importancia de cada especie (abundancia relativa de los individuos). Los métodos basados en la estructura pueden a su vez clasificarse según se basen en la dominancia o en la equidad de la comunidad.

Índices de riqueza específica La riqueza específica (S) es la forma más sencilla de medir la biodiversidad, ya que se basa únicamente en el número de especies presentes, sin tomar en cuenta el valor de importancia de las mismas. La forma ideal de medir la riqueza específica es contar con un inventario completo que nos permita conocer el número total de especies (S) obtenido por un censo de la comunidad. La mayoría de las veces tenemos que recurrir a índices de riqueza específica obtenidos a partir de un muestreo de la comunidad. Algunos índices de riqueza específica Riqueza específica Margalef Menhinick Alfa de Williams

Ventajas de los índices de riqueza La riqueza de especies refleja distintos aspectos de la biodiversidad. A pesar de que existen muchas aproximaciones para definir el concepto de especie, su significado es ampliamente entendido Al menos para ciertos grupos, las especies son fácilmente detectables y cuantificables. Aunque el conocimiento taxonómico no es completo (especialmente para grupos como los hongos, insectos, etc.) existen muchos datos disponibles sobre números de especies

Desventajas del los métodos de riqueza específica El número de especies registradas depende fuertemente del tamaño de la muestra, de modo que si el esfuerzo de muestreo no es el mismo, la comparación de distintos valores de S no será válida Una solución es utilizar índices que no dependan del tamaño de la muestra o estandarizar el tamaño de muestra mediante métodos como la rarefacción.

Muestreos para estimar riqueza específica (curvas de rarefacción) Ejemplo zona inter mareal de México

Otro ejemplo de rarefacción Permite hacer comparaciones de números de especies entre comunidades cuando el tamaño de las muestras no es igual. Calcula el número esperado de especies de cada muestra si todas las muestras fueran reducidas a un tamaño estándar, es decir, si la muestra fuera considerada de n individuos (n<N)

Índices de biodiversidad basados en la abundancia relativa Simpson Serie de Hill Berger-Parker McIntosh Índice de dominancia Índice de abundancia proporcional Shannon-Weiver Pielou Bulla Molinari Índice de equidad

Algunos índices de equidad y dominancia biológica El índice de Shannon (Shannon-Weaver) H = − pi ln (pi) D =  pi.pi o sea D= p2 El índice de Simpson Recuerda que: pi = ni/N

El índice de Shannon-Weaver (H) Proporción de la especie i en la muestra S Expresa la uniformidad de los valores de importancia a través de todas las especies de la muestra. Mide el grado promedio de incertidumbre en predecir a que especie pertenecerá un individuo escogido al azar de una colección. H  normalmente toma valores entre 1 y 4.5 y valores encima de 3 son típicamente interpretados como "diversos"

El índice de Simpson (D) D =  pi.pi o sea D= p2 La interpretación de D es la probabilidad de que exista un encuentro intra-específico. En otras palabras, es la probabilidad de que si tomas dos individuos al azar de la comunidad que ambos sean de la misma especie. Cuanto más alta es esta probabilidad, menos diversa es la comunidad

Ejemplo índice de Simpson Comunidad completamente equitativa =5/50 = 0.1* 0.1 Especie Abun p P2 1 5 0.1 0.01 2 3 4 6 7 8 9 10 -- 50 D = p2 = 0.1 Dado de que queremos un índice que aumente con la diversidad en vez de disminuir, seria mejor si podemos interpretar el índice en una forma directa en este sentido. Entonces es común usar el reciproco y el inverso del índice de Simpson 1/D = 1/ p2 = 10

Ejemplo índice de Simpson (cont…) Comunidad completamente dominante Especie Abun p P2 1 50 0.526 0.277 2 5 0.0526 0.0027 3 4 6 7 8 9 10 -- 95 D = p2 = 0.30 Dado de que queremos un índice que aumente con la diversidad en vez de disminuir, seria mejor si podemos interpretar el índice en una forma directa en este sentido. Entonces es común usar el reciproco y el inverso del índice de Simpson 1/D = 1/ p2 = 3,3

Comparando Simpson para las 2 comunidades anteriores Comunidad equitativa Comunidad dominante D 0,1 0,3 1/D 10 3,3 Respuesta Menos dominante (D) y por lo tanto más equitativa (1/D) Más dominante (D) y por lo tanto menos equitativa (1/D)

Cual de las dos comunidades o ecosistemas es "más diverso“? Ejercicio 1 - Dos bolsas llenas de "especies" que son el resultado de un muestreo de dos ecosistemas Ecosistema 1 Ecosistema 2 Cual de las dos comunidades o ecosistemas es "más diverso“?

Preguntas a responder… Respuesta ¿Cual muestra contiene más especies? ¿Cual contiene más individuos? ¿Cual muestra es más equitativa? ¿En cual muestra hay más especies raras? Diversidad tiene que estar relacionada con: 1. El numero total de especies (¿?) 2. La equitatividad en sus abundancias (¿?)

Situación problema Basado en las muestras debemos decidir cual de las dos comunidades debe recibir el estatus de área natural protegida. Solo hay recursos para proteger una de las dos !!! ¿Cuál vas a proteger y por qué? 2. ¿Cómo puedes justificar tu decisión formalmente? 3. ¿Estas convencido que no has cometido un error? 4. ¿Qué tipo de información adicional debes pedir?

Ejercicio 2 Toma una muestra (aleatoriamente) de 20 individuos de cada uno de las bolsas y llenamos la siguiente tabla: Especie i ni pi ln pi Rojo 1 3 3/20 Calculadora Calcula los índices de Shannon y de Simpson i = especie ni = Número de individuos de especie i pi = ni/N abundancia relativa de especie i