Estimaciones prácticas de Biodiversidad utilizando taxones de alto rango en Insectos. Exploración de funciones predictivas basadas en la relación de riqueza a diferentes niveles de la Jerarquía Taxonómica (modelos 'RESTAR')
1.- Justificación
- Tras más de dos siglos de trabajo taxonómico descriptivo la cuantificación directa de la diversidad orgánica se revela como una empresa impracticable con los métodos taxonómicos convencionales o extremadamente costosa en tiempo y recursos humanos y materiales. La consecuencia directa es que aún hoy, estamos muy lejos de conocer el orden de magnitud de los organismos que pueblan la Tierra.
- El Cambio Global predice transformaciones aceleradas de los ambientales naturales y la Crisis de Biodiversidad, extinción masiva de especies. Ante la imposibilidad de concluir en un tiempo record el inventario de la diversidad orgánica, es urgente explorar nuevas aproximaciones partiendo del conocimiento todavía incompleto de la biota terrestre, que nos proporciona la taxonomía descriptiva. A tal fin se propone explorar métodos analíticos alternativos y/o complementarios que permitan, al menos, estimar la cantidad de diversidad (riqueza genética) afectada por los usos y sobreexplotación de los ecosistemas terrestres, sin esperar a y sin menoscabo de la denominación binomial de las especies con arreglo a los métodos taxonómicos convencionales.
- Los Insectos son el componente mayoritario de la diversidad en los ecosistemas terrestres y por ello, nos proporcionan una excelente herramienta para evaluar el impacto potencial de la actividad humana en términos de pérdida de recursos genéticos.
2.- Antecedentes
En ausencia de Inventario exhaustivos se han propuesto tres métodos de sustitución para cuantificar el valor de la biodiversidad en términos de riqueza de especies y, en última instancia, de diversidad genética
- A: Grupos Indicadores. Relación de riqueza específica entre dos taxones superiores.
- B: Análisis de Variables Ambientales.
- C: Relación de riqueza a diferentes niveles de la Jerarquía Taxonómica y en particular la relación entre la Riqueza de Especies y el número de Taxones de Alto Rango: Funciones o Modelos 'RESTAR'.
- Los Modelos 'RESTAR' hunden sus raíces en la Taxonomía descriptiva por cuanto se fundamentan en la estructura jerárquica e incluyente de los Sistemas Taxonómicos: A medida que aumenta el número de táxones de alto rango (e.g. familias), aumenta necesariamente la riqueza de las categorías incluidas (e.g. especies); lo contrario no necesariamente es cierto, particularmente en inventarios exhaustivos de grupos hiperdiversos.
- Desde esta perspectiva, la búsqueda de una función que exprese adecuadamente la relación de riqueza a diferentes niveles de la jerarquía taxonómica se ha de contemplar como un método de Taxonomía Analítica.
4.- Fundamento
- La Biodiversidad depende del número de especies en un espacio y tiempo determinados (la popular alfa-diversidad), pero también de la distribución de estas especies en táxones superiores. Cuanto mayor es el número de géneros y familias, mayor es la alfa-diversidad del grupo taxonómico. Ello se debe a que la distribución de táxones de rango inferior (especies) en un taxon superior, no es aleatoria sino que sigue un patrón bien definido con muchos táxones superiores (géneros, tribus, familias. etc.) ‘pequeños’ (con una o pocas especies), muy pocos de gran tamaño y un exceso de táxones superiores de tamaño intermedio (porción central de la curva en la Figura).
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Dos ejemplos de curva ‘cóncava’ que muestran la distribución del tamaño de los géneros expresado en Solbrig (1994). The complex structure of the taxonomic system. En Biodiversity and Terrestrial Ecosystems (C.-Peng and C. H. Chou eds.). Institute of Botany, Academia Sinica, Monographs Series No 14, pp. 7-24. Taipei.). |
Se trata de una distribución bien conocida en ecología cuando se estudian las relaciones de abundancia en una comunidad. La curva cóncava de la figura ilustra esta distribución, aunque más a menudo se representa como curva lognormal, cuando las categorías de abundancia sobre el eje x, se expresan en escala logarítmica. El corolario es que en un muestreo equilibrado de la mayoría de los grupos y biotas, a medida que aumenta el número de especies cabe esperar un incremento correlativo del número de táxones de alto rango, hasta un límite en el que, dependiendo de la estructura taxonómica de cada biota (mayor o menor representación de taxones de alto rango muy o poco diversificados), incrementos sustanciales del número de especies no se corresponden con incrementos proporcionales en la riqueza de los taxones superiores. Solamente no cabe esperar una correlación de riqueza entre categorías taxonómicas como la que se acaba de describir, en enclaves recién colonizados en donde dominan los procesos de especiación, o en áreas con predominio de táxones relictos. En el primer caso, es previsible una dominancia de táxones superiores de gran tamaño (con muchas especies) y en el segundo, un exceso de táxones con muy pocas especies.
- ¿Cuál es la función de mayor valor predictivo que expresa más adecuadamente la relación de riqueza específica y riqueza de taxones de alto rango?
- ¿Cuál es el predictor taxonómico supraespecífico, que predice con más exactitud la riqueza de especies: familias, tribus, géneros...?
- ¿Cómo influye, si influye, la intensidad del muestreo y la escala espacial de análisis en la precisión de la predicción?
¿Qué valor de riqueza es más fiable a la hora de evaluar la precisión de la predicción: el inventario taxonómico de especies o la estimación de riqueza máxima que predice dicho inventario?
6.- Metodología
- Levantamiento de Inventarios taxonómicamente estructurados con protocolos estandarizados que proporcionen datos comparables
- Exploración del ajuste de funciones
- Teórica y empíricamente se espera que una función 'RESTAR' sea exponencial y en el supuesto ideal de un muestreo exhaustivo, asintótica al eje que representa el valor de la variable independiente, en nuestro caso, la riqueza del taxon de alto rango. Por este motivo, en la función de regresión que expresa la relación de riqueza a diferentes niveles taxonómicos, hay que considerar dos ‘tramos’ diferentes, uno inicial de tendencia lineal y otro final de tendencia exponencial. En el primero, los incrementos del taxon de rango inferior se corresponden con incrementos proporcionales de riqueza en el taxon superior, ya que al comienzo del muestreo, existe una alta probabilidad de que cada nueva especie registrada, pertenezca a un taxon nuevo de alto rango. En el segundo tramo de la curva, la riqueza del taxon de rango superior tiende claramente hacia su valor asintótico, mientras la del taxon de rango inferior aún sigue creciendo. Es esperable que la longitud de la porción asintótica final (‘cola’) de la curva, será tanto más notable cuanto mayor sea la diversidad taxonómica en especies del taxon de alto rango (como sucede a menudo en Insectos), cuanto mayor sea el área y cuanto mayor sea la intensidad del muestreo. En estas circunstancias el valor predictivo de la función disminuye considerablemente.
Curva teórica que expresa la relación de riqueza a dos niveles de la jerarquía taxonómica 'RESTAR': riqueza de especies vs. riqueza de familias. Nótese la existencia de dos tramos bien diferenciados, uno inicial de tendencia lineal, en el que a cada incremento del número de familias le corresponde un incremento proporcional número de especies y, otro final ('cola'), de tendencia marcadamente exponencial, que termina haciéndose asintótico al eje de la variable independiente. Datos correspondientes al inventario de Odonatos de México (González Soriano & Novelo Gutiérrez, 1996. Odonata. En: Biodiversidad, taxonomía y biogeografía de artrópodos en México. Hacia una síntesis de su conocimiento (eds. Llorente Bousquet, J., García Aldrete, A. N. & González Soriano, E.,), pp.: 147-168. Universidad Autónoma Nacional de México. Mexido D.F., 660 pp.).
- Exploración de funciones con diferentes predictores taxonómicos de alto rango
- Comprobación empírica y teórica del valor predictivo de las funciones 'RESTAR'
- Variables :
- Intensidad del Muestreo: La intensidad del muestreo es inversamente proporcional al rango taxonómico investigado.
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Martín Piera, F. & Fernández Torres, A., 1996. Coleópteros de la Sierra de Chiribiquete (Dpto. de Caquetá, Colombia). ELYTRON, 10: 23-50. |
- Escala espacial: Inventarios locales, regionales y geográficos.
8.- Objetivos
- Predicciones de riqueza específica.
- Jerarquización de Áreas críticas de Máxima Diversidad.
- Recomendaciones para la preservación y conservación de la Diversidad Biológica Iberoamericana.
- Estímulo a los Inventarios Nacionales/Regionales de Diversidad: Bancos de Datos transnacionales, Atlas Biogeográficos.
- Difusión y generalización de la Taxonomía analítica
- Estímulo de la Taxonomía descriptiva, Filogenia y Biogeografía histórica y ecológica
Fermín Martín Piera
Coordinador PrIBES 2000
Departamento de Biodiversidad y Biología Evolutiva
Museo Nacional de Ciencias Naturales
Consejo Superior de Investigaciones Científicas
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Correo electrónico: fermin@mncn.csic.es
