Los patrones globales de la biodiversidad

artículo de revisión

Los patrones globales de la biodiversidad

Kevin J. Gastón

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Para una primera aproximación, la distribución de la biodiversidad a través de la tierra puede ser descrito en términos de un número relativamente pequeño de patrones espaciales a gran escala. Aunque estos patrones son cada vez más bien documentados, la comprensión de por qué existen constituye uno de los más importantes retos intelectuales a los ecologistas y biogeógrafos. La teoría es, sin embargo, desarrollando rápidamente, mejorando en su consistencia interna, y más fácilmente sometido a desafío empírico.

La biodiversidad, la variedad de la vida, se distribuye de forma heterogénea a través de la Tierra. Algunas áreas están repletas de variación biológica (por ejemplo, algunos húmedos bosques tropicales y arrecifes de coral), otros son prácticamente desprovisto de vida (por ejemplo, algunos desiertos y regiones polares), y la mayoría caen en algún punto intermedio. Determinar por qué se producen estas diferencias ha sido durante mucho tiempo un objetivo central para los ecologistas y biogeógrafos. Constituye un continuo, una importante, y para muchos un apasionante, desafío. De hecho, la última década ha sido testigo de una verdadera explosión de estudios que documentan a gran escala los patrones espaciales (geográficos) en la biodiversidad, buscando una explicación a ellos, y explorar sus implicaciones. Los motivos de este interés son dos. En primer lugar, refleja una mayor oportunidad que ofrece mejoras en datos y los instrumentos analíticos, la ex resultante principalmente de una amplia recopilación de muestras existentes y datos de ocurrencias de especies, el establecimiento de sistemas de distribución de mapeo dedicados, y el uso de la tecnología de teledetección (a la vegetación medida y otras variables ambientales). En segundo lugar, refleja la preocupación por el futuro de la biodiversidad, y la resultante necesidad de determinar su estado actual, para predecir su probable respuesta a los cambios del medio ambiente mundial, y para identificar los esquemas más eficaces para la conservación in situ y el uso sostenible. Muchos de estos problemas pueden resolverse de manera satisfactoria únicamente por resolver la falta de coincidencia histórica entre la resolución fina de las parcelas de estudio en el trabajo de campo ecológica (típicamente unos pocos metros cuadrados) y, en comparación, la mala resolución de la planificación del uso del suelo y de los modelos de cambio ambiental .

Una gran cantidad de patrones globales de la variación espacial de la biodiversidad ha sido explorado (Fig. 1). Esto incluye los patrones de puntos calientes y puntos fríos (altos y bajos) de la diversidad (incluyendo comparaciones entre los reinos biológicos y entre las regiones biogeográficas), la variación con la escala espacial (por ejemplo, las relaciones especies-área y las relaciones entre la riqueza local y regional) y a lo largo de gradientes a través espacio o las condiciones ambientales (por ejemplo, latitud, longitud, altitud, profundidad, penínsulas, bahías, el aislamiento, la productividad / energía y aridity1, 2). Aunque varios niveles de organización (genes a los ecosistemas) de la variación biológica se pueden distinguir, la mayoría de los análisis de la variación espacial de la biodiversidad preocupación, medido por el número de especies observadas se estima que sucederá en un área (riqueza de especies). Esto resulta de un amplio reconocimiento de la importancia de las especies como una unidad biológica, y de las cuestiones prácticas de la facilidad y la magnitud de la adquisición de datos. La consideración de la variación espacial de otras medidas de la biodiversidad, en particular las relativas a la diferencia entre las entidades en lugar de simplemente su número, ha sido una gran dispersión (con la posible excepción de los patrones en el tamaño corporal y morfología). Por lo tanto, si bien se ha prestado mucha atención a la variación latitudinal en la riqueza de especies, se sabe poco acerca de la variación en la diversidad de genes, individuos o poblaciones a lo largo de gradientes latitudinales.

Figura 1: Patrones espaciales en las especies richness.Figure 1: Patrones espaciales en la riqueza de especies. Desafortunadamente no podemos proporcionar un texto alternativo accesible para esto. Si necesita ayuda para acceder a esta imagen, o para obtener una descripción de texto, por favor, póngase en contacto con npg@nature.com

a, especies-área de relación: las lombrices de tierra en áreas que van desde 100 m2 a> 500.000 km2 a través Europe76. b, especies de latitudes relación: pájaros en celdas de la cuadrícula (approx611,000 km2) a través de la Nueva World44. c, la relación entre la riqueza local y regional: los peces lacustres en América del Norte (círculos de color naranja, grandes lagos; círculos azules, pequeños lagos) 61. d, la relación especies-elevación: murciélagos en el Parque Nacional del Manu y la Reserva de la Biosfera, Peru77. E, la relación especies-precipitación: plantas leñosas en celdas de la cuadrícula (20.000 km2) en el sur de Africa78.

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El crecimiento del interés en la variación espacial a gran escala en la biodiversidad ha sido especialmente llamativo en relación con cuatro áreas de investigación: gradientes latitudinales en la riqueza de especies, especies relaciones con la energía, las relaciones entre la riqueza local y regional, y la covarianza taxonómica en la riqueza de especies. En esta revisión, el progreso realizado en cada una de estas áreas serán utilizados para fundamentar cuatro más amplio observaciones transversales sobre los patrones globales de la biodiversidad: respectivamente, que ningún mecanismo único que explique adecuadamente todos los ejemplos de un patrón dado, que los patrones observados pueden varían con la escala espacial, que los procesos que operan a escala regional influyen en los patrones observados en los locales, y que el equilibrio relativo de los mecanismos causales significa que habrá invariablemente haber variaciones en y excepciones a cualquier patrón dado.

gradientes latitudinales en la riqueza de especies

Una alta proporción de las especies terrestres y de agua dulce se encuentran en los trópicos. El paso de un a latitudes más bajas las plantaciones promedio de riqueza dentro de un área de muestreo de un aumento de tamaño dado, como ha sido documentado por un amplio espectro de grupos taxonómicos (incluyendo grupos tan diferentes como protistas, árboles, hormigas, pájaros carpinteros y primates) de datos a través de una gama de resolutions3 espacial, 4. Tales gradientes en la riqueza de especies puede ser caro (para un área determinada, los conjuntos tropicales son a menudo varias veces más especiosos que los templados), y han sido una característica persistente de la historia de biodiversidad5, 6. en el medio marino, Pesca de altura en mar abierto y taxones de aguas profundas también muestran grandes gradientes latitudinales en la riqueza de especies, pero cierto debate continúa rodeando pruebas para sistemas de aguas poco profundas, en particular para taxa7 no calcáreas.

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