Diversidad, Especiación y Endemismo

Por: Juan Carlos Narváez

Diversidad

Cuando hablamos de los bosques de Mashpi, un término que resalta repetidamente es diversidad….

Diversidad proviene del latín diversitas, y se refiere a la diferencia o a la distinción entre personas, animales o cosas, a la variedad, a la infinidad o a la abundancia de cosas diferentes, a la desemejanza, a la disparidad o a la multiplicidad.

Biodiversidad:

La diversidad biológica o biodiversidad hace referencia a la inmensa variedad de seres vivos que existen o que alguna vez existieron en la Tierra, su medio ambiente y los patrones naturales que la conforman. Es el resultado de la evolución a través de los procesos naturales de especiación y selección natural. Comprende también las diferencias genéticas de cada especie y también la manera como los distintos organismos que habitan nuestro planeta interactúan entre sí (poner link todo está conectado). La biodiversidad garantiza el equilibrio y el bienestar en la biosfera, y por tanto del hombre y su cultura como un resultado de esta, y es por tanto nuestro deber el velar por protegerla, mantenerla y respetarla. La creación del termino biodiversidad se atribuye a Walter G. Rosen en 1986 durante la conferencia: National Forum on BioDiversity.

Durante la historia de la Tierra su diversidad biológica siempre ha estado en un constante cambio, donde cada una de las especies e individuos actuales son el resultado de un continuo proceso de evolución. Sabiendo que el 99% de las especies que alguna vez han existido en la Tierra, ya se han extinguido.

La biodiversidad no está distribuida uniformemente, es más rica en los trópicos que cerca de las regiones polares, además los patrones de diversidad pueden cambiar de acuerdo a factores como el clima, la riqueza del suelo o la altitud a la que las especies habitan.

Dentro de la biodiversidad también existe la diversidad genética, la cual corresponde a los diversos fenotipos entre individuos que forman parte de una misma especie, y las interacciones de cada uno de ellos con el medio ambiente.

La diversidad ecológica es una de las grandes ramas de la biodiversidad y se dedica al estudio de la variedad de especies existentes dentro de un mismo ecosistema y depende de tres factores: El número de especies presentes, las interacciones que existen entre las diferentes especies llegando a un equilibrio demográfico entre ellas y la composición del paisaje. Por lo que se la puede clasificar al menos en tres niveles: La diversidad local o diversidad alfa (α), que corresponde al número de especies que se encuentran en un determinado habitad. La diferenciación de la diversidad entre áreas o diversidad beta (β), cuando se comparan el número de especies que habitan dos o más lugares diferentes. Y la diversidad regional o diversidad gamma (γ), que se refiere a la diversidad total de un ecosistema o de un paisaje determinado.

Debido a la gran cantidad de especies que habitan el Ecuador, nuestro país es considerado un lugar Megadiverso, ubicándonos en el puesto 17 entre todos los países del mundo (Mittermeier, et al. 1997). Esta extraordinaria biodiversidad se puede explicar por los múltiples factores que afectan la distribución de las especies y su abundancia, y estos son: Su ubicación geográfica privilegiada (en medio de la línea ecuatorial), el levantamiento de los Andes, su enorme variedad de regiones climáticas, ecosistemas y zonas de vida, la influencia de las corrientes oceánicas, entre otros. Así el Ecuador, con su pequeño territorio (283.560 km²) es para la mayoría de especies de seres vivos, el lugar más diverso por unidad de área.

Un ejemplo de la increíble biodiversidad con la que contamos en nuestro país la podemos ver en Mashpi, donde en un área de apenas 1200 hectáreas aproximadamente contamos con alrededor de 400 especies de aves. Esto quiere decir que una de cada cuatro especies de aves del Ecuador se las puede encontrar en Mashpi (ver tabla 1). Aquí la riqueza de especies parece no terminar ya que en los últimos 2 años se ha podido encontrar y describir dos especies nuevas para la ciencia, la rana torrenticola de Mashpi (Hyloscirtus mashpi) y el “Cucharillo” (Magnolia mashpi).

Tabla 1.- Número de especies por grupo biológico en el Ecuador y Mashpi. Datos tomados del portal del INEC.

Especiación:

En biología se denomina especiación al proceso mediante el cual una población de una determinada especie da lugar a la formación de otra u otras especies distintas. El proceso de especiación, a lo largo de 3.800 millones de años ha dado origen a una enorme diversidad de organismos y millones de especies de todos los reinos, que han poblado y habitan la Tierra casi desde el momento en que se formaron los primeros mares.

Principales mecanismos de especiación:

  • Cladogénesis o bifurcación, se produce por aislamiento reproductivo de diferentes poblaciones debido a las barreras a la hibridación (es por esto que las distintas especies no se pueden reproducir unas con otras). Antes que exista intercambio de gametos hay barreras ecológicas, etológicas o mecánicas que impiden que estos se unan por lo cual no puede existir fecundación (barreras precigóticas). Aunque también existe la posibilidad de que aunque dos especies distintas puedan reproducirse el resultado sea no viable, a través de abortos espontáneos, esterilidad del híbrido, muerte prematura, híbridos débiles y enfermizos, etc. (barreras postcigóticas).
  • Hibridación es el cruce reproductivo entre dos especies distintas que pueden producir individuos viables, que pueden ser o no fértiles.

Tipos de Especiación:

Especiación geográfica o alopátrica

Es la especiación gradual que se produce cuando una especie que ocupa una gran área geográfica no permite que los individuos que estén muy alejados puedan cruzarse entre sí, debido a barreras geográficas como mares, montañas o desiertos. Se trata, entonces, de la separación geográfica de un acervo genético continuo (gene pool), de tal forma que se establecen dos o más poblaciones geográficas aisladas, y que a lo largo del tiempo la ausencia de intercambio genético (gene flow) ha dado como resultado que las diferencias entre poblaciones sean tan grandes  que ya no pueden ser consideradas como parte de la misma especie, formándose así dos nuevas especies.

La separación entre las poblaciones puede ser debida a migración, a extinción de las poblaciones situadas en posiciones geográficas intermedias, o mediada por sucesos geológicos como la formación de ríos o montañas. La barrera puede ser geográfica o ecológica, como por ejemplo cumbres que separan valles en las cordilleras o zonas desérticas que separan zonas húmedas.

La especiación alopátrica puede ser dividida en dos modelos:

Modelo I (especiación alopátrica vicariante): se produce por la separación de una especie ancestral en dos poblaciones relativamente grandes que permanecen aisladas al menos hasta la aparición de independencia evolutiva. Esta separación ocurre debido a la formación de una barrera geográfica y la diferenciación que ocurre entre las poblaciones puede ser debida tanto a factores al azar (deriva genética) como a procesos selectivos (adaptación).

Un ejemplo de este tipo de especiación que podemos aplicar no solo a Mashpi, sino también a toda la región del Chocó es el levantamiento de los Andes, una barrera geográfica que al formarse separó a los bosques tropicales del Chocó de la Cuenca Amazónica. Así el aislamiento geográfico del Chocó derivó en la evolución una diversidad única. Para comprender más sobre estos procesos te recomendamos leer al artículo “Entendiendo la Diversidad de Mashpi”.

El modelo II: Recoge el tipo de especiación alopátrica aplicable a especies asexuales, donde no hay evidencias de flujo genético entre poblaciones y donde la identidad como especie está determinada por motivos históricos (e.g., estasis evolutiva). En estos casos, la deriva genética puede ser el factor evolutivo más importante y la especiación puede ser rápida. Pero si las poblaciones originales están sometidas a variación geográfica, la selección debida a presiones adaptativas locales también puede ser un factor importante en la especiación.

Especiación peripátrica

Ocurre cuando en una población los individuos que se encuentran en la periferia pueden conquistar un nuevo nicho ecológico, es decir que la nueva especie puede surgir cuando parte de la poblacion se mueve a un habitad marginal, lejos de los límites de distribución de una población central de mayor tamaño. De esta manera el flujo génico entre estas dos poblaciones se corta y las poblaciones periféricas terminan convirtiéndose en una nueva especie distinta. Este proceso ocurre generalmente luego de fenómenos de dispersión y colonización. Igual que en el caso anterior, la adaptación a esos ambientes puede ser el desencadenante de la divergencia, pero al tratarse de poblaciones pequeñas, los factores estocásticos pueden tener mayor importancia.

Quizá uno de los procesos de colonización y dispersión más importantes para la diversidad del Chocó y toda Sudamérica, fue el Gran Intercambio Biótico Americano. Donde luego de la formación del Istmo de Panamá existieron muchas especies de plantas y animales (por ejemplo mamíferos carnívoros) provenientes de Norteamérica lograron cruzar el Istmo y pudieron establecerse en Sudamérica, aumentando la biota actual de este continente pero también causando la extinción de muchas especies. Ver “Entendiendo la Diversidad de Mashpi”.

Especiación parapátrica

Según este modelo, la especiación se produce sin una separación geográfica completa de las poblaciones. De hecho, la especie hija puede compartir parte del rango de distribución con la especie madre e hibridar en las zonas de contacto. Los demás suelen divergir debido tanto a factores al azar como a selección local. La migración inter-poblacional y la hibridación pueden contrarrestar la divergencia, pero en determinadas circunstancias, la selección diversificadora (a favor de variaciones locales) puede ser el factor más importante, implicando el cambio gradual en la frecuencia de algunas características. El apareamiento clasificado y una reducción en eficacia biológica de los híbridos conducirían al desarrollo final de la especiación.

Especiación simpátrica

La especiación simpátrica implica la divergencia de algunas poblaciones locales hasta conseguir independencia evolutiva dentro de un mismo espacio geográfico. Habitualmente conlleva que las nuevas poblaciones utilicen nichos ecológicos diferentes, dentro del rango de distribución de la especie ancestral, desarrollando mecanismos de aislamiento reproductivo.

 La divergencia en simpátrica puede estar impulsada por la especialización ecológica de algunas de estas poblaciones pequeñas, aunque también existe la posibilidad de que la especiación se produzca por hibridación entre especies muy próximas. Otro tipo de especiación simpátrica implica la formación de una especie asexual a partir de una especie precursora sexual.

La competencia entre los individuos miembros de una misma especie por un recurso limitado puede ser considerada un ejemplo válido para explicar este tipo de especiación. Donde algunos de los miembros de una especie ancestral debieron especializarse y ocupar un nicho ecológico diferente para poder sobrevivir a la intensa competencia inter-específica. Para entender mejor este tipo de especiación puedes visitar “Todo está conectado”, aquí en la sección de competencia puedes encontrar una interesante teoría que habla como los ocelotes (Leopardus pardalis) y los margay (Leopardus wiedii) que comparten un ancestro, pero a través de miles de años de evolución se separaron en dos especies que en la actualidad ocupan dos nichos ecológicos distintos.

Endemismo

Este término es utilizado en biología para indicar que la distribución de un taxón (grupo de organismos emparentados) está limitada a un ámbito geográfico reducido y que no se encuentra de forma natural en ninguna otra parte del mundo. Por ello, cuando se indica que una especie es endémica de cierta región, significa que sólo es posible encontrarla de forma natural en ese lugar.

El endemismo puede considerarse dentro de un abanico muy amplio de escalas geográficas: Así, un organismo puede ser endémico de una cima montañosa o un lago, de una cordillera o un sistema fluvial, de una isla, de un país o incluso de un continente. Normalmente el concepto se aplica a especies, pero también puede usarse para otros taxones como subespecies, variedades, géneros o familias.

Mashpi se encuentra ubicado en medio de dos bioregiones: El bosque tropical del Chocó y los bosques montanos de los Andes tropicales, ambas áreas de altísima importancia para la conservación o “hotspot” (Mittermeier, et al. 1997), debido a la gran concentración de especies endémicas.

Tabla 2.- Diversidad total y endemismo para algunos grupos biológicos encontrados en los bosques tropicales del Chocó y los bosques montanos de los Andes tropicales (Mittermeier, et al. 1997).

Referencias Bibliográficas:

Hoorn, C., Wesselingh, F., ter Steege, H., Bermudez, M.A., Mora, A., Sevink, J., Sanmartin, I., Sanchez Meseguer, A., Anderson, Cajsa L., Figueiredo, J., Jaramillo, C., Riff, D., Negri, F.R., Hooghiemstra, H., Lundberg, J., Stadler, T., Särkinen, T.,  Antonelli, A. (2010). Amazonia Through Time: Andean Uplift, Climate Change, Landscape Evolution, and Biodiversity. Science (New York, N.Y.). 330. 927-31. 10.1126/science.1194585.

Mittermeier, R.A., C. Goettsch-Mittermeier y P. Robles Gil. 1997. Megadiversidad: los países biológicamente más ricos del mundo. Cemex-Agrupación Sierra Madre, México.

Instituto Nacional de Estadística y Censos, Cifras de Biodiversidad, http://www.ecuadorencifras.gob.ec/documentos/web-inec/Sitios/pagina%20ambientales/

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