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5 Crisis de la biodiversidad
5 Crisis de la biodiversidad 5.2 A vueltas con los conceptos de especie y biodiversidad 5.2.1. La especie, la taxonomía y la sistemática Puede resultar extraño lo que se comentaba al final del anterior capítulo acerca de la variación arbitraria en el número de especies en función de los criterios científicos que se tengan en cuenta en cada momento. Uno podría decir que una especie lo será independientemente de lo que opinen los científicos, pero… ¿qué es una especie? Ya hemos visto que la taxonomía es la ciencia encargada de establecer las reglas para organizar la diversidad de organismos que nos rodean. Y organizar no es otra cosa que clasificar los seres vivos y agruparlos en conjuntos que mantengan una coherencia. De una manera simplificada podemos decir que todos los organismos con esqueleto externo y seis patas se agrupan en la categoría de insectos, mientras que si tienen ocho se clasifican dentro de la de arácnidos. Insectos y arácnidos pertenecen, junto con otros organismos, a un grupo mayor llamado artrópodos (literalmente, patas articuladas). Pertenecer a un grupo taxonómico establece una serie de características (por ejemplo, tener seis patas) que son esperables en todas y cada una de las especies que pertenecen al grupo. De esta forma, los taxónomos van generando agrupaciones de organismos que nos ayudan a entender cómo está estructurada la vida. Tradicionalmente todos los sistemas de clasificación han girado alrededor de un concepto que hasta hace relativamente poco parecía muy sólido: la especie. Nuestra experiencia diaria hace muy difícil que nos planteemos cualquier duda: las especies son lo que son, las vemos y las distinguimos y no parece existir controversia alguna. Inconscientemente identificamos las especies que nos rodean con facilidad aunque no sepamos cuál es el nombre científico. Distinguimos las margaritas de los dientes de león en una pradera, los gorriones de las palomas en la ciudad y las truchas de las merluzas en la pescadería. Desde su concepción como una realidad estática (algo generalizado hasta el s. XIX) hasta la aceptación de su mutabilidad en el transcurrir del tiempo (a partir del s. XIX y especialmente desde de la obra de Darwin), la especie ha constituido durante muchos años la unidad básica e indivisible de las ciencias de la naturaleza. ¿Dónde están por tanto los problemas con el concepto de especie? Decidimos que dos organismos pertenecen a la misma especie cuando comparten más características entre sí que con los individuos de otras especies. Ahora bien, ¿a qué nos referimos cuando hablamos de las características que comparten? Desde luego, lo más evidente es el aspecto físico o, dicho técnicamente, su morfología. Los individuos de una misma especie tienden a mostrar un aspecto muy similar que nos permite distinguirlos como un grupo, una especie. Ésta es probablemente la concepción más antigua y la más extendida históricamente. Tanto es así que las primeras propuestas de clasificación, que estarían vigentes durante muchos siglos, están basadas principalmente en el parecido físico y, en menor medida, en algunos otros caracteres
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ligados a la reproducción o ecológicos. Entre las primeras clasificaciones del mundo natural con cierto carácter científico encontramos la organización de los animales propuesta por Aristóteles, que sería asimilada por numerosos autores y constituye la base sobre la que se basarían clasificaciones muy posteriores (Tabla 1). Aristóteles (384-322 a.C.)
Alberto Magno (1206-1280)
Ulisse Aldrovandi (1522-1605)
Animales sanguíneos (enaima)
Animales sanguíneos (enaima)
Animales con sangre roja
Vivíparos
Vivíparos
1. Hombre 2. Cuadrúpedos peludos (mamíferos terrestres) 3. Cetáceos (mamíferos marinos)
1. Hombre 2. Cuadrúpedos peludos (mamíferos terrestres)
Ovíparos
Ovíparos
4. Aves 5. Cuadrúpedos escamosos y ápodos (reptiles y anfibios)
3. Aves 4. Cuadrúpedos escamosos y ápodos (reptiles y anfibios)
Ovíparos (huevo imperfecto)
Ovíparos (huevo imperfecto)
6. Peces
5. Peces. Cetáceos
Animales sin sangre (anaima)
Animales sin sangre (anaima)
Ovíparos (huevo imperfecto)
Ovíparos (huevo imperfecto)
7. Malacodermos (Cefalópodos) 8. Malacostráceos (Crustáceos)
6. Malacodermos (Cefalópodos) 7. Malacostráceos (Crustáceos)
Vermíparos
Vermíparos
9. Insectos
8. Entoma (insectos, lombrices…)
Generación espontánea
Generación espontánea
10. Ostracodermos (Moluscos) 11. Zoofitos*
9. Ostracodermos (Moluscos) 10. Zoofitos*
1. Cuadrúpedos vivíparos
2. Aves. Murciélagos 3. Cuadrúpedos ovíparos 4. Serpientes y dragones 5. Peces. Cetáceos
Animales sin sangre roja 6. Blandos 7. Testáceos (con concha) 8. Crustáceos 9. Insectos 10. Zoófitos*
Tabla 1. Propuestas históricas de organización de los animales. Modificado de González Bueno, 1998. * Bajo el término zoófito (animales-planta) se englobaban gran cantidad de grupos de animales sencillos, muchos de ellos sésiles (fijados a un sustrato) y en ocasiones con simetrías radiales (corales, pólipos, gusanos intestinales, estrellas y erizos de mar, tunicados…)
Durante el s.XVIII se amplía muchísimo el número de especies conocidas gracias a las numerosas campañas exploratorias desarrolladas tanto en el Nuevo Mundo como en el continente Africano. Esta gran diversidad de especies, especialmente botánicas, dispara la necesidad de contar con una manera de organizar y de nombrar a todos estos organismos. Surgen entonces algunas de las grandes obras de las Ciencias Naturales pre-Darwinianas como la Histoire Naturelle de Georges-Louis Leclerc Buffon (1707-1788) o las diversas ediciones de Species plantarum o Systema Naturae de Carl von Linné (1707-1778). Ambos autores recogen en sus obras una extensa revisión anatómica de las miles de especies de animales y plantas conocidas hasta entonces (unas 12.000 en la décima edición de Systema Naturae de 1758), agrupadas en categorías creadas principalmente para facilitar la identificación y organización de las especies desde el punto de vista práctico. C. Linné, además, desarrolló en su obra el sistema nomenclatural binomial que sigue vigente en la actualidad, por el cual toda especie queda definida mediante dos palabras (por ej. el hombre, el perro y el gato
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reciben respectivamente la denominación científica de Homo sapiens, Canis familiaris y Felis catus). Gracias a los descubrimientos geológicos llevados a cabo a lo largo del s.XVII la percepción de inmutabilidad del mundo natural comienza a disolverse. Las rocas no sólo evocan visiones de un mundo dinámico que cambia con el tiempo sino que aportan también pruebas de organismos grabados en piedra (fósiles) que, siendo en cierta forma semejantes a los organismos vivos, presentan diferencias notables con las especies conocidas. El concepto de inestabilidad de las especies, ya presente en la obra de Buffon, lleva a plantear sistemas de clasificación basados en la evolución de la naturaleza y en torno al parentesco de los individuos. Trabajos como los de J.B Lamarck (1744-1829) o Georges Cuvier (1769-1832) se encuentran repletos de descripciones en las que la morfología de las especies se relaciona directamente con su adaptación al entorno y en donde, especialmente Cuvier, la forma y función de las distintas partes de un organismo son dos elementos inseparables característicos de la especie. Con la publicación de On the origin of Species by means of Natural Selection en 1859, Charles Darwin establece los fundamentos del mecanismo por el cual, de forma natural, el proceso de evolución de las especies puede darse. Este mecanismo, la supervivencia preferente de los individuos con las características más apropiadas para su entorno, implica que ese cambio que experimentan las especies no tiene otra consecuencia que su adaptación a las condiciones del medio, y también que todas las especies evolucionan a partir de otra ancestral. La aceptación del mecanismo darwiniano entre la comunidad científica favoreció el desarrollo de sistemas de clasificación de los seres vivos basados en sus relaciones evolutivas, dando paso al desarrollo de la sistemática actual, la rama de la biología que se encarga de clasificar las especies a partir de sus relaciones filogenéticas (su historia evolutiva). Sin embargo, otra consecuencia tremendamente importante fue la relativización del término especie: si toda especie procede de otra por selección natural y este proceso de selección es gradual, ¿dónde acaba una especie y comienza la otra?, ¿son las especies entidades discretas? Mucho se ha escrito sobre esto en los últimos 100 años y el tema sigue tan interesante como el primer día. Evidentemente, los avances en Biología que se han dado durante el s.XX son espectaculares, empezando por aquellos relacionados directamente con la organización de los propios organismos, como el descubrimiento de las moléculas responsables de transmitir la información a la descendencia (ADN), los mecanismos implicados en la herencia de caracteres, la genética de poblaciones, o la regulación genética y epigenética del desarrollo. A una escala superior a la de población, se han establecido las bases del funcionamiento de los ecosistemas y la dinámica de las interacciones entre sus componentes (tanto a niveles inter e intraespecie como entre los organismos y el medio físico), y se ha profundizado en el conocimiento de sistemas abióticos tan complejos como la listosfera (por ej., teoría de la tectónica de placas nos ha ayudado a entender la distribución de los grandes grupos de seres vivos en la Tierra) o la atmósfera y los océanos (por ej., la paleoclimatología nos ha permitido comprender los cambios en las condiciones ambientales del planeta en sus miles de
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millones de años de historia). Todo este conocimiento nos proporciona una visión sobre el fenómeno evolutivo que está a años luz del que tenían los naturalistas de finales del s.XVIII. Y sin embargo, el concepto de especie sigue siendo un punto de enfrentamiento. Algunos trabajos de revisión recientes sobre este asunto enumeran más de 20 definiciones distintas encontradas en la literatura para el término especie, así que llevaría bastante tiempo presentar y explicar todas y cada una de las propuestas que están sobre la mesa. Sin embargo, más o menos es posible agruparlas en tres categorías:
Definiciones que atienden al fenómeno de aislamiento reproductivo. De entre ellas el Concepto Biológico de Especie (Mayr, 1970) es quizá la más conocida. Según esta definición, una especie estaría constituida por grupos de poblaciones naturales que se reproducen entre sí y que están aisladas reproductivamente de otros grupos. Los miembros de una especie por tanto intercambian genes y la especie está protegida de la entrada de genes externos por mecanismos de aislamiento reproductivo. Definiciones que se fundamentan en las relaciones de parentesco evolutivo entre conjuntos de individuos. Existe una amplia variedad de definiciones en este grupo, del que podemos destacar el Concepto Evolutivo de Especie (Wiley, 1981) por la cual una especie es un linaje constituido por poblaciones que mantienen una relación de ancestro-descendiente […] y que tiene su propia tendencia evolutiva y destino histórico. Definiciones que atienden a aspectos ecológicos. Encontramos aquí el Concepto Ecológico de Especie (Van Valen, 1976) que define una especie como un linaje que ocupa una zona adaptativa distinta de la de cualquier otro linaje de su rango y que evoluciona separadamente de todos los linajes externos a su rango. Los miembros de una especie son por tanto aquellos individuos que están sujetos a las mismas presiones selectivas.
Ninguna de las definiciones propuestas puede aplicarse de manera universal a todos los casos conocidos de organismos (p. ej., el concepto biológico de especie sólo puede aplicarse a especies con reproducción sexual). Esto no debe hacernos pensar que las especies no existen, sino que se tratan de entidades más complejas de definir de lo que la experiencia diaria nos da a entender. Mirando hacia el mar desde la última playa en la que nos quedamos en el apartado anterior podemos ver una gran cantidad de olas, grandes y pequeñas, que modelan el paisaje costero. Claramente, definir dónde comienza y termina cada ola es una tarea complicada y podríamos discutir largo y tendido sobre cuáles son las propiedades físicas que determinan el fenómeno que denominamos con el término ola. Pero eso no implica que las olas no existan ni que la realidad de su efecto no pueda sentirse en la arena que tenemos bajo nuestros pies. 5.2.2. Especies y biodiversidad Después de lo que hemos visto, cabría preguntarse qué sentido tiene todo esto. Si los científicos no podemos definir con claridad qué es una especie… ¿cómo podemos
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hablar sobre cuál es la riqueza (número de especies) de una comunidad, la protección de tal o cuál especie, o de la importancia de conservar la biodiversidad de la naturaleza? La realidad es que la biodiversidad no es lo mismo que el número de especies y que para estudiarla no es ni tan siquiera necesario hablar de especies. El término biodiversidad fue introducido por Edward Osborn Wilson en 1988 en el título de una publicación que recogía las comunicaciones de un simposio sobre diversidad biológica que tuvo lugar en Washington D.C. Aunque pueden encontrarse multitud de definiciones, el propio Wilson lo definió como la totalidad de la variación hereditaria de las formas de vida, que se extiende a todos los niveles de organización, desde los genes dentro de las especies al conjunto de especies, comunidades y ecosistemas. Por lo tanto, la biodiversidad es mucho más que el conjunto de especies de un lugar. Es también la variabilidad entre los individuos de sus poblaciones, las relaciones ecológicas de las distintas especies entre sí, el equilibrio que mantienen con el entorno abiótico en el que están inmersas y por supuesto, la historia evolutiva que subyace a todo el sistema. Podemos no conocer todas las especies de un territorio pero eso no es excusa para no desarrollar estrategias de conservación. Preservando los hábitats estaremos ayudando a reducir el riesgo de extinción de sus especies, aunque todavía no conozcamos todas las que contienen. Es por tanto necesario profundizar en el descubrimiento de las formas de vida del ecosistema ya que, cuanta mayor información tengamos, más eficaces serán las medidas de conservación que podamos diseñar. Para hacerlo necesitamos herramientas para medir esa propiedad de los ecosistemas que denominamos diversidad, poder cuantificar qué variables naturales o acciones humanas le afectan y en qué forma. Todas las comunidades de organismos (el conjunto de poblaciones de las distintas especies que interactúan de un ecosistema) presentan dos propiedades cuantitativas que son estudiadas por los científicos desde hace mucho tiempo. Una hace referencia al número de especies que contiene y se denomina riqueza. La otra recibe el nombre de uniformidad y se relaciona con los individuos que forman parte de esa comunidad y cómo se reparten en cada una de esas especies. Desde el punto de vista teórico, ambas propiedades se relacionan de alguna forma con cantidad de información que contiene la comunidad: una comunidad compuesta por una única especie tendrá información, será muy previsible, muy fácil de anticipar qué es lo que vamos a ver; por el contrario, una comunidad en la que todas las especies que contiene están igualmente representadas (tienen el mismo número de individuos), habrá una gran incertidumbre sobre qué especie será la próxima cuando nos encontremos con otro organismo. Riqueza y uniformidad se reúnen bajo el concepto de heterogeneidad introducido por E. Simpson a mitad del s.XX y que comúnmente se utiliza de manera indistinta junto al término diversidad. Si antes decíamos que había más de 20 definiciones del término especie, lo mismo podríamos decir respecto a cuántos índices de diversidad (formas de calcular el valor de la diversidad de una comunidad) existen en la literatura. Los distintos autores se basan en diferentes fundamentos estadísticos para hacer el cálculo, de forma que
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algunos índices dan más importancia a las especies más comunes del ecosistema, otros a las especies más raras… pero que buscan en todos los casos poder obtener un valor representativo de la organización de los individuos de la comunidad; es decir, un valor representativo de su diversidad. De nuevo, la existencia de múltiples formas de expresar una propiedad, o que para una misma comunidad podamos encontrar índices que nos den distintos valores de diversidad, no debe hacer crecer nuestro escepticismo hacia el trabajo de los ecólogos. La diversidad es una propiedad inherente a cualquier ecosistema y caracterizarla es una labor muy importante pues nos aporta información vital sobre los procesos que estructuran la comunidad. Por ejemplo, valores anómalamente bajos de diversidad en una comunidad pueden ser reflejo de presencia de contaminantes o algún otro agente perturbador. Este comportamiento es el fundamento de algunos de los índices biológicos de calidad utilizados ampliamente hoy en día para monitorizar el medio natural.
Lectura recomendada en la web: - Título: Charles Darwin en el Museo de Ciencias de la UNAV Link: https://www.youtube.com/watch?v=rfst8l3coJo Descripción: Con motivo del día de Darwin, la Facultad de Ciencias de la Universidad de Navarra ha preparado un video explicativo de algunas de las ideas propuestas por el naturalista británico, apoyándose en el material que forma parte de la exposición del museo. - Título: Choosing and using diversity indices: insights for ecological applications from the German Biodiversity Exploratories [Recurso en inglés] Link: http://onlinelibrary.wiley.com Descripción: Se trata de un artículo de revisión de libre acceso en el que los autores hacen una recopilación de los índices de diversidad utilizados en la literatura y de los fundamentos para su cálculo. Leer únicamente la introducción.
Bibliografía adicional utilizada en esta sección (puede que no esté públicamente accesible) - Cracraft, J. (1989) Species as entities of biological theory. En: What the Philosophy of Biology is (ed M. Ruse), pp: 31–52. Kluwer Academic Publishers. - Ereshefsky, M. 2011. Mystery of mysteries: Darwin and the species problem. Cladisticsk, 27: 67-79 - González Bueno A. 1998. Los sistemas de clasificación de los seres vivos. Ediciones Akal, S.A. Madrid. 55 pp. ISBN: 84-460-0800-9
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