En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿Por qué las personas dependemos de ecosistemas diversos?
La comida, el agua limpia y un clima estable vienen de los ecosistemas, y los ecosistemas con más tipos de seres vivos tienden a proporcionarlos de manera más confiable. En esta lección aprenderás cómo describen y miden los científicos la biodiversidad, qué son los servicios ecosistémicos y cómo los datos pueden mostrar por qué proteger la biodiversidad importa para las personas.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
¿Qué es la biodiversidad?
- Biodiversidad: la variedad de la vida
- Genética: variedad de genes en una especie
- De especies: variedad de especies en un área
- De ecosistemas: variedad de ecosistemas en una región
La biodiversidad es la variedad de la vida, y los científicos la describen en tres niveles. La diversidad genética es la variedad de genes dentro de una especie, como las muchas variedades de un mismo cultivo. La diversidad de especies es la variedad de especies distintas en un área. La diversidad de ecosistemas es la variedad de ecosistemas, como bosques, humedales y pastizales, en una región. Es más probable que una población con más diversidad genética incluya a algunos individuos que puedan sobrevivir a una enfermedad nueva o a un cambio en las condiciones.
Cómo medir la riqueza de especies
- Riqueza de especies: número de especies distintas
- Cuenta especies, no individuos
- Compara áreas del mismo tamaño
Una medida sencilla de la biodiversidad es la riqueza de especies, el número de especies distintas en un área. Para encontrarla, cuenta cuántos tipos de organismos hay, no cuántos individuos. Las parcelas A y B tienen 20 organismos cada una, pero la parcela A tiene 3 especies y la parcela B tiene 8, así que la parcela B tiene mayor riqueza. Las áreas más grandes tienden a tener más especies, por eso los científicos comparan la riqueza en áreas del mismo tamaño. La riqueza no es todo el panorama: en la parcela A, una sola especie forma la mayor parte de los individuos, y los científicos también miran qué tan parejo se reparten los individuos entre las especies.
Servicios ecosistémicos
- Beneficios que las personas obtienen de los ecosistemas
- De abastecimiento: comida, agua, madera
- De regulación: inundaciones, calidad del agua, clima
- De soporte: ciclos de nutrientes, suelo
- Culturales: recreación, aprendizaje, belleza
Los servicios ecosistémicos son los beneficios que las personas obtienen de los ecosistemas. Los científicos suelen clasificarlos en cuatro tipos. Los servicios de abastecimiento son bienes que se toman de la naturaleza, como comida, agua dulce, madera y medicinas. Los servicios de regulación controlan procesos naturales, como absorber el agua de las inundaciones, limpiar el agua y almacenar carbono. Los servicios de soporte, como el ciclo de nutrientes y la formación del suelo, son los procesos de los que dependen los demás servicios. Los servicios culturales son beneficios no materiales, como la recreación, el aprendizaje y la belleza.
Diversidad y estabilidad
- Una sequía pone a prueba a una comunidad
- Las parcelas con más especies perdieron menos biomasa
- Las especies toleran condiciones distintas
- Las comunidades diversas tienden a recuperarse mejor
¿Ayuda la biodiversidad a que un ecosistema siga funcionando cuando las condiciones cambian? En experimentos con pastizales, las parcelas sembradas con más especies han perdido, en general, menos biomasa de plantas durante una sequía y se han recuperado más por completo después. La gráfica muestra datos de ejemplo basados en esos experimentos: conforme el número de especies sube de 1 a 16, la biomasa que queda durante la sequía sube de 35% a 78% de la de un año normal. Una explicación es que las especies difieren en lo que toleran, así que cuando llega la sequía, algunas especies siguen creciendo y compensan a las que decaen. Los resultados varían según el ecosistema y según cómo se mida la estabilidad, por eso los científicos dicen que las comunidades diversas tienden a ser más estables.
Los servicios tienen un valor real
- Muchos cultivos dependen de animales polinizadores
- Los bosques ayudan a filtrar el agua de las ciudades
- Proteger la naturaleza puede costar menos que reemplazarla
Los servicios ecosistémicos tienen un valor económico y de salud real. Una revisión global encontró que 87 de los 115 cultivos alimentarios principales del mundo dependen en cierta medida de animales polinizadores, como las abejas. Esos cultivos representan cerca del 35% de la producción mundial de cultivos por volumen, porque los alimentos básicos como el trigo, el maíz y el arroz casi no dependen de la polinización animal. Las cuencas hidrográficas con bosques también aportan agua limpia. La ciudad de Nueva York protege terrenos en las cuencas de Catskill y Delaware, que le suministran la mayor parte de su agua potable, y eso ha evitado hasta ahora que la ciudad necesite una planta de filtración para esa agua. La ciudad ha gastado cerca de 2,500 millones de dólares en proteger sus cuencas desde la década de 1990, y las estimaciones para una planta de filtración van desde varios miles de millones de dólares hasta 10,000 millones de dólares o más, además de los costos anuales de operación.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: ¿Césped o pradera?
Un estudiante hace un censo de dos parcelas de 10 m × 10 m. Encuentra la riqueza de especies de cada parcela y el número de individuos. ¿Cuál parcela tiene más especies? ¿Cuál tiene más individuos?
| Especies del césped | Conteo | Especies de la pradera | Conteo |
|---|---|---|---|
| Pasto azul de Kentucky | 170 | Pasto azul pequeño | 38 |
| Trébol blanco | 22 | Equinácea púrpura | 26 |
| Diente de león | 8 | Rudbeckia | 20 |
| Milenrama | 16 | ||
| Vara de oro | 12 | ||
| Áster | 8 |
Mostrar la solución
- La riqueza es el número de especies distintas. Césped: 3 especies. Pradera: 6 especies.
- Individuos: césped 170 + 22 + 8 = 200; pradera 38 + 26 + 20 + 16 + 12 + 8 = 120
- Compara: la pradera tiene 6 ÷ 3 = 2 veces más especies, aunque tiene 200 − 120 = 80 individuos menos.
- Lección: la riqueza cuenta especies, no individuos.
- Respuesta: Riqueza: césped 3, pradera 6. La pradera tiene el doble de especies, pero el césped tiene más individuos (200 comparado con 120).
Ejemplo 2: Sequía y recuperación
Se midieron dos parcelas de pastizal, una con 1 o 2 especies y otra con 16 especies, antes, durante y después de una sequía en el año 3. ¿Cuál parcela perdió más biomasa? ¿Cuál se recuperó más? Escribe una afirmación, evidencia y razonamiento.
Mostrar la solución
- Lee la gráfica: en el año 3, la parcela de baja diversidad bajó a 38% y la parcela de alta diversidad bajó a 78%. Perdieron 62 y 22 puntos porcentuales de su biomasa.
- Recuperación: en el año 6, la parcela de alta diversidad había regresado a 100%, pero la parcela de baja diversidad solo había llegado a 80%.
- Afirmación: en estos datos, la parcela con más especies resistió mejor la sequía y se recuperó más por completo.
- Evidencia: en el año 3 conservó 78% de su biomasa comparado con 38%, y en el año 6 estaba en 100% comparado con 80%.
- Razonamiento: es más probable que una parcela con más especies incluya especies que toleran la sequía. Esas especies siguen creciendo y pueden compensar a las que decaen.
- Respuesta: La parcela de alta diversidad perdió 22 puntos porcentuales comparado con 62, y se recuperó por completo en el año 6.
Ejemplo 3: El suministro de agua de una ciudad
El modelo compara el suministro de agua de una ciudad cuando su cuenca con bosque está intacta y cuando el bosque se tala. Usa el modelo para predecir qué le pasa al agua que llega a la ciudad si se tala el bosque. ¿Qué podría tener que hacer la ciudad?
Mostrar la solución
- Bosque intacto: las raíces, el suelo y los microbios frenan el agua y la filtran, así que llega agua más limpia a los arroyos y al embalse. Este es un servicio de regulación.
- Bosque talado: el pavimento y el suelo desnudo dejan que se infiltre menos agua y mandan más escurrimiento por la superficie. El escurrimiento arrastra sedimentos y contaminantes al agua.
- Predicción: llega agua más sucia al embalse.
- Respuesta de la ciudad: podría tener que construir y operar una planta de filtración, o pagar para proteger y restaurar el bosque. De cualquier forma, un servicio que daba la naturaleza ahora tiene un costo.
- Respuesta: Llegaría agua más sucia al embalse, y la ciudad podría necesitar una planta de filtración costosa para reemplazar el servicio del bosque.
Práctica
Clasifica los niveles de biodiversidad, calcula la riqueza de especies, usa datos de daños por plagas como evidencia y explica lo que hace un humedal por un río. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
- Hoja de práctica: Biodiversidad y servicios ecosistémicos (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Biodiversidad y servicios ecosistémicos (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- La biodiversidad incluye la diversidad genética, de especies y de ecosistemas
- La riqueza de especies es el número de especies distintas
- Las comunidades diversas tienden a resistir las perturbaciones y a recuperarse de ellas
- Servicios ecosistémicos: de abastecimiento, de regulación, de soporte y culturales
- Proteger los ecosistemas puede costar menos que reemplazar sus servicios
De vuelta a la pregunta esencial: las personas dependemos de los ecosistemas para obtener comida, agua limpia, polinización, control de inundaciones, regulación del clima y recreación. Los ecosistemas diversos tienden a seguir dando estos servicios durante sequías, plagas y otras perturbaciones, y reemplazar un servicio perdido con tecnología puede ser costoso. A continuación, verás las grandes comunidades terrestres, llamadas biomas, y cómo las moldea el clima.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS2-2: Usar representaciones matemáticas para respaldar y revisar explicaciones, basadas en evidencia, sobre los factores que afectan la biodiversidad y las poblaciones en ecosistemas de distintas escalas.
- HS-LS2-6: Evaluar las afirmaciones, la evidencia y el razonamiento de que las interacciones complejas en los ecosistemas mantienen números y tipos de organismos relativamente constantes en condiciones estables, pero que los cambios en las condiciones pueden dar como resultado un nuevo ecosistema.
Ideas disciplinarias básicas: LS2.A Relaciones de interdependencia en los ecosistemas; LS2.C Dinámica, funcionamiento y resiliencia de los ecosistemas