Biodiversidade: características, importância e exemplos - Ciência - 2023

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o biodiversidade o Diversidade biológica é a abreviatura de "diversidade biológica" e refere-se aos múltiplos elementos de variabilidade que os seres orgânicos apresentam. Este conceito pode ser compreendido em diferentes níveis, seja taxonômico, funcional, filogenético, genético ou trófico.

Uma região habitada por uma única espécie de idade precoce (do ponto de vista evolutivo), composta por indivíduos geneticamente homogêneos, que se distribuem em áreas geográficas distintas e em uma estreita faixa de habitats, será um ecossistema com baixa biodiversidade.

Em contrapartida, um habitat com várias espécies - algumas antigas, outras cujo processo de especiação ocorreu recentemente - cujo material genético é heterogêneo e amplamente distribuído, seria uma região com alta diversidade.

No entanto, alto e baixo são termos relativos. Portanto, existem diversos índices e parâmetros que nos permitem quantificar a diversidade de uma região, como o índice de Shannon e Simpson, entre outros. Com base neles, vemos que a distribuição dos organismos vivos não é homogênea no planeta. Mais diversidade é geralmente encontrada à medida que nos aproximamos dos trópicos.

A biodiversidade pode ser estudada usando duas disciplinas complementares: ecologia e biologia evolutiva. Os ecologistas se concentram principalmente nos fatores que influenciam a diversidade local e que operam em curtos períodos de tempo.

Os biólogos evolucionistas, por sua vez, se concentram em escalas de tempo mais altas e se concentram em eventos de extinção, geração de adaptações e especiação, entre outros.

Nos últimos 50 anos, a presença humana, o aquecimento global e outros fatores alteraram a distribuição e a diversidade de um número significativo de espécies. O conhecimento e a quantificação da biodiversidade são elementos essenciais para a formulação de soluções para este problema.

O que é diversidade biológica?

A primeira pessoa a usar o termo biodiversidade na literatura ecológica foi E. O Wilson em 1988. No entanto, o conceito de diversidade biológica está em desenvolvimento desde o século 19 e ainda é amplamente usado hoje.

Biodiversidade se refere à diversidade de formas de vida. Isso se estende a todos os níveis de organização e pode ser classificado de um ponto de vista evolutivo ou ecológico (funcional).

Em outras palavras, a diversidade não é entendida apenas em termos do número de espécies. A variabilidade em outros níveis taxonômicos e ambientais também tem influência, como veremos mais tarde.

A biodiversidade é estudada desde os tempos aristotélicos. A curiosidade intrínseca pela vida e a necessidade de estabelecer a ordem levaram os filósofos a estudar as diferentes formas de vida e a estabelecer sistemas de classificação arbitrários. Assim nasceram as ciências da sistemática e da taxonomia e, portanto, o estudo da diversidade.

Características da biodiversidade

Diversidade genética

A diversidade biológica pode ser estudada em diferentes escalas, começando pela genética. Um organismo é formado por milhares de genes agrupados em seu DNA, que é organizado dentro de suas células.

As diferentes formas que encontramos de um gene (conhecidas como alelos) e as variações nos cromossomos entre os indivíduos constituem a diversidade genética. Uma pequena população cujo genoma é homogêneo entre seus membros é um pouco diversa.

A variabilidade genética que encontramos entre indivíduos de uma mesma espécie é o resultado de uma série de processos como: mutações, recombinações, polimorfismos genéticos, isolamento do pool gênico, pressões seletivas locais, gradientes, entre outros.

A variação é a base da evolução e da geração de adaptações. Uma população variável pode responder a alterações nas condições ambientais, enquanto a pequena variação pode se traduzir em declínio populacional ou, em casos extremos, pode levar à extinção local da espécie.

Além disso, o conhecimento do grau de variabilidade genética de uma população é essencial para o estabelecimento de planos de conservação eficazes, uma vez que esse parâmetro afeta a resiliência e a persistência da espécie.

Diversidade individual

Nesse nível de organização, encontramos variação em termos de anatomia, fisiologia e comportamento em organismos individuais.

Diversidade populacional

Em biologia, definimos populações como um conjunto de indivíduos da mesma espécie que coexistem no tempo e no espaço e que podem potencialmente se reproduzir.

Em nível populacional, a variação genética dos indivíduos que a compõem contribui para a biodiversidade e, novamente, é a base para que ocorra a evolução adaptativa. Um exemplo claro disso é a população humana, onde todos os indivíduos apresentam variações fenotípicas apreciáveis.

As espécies que carecem de variação genética e têm populações uniformes são mais propensas à extinção, tanto por causas ambientais quanto por causas humanas.

Diversidade em nível de espécie

Se subirmos no nível da organização, podemos analisar a biodiversidade em termos de espécies. A biodiversidade é frequentemente estudada por ecologistas e biólogos conservacionistas neste nível.

Diversidade acima do nível de espécie

Podemos continuar a analisar a biodiversidade acima do nível de espécie. Ou seja, levando em consideração outros níveis de classificação taxonômica, como gêneros, famílias, ordens, etc. No entanto, isso é mais comum em estudos relacionados à paleontologia.

Assim podemos ir em escala crescente, até encontrarmos as comparações feitas pela biogeografia, que nada mais é do que o reconhecimento de uma riqueza diferencial de espécies em grandes regiões geográficas.

Como a biodiversidade é medida?

Para os biólogos é importante ter parâmetros que permitam a quantificação da biodiversidade. Para realizar esta tarefa, existem diferentes metodologias, que podem ser medidas desde uma perspectiva funcional ou teórica.

As categorias de medição funcional incluem diversidade genética, de espécies e de ecossistemas. A perspectiva teórica é baseada na diversidade alfa, beta e gama. Da mesma forma, uma comunidade pode ser avaliada descrevendo seus atributos físicos.

O uso de índices estatísticos que medem a diversidade de espécies é comum. Estes combinam duas medidas importantes: o número total de espécies na amostra e sua abundância relativa. A seguir, descreveremos as medidas e índices mais usados pelos ecologistas.

Diversidade alfa, beta e gama

Diversidade alfa, beta e gama são os três níveis de diversidade reconhecidos pela IUCN (International Union for Conservation of Nature). Esta abordagem foi proposta pelo ecologista de plantas Robert Harding Whittaker em 1960 e ainda está em uso hoje.

A diversidade alfa é o número de espécies em nível local, ou seja, dentro de um habitat ou comunidade ecológica. Beta é a diferença na composição de espécies entre as comunidades. Finalmente, o gama mostra o número de espécies em nível regional.

No entanto, essa divisão enfrenta uma desvantagem quando vamos definir a área local e como podemos objetivamente delinear uma região - além de meras fronteiras políticas que são biologicamente sem sentido.

A configuração do limite é afetada pela pergunta do estudo e pelo grupo envolvido, portanto, as perguntas acima não têm uma resposta óbvia.

Na maioria dos estudos ecológicos relacionados à biodiversidade, a ênfase geralmente está na diversidade alfa.

Diversidade alfa

Geralmente, a diversidade alfa é expressa em termos de riqueza e igualdade de espécies. Durante a amostragem realizada, o local ou área que o pesquisador escolher representa toda a comunidade. Assim, fazer uma lista com o número e o nome das espécies que ali vivem é o primeiro passo para medir a biodiversidade de uma área.

O número de espécies dentro de uma comunidade ou área é a riqueza de espécies. Conhecendo esse parâmetro, procedemos à análise de outros critérios, a saber: unicidade taxonômica, divergência taxonômica, significância ecológica e interações entre espécies, entre outros.

Geralmente, a riqueza de espécies - e a biodiversidade em geral - aumenta quando expandimos a área que estamos analisando ou quando passamos de uma longitude e latitude maior para uma menor (para o equador).

Devemos levar em consideração que nem todas as espécies contribuem da mesma forma para a diversidade da área. Do ponto de vista ecológico, as diferentes dimensões da biodiversidade são representadas por uma série de níveis tróficos e uma variedade de ciclos de vida que contribuem de forma diferente.

A presença de certas espécies na área tem a capacidade de aumentar a diversidade de uma comunidade ecológica, enquanto a de outras não.

Diversidade beta

A diversidade beta é uma medida de diversidade entre comunidades. É uma medida da taxa e do grau de mudança nas espécies ao longo de um gradiente ou de um habitat para outro.

Por exemplo, esta medida estudaria a comparação da diversidade ao longo da encosta de uma montanha. A diversidade beta também enfatiza a mudança temporal na composição das espécies.

Diversidade gama

A diversidade gama quantifica a diversidade de um nível espacial superior. Isso é responsável por explicar a diversidade de espécies dentro de uma ampla distribuição geográfica. Basicamente, é o produto da diversidade alfa e do grau de diferenciação (beta) entre eles.

Assim, a diversidade gama é a taxa na qual espécies adicionais são encontradas e estuda sua substituição geográfica.

Índices de diversidade de espécies

Em ecologia, índices de diversidade são amplamente utilizados, com o objetivo de quantificá-la por meio de variáveis matemáticas.

Um índice de diversidade é definido como um resumo estatístico que mede o número total de espécies locais que existem em diferentes habitats. O índice pode ser dominância ou equidade (em inglês, o termo é usado uniformidade).

Índice de diversidade de Shannon

O índice de Shannon, ou índice de Shannon-Weaver, é popularmente usado para medir a biodiversidade específica. É representado por um H 'e os valores do índice flutuam apenas entre números positivos. Na maioria dos ecossistemas, os valores são de 2 a 4.

Valores abaixo de 2 são considerados relativamente não muito diversos, como por exemplo em um deserto. Enquanto valores maiores que 3 são indicativos de alta diversidade, como uma floresta neotropical ou um recife.

Para calcular o valor do índice, o número de espécies (riqueza) e seu número relativo (abundância) são levados em consideração. O valor máximo do índice costuma ser próximo a 5 e o valor mínimo é 0, onde há apenas uma espécie - ou seja, não há diversidade. Um ecossistema com índice de Shannon 0 pode ser uma monocultura.

Índice de diversidade Simpson

O índice de Simpson é representado pela letra D e mede a probabilidade de que dois indivíduos selecionados aleatoriamente de uma amostra pertençam à mesma espécie - ou a outra categoria taxonômica.

Da mesma forma, o índice de diversidade Simpson, é expresso como 1 - D (o índice explicado no parágrafo anterior). O valor está entre 0 e 1 e, ao contrário do caso anterior, representa a probabilidade de dois indivíduos tomados ao acaso pertencerem a espécies diferentes.

Outra forma de expressar isso usando o índice recíproco: 1 / D. Desta forma, o valor de 1 se traduz em uma comunidade com apenas uma espécie. Conforme o valor aumenta, é indicativo de maior diversidade.

Embora o índice de Shannon e o índice de Simpson sejam os mais populares na literatura ecológica, existem outros como o índice de Margalef, McIntosh e Pielou, entre outros.

Por que devemos quantificar a biodiversidade?

Na seção anterior, descrevemos em grande detalhe as diferentes ferramentas matemáticas que os ecologistas possuem para a quantificação da diversidade biológica. No entanto, para que esses valores são úteis?

As medições da biodiversidade são essenciais se você deseja monitorar como a diversidade flutua, em função das mudanças ambientais que degradam os ecossistemas, tanto os produzidos naturalmente quanto os humanos.

Biodiversidade como resultado da evolução: como a diversidade biológica é gerada?

A vida na Terra começou há pelo menos 3,5 bilhões de anos. Durante esse período, os seres orgânicos se irradiaram nas várias formas que observamos no planeta hoje.

Diferentes processos evolutivos são responsáveis por essa enorme diversidade. Entre os mais importantes temos os seguintes: liberação da competição, divergência ecológica e coevolução.

Libertação da competição

Vários estudos, focados em espécies atuais e extintas, mostraram que linhagens de organismos tendem a se diversificar rapidamente se houver oportunidades ecológicas - ou seja, nichos “vazios”.

Quando um grupo de organismos coloniza uma região livre de predadores e com pouca competição (uma ilha desabitada, por exemplo), tende a se diversificar, ocupando os nichos ecológicos disponíveis. Este fenômeno é denominado radiação adaptativa.

Por exemplo, após a extinção dos dinossauros, vários nichos livres foram deixados que foram posteriormente ocupados pela radiação de mamíferos.

Divergência ecológica

Existem adaptações importantes que permitem que os organismos ocupem vários nichos ecológicos. Esses organismos ocupam a mesma zona adaptativa, portanto ocupam “espaços ecológicos” semelhantes. Quando duas espécies compartilham nichos ecológicos muito semelhantes, a competição aumenta entre elas.

De acordo com as teorias ecológicas, duas espécies não podem competir indefinidamente porque uma espécie acabará substituindo a outra. Outro cenário possível é que uma das espécies consiga explorar outro recurso, com o objetivo de reduzir a competição com seu parceiro.

Dessa forma, a capacidade das espécies de explorar novos recursos e usar novos habitats tem contribuído para o aumento da diversidade biológica ao longo do tempo.

Coevolução

As diferentes interações que podem existir entre organismos de diferentes espécies têm consequências evolutivas e são responsáveis por parte da biodiversidade. Algumas espécies fornecem recursos para seus companheiros. Assim, a diversificação de uma delas se traduz na diversificação das demais espécies.

A coevolução entre predadores e suas presas também é vista como fonte de diversidade. Se o predador gera uma nova adaptação, esta é (em alguns casos) acompanhada por uma adaptação na presa.

Um exemplo bastante ilustrativo de coevolução e biodiversidade é o alto número de angiospermas, relacionado à diversidade de seus invertebrados polinizadores.

Importância

A sociedade humana depende da biodiversidade de várias maneiras. Geralmente, o valor da biodiversidade pode ser um conceito subjetivo e depende de cada pessoa, portanto esse valor é classificado como um valor intrínseco ou inerente e um valor instrumental ou extrínseco.

Valor intrínseco e extrínseco

Um valor extrínseco é determinado pelo uso ou aplicação que possa ter na sociedade humana - como a produção de alimentos, medicamentos, entre outros. Da mesma forma, o valor extrínseco pode ser aplicado para benefícios a outros seres vivos, mas os humanos são freqüentemente levados em consideração.

Por exemplo, vários insetos, pássaros e mamíferos desempenham papéis polinizadores nos ecossistemas, mediando a reprodução de um número significativo de plantas economicamente importantes. Exemplos disso são as abelhas e os morcegos.

Em contraste, o valor intrínseco da biodiversidade é estranho aos serviços ecossistêmicos que os seres vivos podem fornecer aos ambientes. Parte-se da premissa de que todo organismo tem direito à vida, assim como o homem.

Este valor não está relacionado à aparência ou estética do organismo, pois este parâmetro faz parte dos valores extrínsecos. Uma vez que o conceito tem um forte componente filosófico, é caracterizado por ser de difícil compreensão. Alguns economistas, por exemplo, acreditam que sua definição está incompleta.

Outras classificações

Existem outras formas de classificar a importância da biodiversidade, distinguindo entre organismos com algum valor econômico para o mercado e aqueles que não possuem esse valor.

Outras classificações são mais complexas e incluem mais categorias. Por exemplo, a classificação proposta por Kellert (1996) inclui nove categorias: utilitarista, naturalista, ecológico-científico, estético, simbólico, humanista-moralizante, dominionista e negativista.

Biodiversidade na América Latina

Na América Latina encontramos uma grande diversidade biológica. Atualmente, grande parte dos ecossistemas dessas regiões estão ameaçados, principalmente por fatores antrópicos.

Por este motivo, na maioria dos países existem áreas protegidas como parques, reservas, santuários e monumentos naturais que procuram proteger as espécies da região.

A seguir descreveremos a biodiversidade dos países latino-americanos mais relevantes, com a maior diversidade global.

Biodiversidade no México

O México, em termos de número de espécies, é um país extremamente diverso que atinge quase 70.000 espécies de animais e plantas, das quais mais de 900 são endêmicas da região. Ocupa uma das primeiras posições em termos de diversidade a nível mundial.

Esta vasta biodiversidade é atribuída a vários fatores, principalmente à posição e topografia complexa do país, e à diversidade climática. No nível do ecossistema, o México é igualmente diverso, apresentando todos os tipos de ambientes naturais e ecorregiões.

Biodiversidade na Colômbia

Este país megadiverso tem mais de 62.000 espécies, várias delas endêmicas da Colômbia. Abriga o maior número de espécies de pássaros e orquídeas do mundo.

No que diz respeito aos ecossistemas, encontramos uma grande diversidade de regiões. A diversidade colombiana costuma se agrupar nos chamados “focos de diversidade”, que correspondem às regiões Andina e Tumbes-Chocó-Magdalena.

Biodiversidade no Peru

Graças ao seu relevo e localização geográfica, o Peru é um país de grande biodiversidade. Na verdade, também está dentro dos países megadiversos. Muitas de suas espécies são endêmicas da região.

É variado quanto aos ecossistemas que apresenta, com espécies oceânicas típicas (influenciadas pelas correntes Niño e Humboldt), desertos costeiros, diferentes tipos de florestas, puna, manguezais, pradarias, páramo, amazonas e savanas, entre outros. .

Biodiversidade na Argentina

A Argentina é um país caracterizado por uma alta biodiversidade que torna a vida em seu imenso território geográfico. Com ambientes montanhosos, savanas e climas subtropicais, a Argentina abriga um grande número de plantas e animais, com destaque para a presença de grandes felinos e mamíferos aquáticos.

Biodiversidade na Venezuela

A Venezuela é um país megadiverso com mais de 20.000 espécies de animais e plantas distribuídas por todo o território. Como nos países acima mencionados, a diversidade é frequentemente atribuída à heterogeneidade climática e topográfica.

Em termos de ecossistemas, a Venezuela exibe todos os tipos de regiões, incluindo florestas, planícies, páramos, savanas, montanhas, desertos, etc., cada uma com seu grupo típico de espécies. Como nos países anteriores, grande parte das espécies é endêmica da região.

Biodiversidade na Europa

Biodiversidade na Espanha

A Espanha se destaca por ter uma das maiores biodiversidades de toda a Europa, destacando-se a presença de mamíferos e répteis.

O seu estado peninsular confere-lhe uma grande variabilidade ao nível do clima, sendo este um factor determinante no número de espécies e diferenciando-o do resto da Europa. O relevo montanhoso também é uma variável importante.

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