Información

1.4.19.10: Biodiversidad - Biología

1.4.19.10: Biodiversidad - Biología


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Objetivos de aprendizaje

  • Describir la biodiversidad y las diferentes formas en que se puede evaluar.

Tradicionalmente, los ecologistas han medido biodiversidad, término general para la variedad presente en la biosfera, teniendo en cuenta tanto el número de especies como su carácter común. La biodiversidad se puede estimar en varios niveles de organización de los seres vivos. Estos índices de estimación, que provienen de la teoría de la información, son muy útiles como primer paso para cuantificar la biodiversidad entre y dentro de los ecosistemas; son menos útiles cuando la principal preocupación entre los biólogos de la conservación es simplemente la pérdida de biodiversidad. Sin embargo, los biólogos reconocen que las medidas de la biodiversidad, en términos de diversidad de especies, pueden ayudar a enfocar los esfuerzos para preservar los elementos biológica o tecnológicamente importantes de la biodiversidad.

Los cíclidos del lago Victoria (Figura 1) proporcionan un ejemplo a través del cual podemos comenzar a comprender la biodiversidad. Los biólogos que estudiaron cíclidos en la década de 1980 descubrieron cientos de especies de cíclidos que representan una variedad de especializaciones para tipos de hábitats particulares y estrategias de alimentación específicas: comer plancton flotando en el agua, raspar y luego comer algas de las rocas, comer larvas de insectos del fondo y comer los huevos de otras especies de cíclidos. Los cíclidos del lago Victoria son el producto de un radiación adaptativa. Una radiación adaptativa es una rápida (menos de tres millones de años en el caso de los cíclidos del lago Victoria) que se ramifica a través de la especiación de un árbol filogenético en muchas especies estrechamente relacionadas; típicamente, las especies "irradian" a diferentes hábitats y nichos. Los pinzones de Galápagos son un ejemplo de una radiación adaptativa modesta con 15 especies. Los cíclidos del lago Victoria son un ejemplo de una radiación adaptativa espectacular que incluye unas 500 especies.

En el momento en que los biólogos estaban haciendo este descubrimiento, algunas especies comenzaron a desaparecer rápidamente. Un culpable de estas disminuciones fue una especie de pez grande que fue introducido en el lago Victoria por la pesca para alimentar a las personas que viven alrededor del lago. La perca del Nilo se introdujo en 1963, pero permaneció baja hasta la década de 1980 cuando sus poblaciones comenzaron a aumentar. La población de la perca del Nilo creció consumiendo cíclidos, llevando especies tras especies hasta el punto de extinción (la desaparición de una especie). De hecho, hubo varios factores que jugaron un papel en la extinción de quizás 200 especies de cíclidos en el lago Victoria: la perca del Nilo, la disminución de la calidad del agua del lago debido a la agricultura y el desmonte de tierras en las orillas del lago Victoria, y el aumento de la presión pesquera. Los científicos ni siquiera habían catalogado todas las especies presentes, tantas se perdieron que nunca fueron nombradas. La diversidad es ahora una sombra de lo que alguna vez fue.

Los cíclidos del lago Victoria son un esbozo en miniatura de la rápida pérdida contemporánea de especies que ocurre en toda la Tierra y es causada por la actividad humana. La extinción es un proceso natural de macroevolución que ocurre a un ritmo de aproximadamente una de cada millón de especies que se extinguen por año. El registro fósil revela que ha habido cinco períodos de extinción masiva en la historia con tasas mucho más altas de pérdida de especies, y la tasa de pérdida de especies actual es comparable a esos períodos de extinción masiva. Sin embargo, existe una gran diferencia entre las extinciones masivas anteriores y la extinción actual que estamos experimentando: la actividad humana. Específicamente, tres actividades humanas tienen un impacto importante: destrucción del hábitat, introducción de especies exóticas y sobreexplotación. Las predicciones de la pérdida de especies en el próximo siglo, una pequeña cantidad de tiempo en escalas de tiempo geológicas, oscilan entre el 10 y el 50 por ciento. Las extinciones a esta escala solo han ocurrido otras cinco veces en la historia del planeta, y han sido causadas por eventos cataclísmicos que cambiaron el curso de la historia de la vida en cada caso. La Tierra está ahora en uno de esos tiempos.

Tipos de biodiversidad

Los científicos generalmente aceptan que el término biodiversidad describe el número y los tipos de especies en un lugar o en el planeta. Las especies pueden ser difíciles de definir, pero la mayoría de los biólogos aún se sienten cómodos con el concepto y son capaces de identificar y contar especies eucariotas en la mayoría de los contextos. Los biólogos también han identificado medidas alternativas de biodiversidad, algunas de las cuales son importantes para planificar cómo preservar la biodiversidad.

Diversidad genetica es uno de esos conceptos alternativos. La diversidad o variación genética es la materia prima para la adaptación de una especie. El potencial futuro de adaptación de una especie depende de la diversidad genética contenida en los genomas de los individuos en las poblaciones que componen la especie. Lo mismo ocurre con las categorías taxonómicas superiores. Un género con tipos de especies muy diferentes tendrá más diversidad genética que un género con especies que se parecen y tienen ecologías similares. Si hubiera que elegir entre uno de estos géneros de especies que se conserva, el que tiene el mayor potencial para la evolución posterior es el más diverso genéticamente. Sería ideal no tener que tomar esas decisiones, pero cada vez más esta puede ser la norma.

Muchos genes codifican proteínas, que a su vez llevan a cabo los procesos metabólicos que mantienen a los organismos vivos y reproduciéndose. La diversidad genética se puede medir como diversidad química en el sentido de que las diferentes especies producen una variedad de sustancias químicas en sus células, tanto las proteínas como los productos y subproductos del metabolismo. Esta diversidad química tiene un beneficio potencial para los seres humanos como fuente de productos farmacéuticos, por lo que proporciona una forma de medir la diversidad que es importante para la salud y el bienestar humanos.

Los seres humanos han generado diversidad en animales domésticos, plantas y hongos. Esta diversidad también está sufriendo pérdidas debido a la migración, las fuerzas del mercado y el creciente globalismo en la agricultura, especialmente en regiones densamente pobladas como China, India y Japón. La población humana depende directamente de esta diversidad como fuente de alimento estable, y su declive preocupa a los biólogos y científicos agrícolas.

También es útil definir diversidad del ecosistema, es decir, el número de ecosistemas diferentes en el planeta o en un área geográfica determinada (Figura 2). Los ecosistemas enteros pueden desaparecer incluso si algunas de las especies pueden sobrevivir adaptándose a otros ecosistemas. La pérdida de un ecosistema significa la pérdida de interacciones entre especies, la pérdida de características únicas de coadaptación y la pérdida de productividad biológica que un ecosistema es capaz de crear. Un ejemplo de un ecosistema en gran parte extinto en América del Norte es el ecosistema de la pradera. Las praderas alguna vez se extendieron por el centro de América del Norte desde el bosque boreal en el norte de Canadá hasta México. Ahora están casi desaparecidos, reemplazados por campos de cultivo, pastizales y expansión suburbana. Muchas de las especies sobreviven, pero el ecosistema enormemente productivo que era responsable de crear los suelos agrícolas más productivos ahora se ha ido. Como consecuencia, los suelos están desapareciendo o deben mantenerse a un costo mayor.

Patrones de biodiversidad

La biodiversidad no se distribuye de manera uniforme en la Tierra. El lago Victoria contenía casi 500 especies de cíclidos solo, ignorando las otras familias de peces presentes en el lago. Todas estas especies se encontraron solo en el lago Victoria; por lo tanto, las 500 especies de cíclidos eran endémicas. Especies endémicas se encuentran en un solo lugar. Las especies endémicas con distribuciones muy restringidas son particularmente vulnerables a la extinción. Los niveles taxonómicos más altos, como géneros y familias, también pueden ser endémicos. El lago Huron contiene alrededor de 79 especies de peces, todas las cuales se encuentran en muchos otros lagos de América del Norte. ¿Qué explica la diferencia en la diversidad de peces en estos dos lagos? El lago Victoria es un lago tropical, mientras que el lago Huron es un lago templado. El lago Huron en su forma actual tiene sólo unos 7.000 años, mientras que el lago Victoria en su forma actual tiene unos 15.000 años. Los biogeógrafos han sugerido que estos dos factores, latitud y edad, son dos de varias hipótesis para explicar los patrones de biodiversidad del planeta.

Intentalo

La biogeografía es el estudio de la distribución de las especies del mundo, tanto en el pasado como en el presente. El trabajo de los biogeógrafos es fundamental para comprender nuestro entorno físico, cómo el entorno afecta a las especies y cómo los cambios ambientales afectan la distribución de una especie; también ha sido fundamental para desarrollar la teoría de la evolución. Los biogeógrafos deben comprender tanto la biología como la ecología. También necesitan estar bien versados ​​en estudios evolutivos, ciencias del suelo y climatología.

Hay tres campos principales de estudio bajo el título de biogeografía: biogeografía ecológica, biogeografía histórica (llamada paleobiogeografía) y biogeografía de conservación. La biogeografía ecológica estudia los factores actuales que afectan la distribución de plantas y animales. La biogeografía histórica, como su nombre lo indica, estudia la distribución pasada de las especies. La biogeografía de la conservación, por otro lado, se centra en la protección y restauración de especies basándose en información ecológica histórica y actual conocida. Cada uno de estos campos considera tanto la zoogeografía como la fitogeografía, la distribución pasada y presente de animales y plantas.

Uno de los patrones más antiguos observados en ecología es que la biodiversidad de especies en casi todos los grupos taxonómicos aumenta a medida que disminuye la latitud. En otras palabras, la biodiversidad aumenta más cerca del ecuador (Figura 3).

Aún no está claro por qué la biodiversidad aumenta más cerca del ecuador, pero las hipótesis incluyen la mayor edad de los ecosistemas en los trópicos versus las regiones templadas que estaban en gran parte desprovistas de vida o drásticamente empobrecidas durante la última glaciación. La idea es que una mayor edad proporciona más tiempo para la especiación. Otra posible explicación es el aumento de energía que reciben los trópicos del sol frente a la disminución de energía que reciben las regiones templadas y polares. No está del todo claro cómo un mayor aporte de energía podría traducirse en más especies. La complejidad de los ecosistemas tropicales puede promover la especiación al aumentar la heterogeneidad, o número de nichos ecológicos, en los trópicos en relación con latitudes más altas. La mayor heterogeneidad brinda más oportunidades de coevolución, especialización y quizás mayores presiones de selección que conducen a la diferenciación de la población. Sin embargo, esta hipótesis adolece de cierta circularidad: los ecosistemas con más especies fomentan la especiación, pero ¿cómo consiguieron más especies para empezar? Se ha percibido que los trópicos son más estables que las regiones templadas, que tienen un clima pronunciado y una estacionalidad diurna. Los trópicos tienen sus propias formas de estacionalidad, como la lluvia, pero generalmente se supone que son ambientes más estables y esta estabilidad podría promover la especiación.

Independientemente de los mecanismos, es cierto que todos los niveles de biodiversidad son mayores en los trópicos. Además, la tasa de endemismo es más alta y hay más puntos críticos de biodiversidad. Sin embargo, esta riqueza de diversidad también significa que el conocimiento de las especies es mínimo y existe un alto potencial de pérdida de biodiversidad.

Objetivos de aprendizaje

La biodiversidad existe en múltiples niveles de organización y se mide de diferentes maneras dependiendo de los objetivos de quienes toman las mediciones. Estas medidas incluyen el número de especies, la diversidad genética, la diversidad química y la diversidad de los ecosistemas. Se estima que el número de especies descritas es de 1,5 millones y cada año se describen alrededor de 17.000 nuevas especies. Las estimaciones del número total de especies en la Tierra varían, pero son del orden de 10 millones. La biodiversidad está correlacionada negativamente con la latitud para la mayoría de los taxones, lo que significa que la biodiversidad es mayor en los trópicos. El mecanismo de este patrón no se conoce con certeza, pero se han propuesto varias hipótesis plausibles.

En el registro fósil se pueden observar cinco extinciones masivas con pérdidas de más del 50 por ciento de las especies existentes. Los tiempos de recuperación de la biodiversidad después de las extinciones masivas varían, pero han sido de hasta 30 millones de años. Las extinciones recientes se registran en la historia escrita y son la base de un método para estimar las tasas de extinción contemporáneas. El otro método utiliza medidas de pérdida de hábitat y relaciones entre especies y áreas. Las estimaciones de las tasas de extinción contemporáneas varían, pero algunas tasas alcanzan hasta 500 veces la tasa de fondo, según se determina a partir del registro fósil, y se prevé que aumenten.


Filogenia y biogeografía de los acebos (Encina L., Aquifoliaceae)

El género de acebo, Encina L., en las Aquifoliaceae monogenéricas, es el género dioico leñoso más grande (& gt664 spp.), Con una distribución casi cosmopolita en ambientes mésicos. Construimos una filogenia basada en dos genes nucleares, que representan 177 especies distribuidas en el rango geográfico, y datadas usando registros macrofósiles. Los cinco clados principales tenían un ancestro común en el Eoceno temprano, mucho antes de lo sugerido anteriormente. Encina se originó en Asia subtropical y los clados existentes colonizaron América del Sur por 30 Ma, América del Norte por 23 Ma, Australia por 8 Ma, Europa por 6 Ma y África por 4 Ma. América del Sur y del Norte fueron colonizadas varias veces. Encina también llegó a Hawai (10 Ma) y otras islas oceánicas. Los registros de macrofósiles y polen muestran que el género ha seguido los climas mésicos a través del tiempo y el espacio, y tuvo una distribución más amplia antes del enfriamiento global del Mioceno tardío. Nuestra filogenia proporciona un marco para los estudios en ecología comparada y evolución.


Biodiversidad y salud

Las comunidades saludables dependen de ecosistemas que funcionen bien. Proporcionan aire limpio, agua dulce, medicinas y seguridad alimentaria. También limitan las enfermedades y estabilizan el clima. Pero la pérdida de biodiversidad está ocurriendo a un ritmo sin precedentes, afectando la salud humana en todo el mundo, según un informe sobre el estado del conocimiento publicado conjuntamente por el Convenio sobre la Diversidad Biológica (CBD) y la Organización Mundial de la Salud (OMS).

¿Qué es la biodiversidad?

La biodiversidad sustenta toda la vida en la Tierra y se refiere a la variedad biológica en todas sus formas, desde la composición genética de plantas y animales hasta la diversidad cultural.

¿Qué significa la biodiversidad para la salud humana?

Las personas dependen de la biodiversidad en su vida diaria, de formas que no siempre son evidentes o apreciadas. La salud humana depende en última instancia de los productos y servicios de los ecosistemas (como la disponibilidad de agua dulce, alimentos y fuentes de combustible) que son necesarios para una buena salud humana y medios de vida productivos. La pérdida de biodiversidad puede tener impactos directos significativos en la salud humana si los servicios de los ecosistemas ya no son adecuados para satisfacer las necesidades sociales. Indirectamente, los cambios en los servicios de los ecosistemas afectan los medios de vida, los ingresos, la migración local y, en ocasiones, pueden incluso provocar o exacerbar un conflicto político.

Además, la diversidad biológica de microorganismos, flora y fauna proporciona amplios beneficios para las ciencias biológicas, de la salud y farmacológicas. Se logran importantes descubrimientos médicos y farmacológicos a través de una mayor comprensión de la biodiversidad de la tierra. La pérdida de biodiversidad puede limitar el descubrimiento de tratamientos potenciales para muchas enfermedades y problemas de salud.

Amenazas a la biodiversidad y la salud

Existe una creciente preocupación por las consecuencias para la salud de la pérdida de biodiversidad. Los cambios en la biodiversidad afectan el funcionamiento de los ecosistemas y las alteraciones significativas de los ecosistemas pueden resultar en bienes y servicios de los ecosistemas que sustentan la vida. La pérdida de biodiversidad también significa que estamos perdiendo, antes del descubrimiento, muchos de los químicos y genes de la naturaleza, del tipo que ya han proporcionado a la humanidad enormes beneficios para la salud.

Impacto nutricional de la biodiversidad

La biodiversidad juega un papel crucial en la nutrición humana a través de su influencia en la producción mundial de alimentos, ya que asegura la productividad sostenible de los suelos y proporciona los recursos genéticos para todos los cultivos, el ganado y las especies marinas recolectadas para la alimentación. El acceso a la suficiencia de una variedad nutritiva de alimentos es un determinante fundamental de la salud.

La nutrición y la biodiversidad están vinculadas en muchos niveles: el ecosistema, con la producción de alimentos como un servicio del ecosistema, las especies en el ecosistema y la diversidad genética dentro de las especies. La composición nutricional entre alimentos y entre variedades / cultivares / razas del mismo alimento puede diferir dramáticamente, afectando la disponibilidad de micronutrientes en la dieta. Las dietas locales saludables, con niveles medios adecuados de ingesta de nutrientes, requieren el mantenimiento de altos niveles de biodiversidad.

La producción de alimentos intensificada y mejorada a través del riego, el uso de fertilizantes, la protección de las plantas (pesticidas) o la introducción de variedades de cultivos y patrones de cultivo afectan la biodiversidad y, por lo tanto, afectan el estado nutricional mundial y la salud humana. La simplificación del hábitat, la pérdida de especies y la sucesión de especies a menudo aumentan la vulnerabilidad de las comunidades en función de la receptividad ambiental a la mala salud.

Importancia de la biodiversidad para la investigación en salud y la medicina tradicional

La medicina tradicional sigue desempeñando un papel fundamental en la atención de la salud, especialmente en la atención primaria de salud. Se estima que el 60% de la población mundial utiliza las medicinas tradicionales y, en algunos países, están ampliamente incorporadas al sistema de salud pública. El uso de plantas medicinales es la herramienta de medicación más común en la medicina tradicional y la medicina complementaria en todo el mundo. Las plantas medicinales se obtienen mediante la recolección de poblaciones silvestres y el cultivo. Muchas comunidades dependen de productos naturales recolectados de los ecosistemas con fines medicinales y culturales, además de alimentos.

Aunque los medicamentos sintéticos están disponibles para muchos propósitos, la necesidad y demanda mundial de productos naturales persiste para su uso como productos medicinales e investigación biomédica que se basa en plantas, animales y microbios para comprender la fisiología humana y comprender y tratar las enfermedades humanas.

Enfermedades infecciosas

Las actividades humanas están perturbando tanto la estructura como las funciones de los ecosistemas y alterando la biodiversidad nativa. Tales alteraciones reducen la abundancia de algunos organismos, provocan el crecimiento de la población en otros, modifican las interacciones entre organismos y alteran las interacciones entre organismos y sus entornos físicos y químicos. Los patrones de enfermedades infecciosas son sensibles a estas alteraciones. Los principales procesos que afectan los reservorios y la transmisión de enfermedades infecciosas incluyen, deforestación, cambio de uso de la tierra, gestión del agua, p. a través de la construcción de presas, riego, urbanización descontrolada o resistencia a la expansión urbana a los pesticidas químicos utilizados para controlar ciertos vectores de enfermedades, la variabilidad climática y el cambio, la migración y los viajes y el comercio internacionales y la introducción humana accidental o intencional de patógenos.

Cambio climático, biodiversidad y salud

La biodiversidad proporciona numerosos servicios de los ecosistemas que son cruciales para el bienestar humano en el presente y en el futuro.El clima es una parte integral del funcionamiento de los ecosistemas y la salud humana se ve afectada directa e indirectamente por los resultados de las condiciones climáticas en los ecosistemas terrestres y marinos. La biodiversidad marina se ve afectada por la acidificación de los océanos relacionada con los niveles de carbono en la atmósfera. La biodiversidad terrestre está influenciada por la variabilidad climática, como los eventos climáticos extremos (es decir, sequías, inundaciones) que influyen directamente en la salud del ecosistema y la productividad y disponibilidad de los bienes y servicios del ecosistema para uso humano. Los cambios climáticos a largo plazo afectan la viabilidad y la salud de los ecosistemas, influyendo en los cambios en la distribución de plantas, patógenos, animales e incluso asentamientos humanos.

Hechos clave

La biodiversidad proporciona muchos bienes y servicios esenciales para la vida en la tierra.. La gestión de los recursos naturales puede determinar el estado de salud básico de una comunidad. La gestión ambiental puede contribuir a asegurar los medios de vida y mejorar la resiliencia de las comunidades. La pérdida de estos recursos puede crear las condiciones responsables de la morbilidad o la mortalidad.

La biodiversidad apoya las necesidades humanas y sociales, incluida la seguridad alimentaria y nutricional, la energía, el desarrollo de medicamentos y productos farmacéuticos y el agua dulce, que en conjunto sustentan la buena salud. También apoya las oportunidades económicas y las actividades de ocio que contribuyen al bienestar general.

Cambio de uso del suelo, la contaminación, la mala calidad del agua, la contaminación química y por desechos, el cambio climático y otras causas de la degradación de los ecosistemas contribuyen a la pérdida de la diversidad biológica y pueden plantear amenazas considerables para la salud humana.

La salud y el bienestar humanos están influenciados por la salud de las comunidades locales de plantas y animales, y la integridad de los ecosistemas locales que forman.

Enfermedades infecciosas causan más de mil millones de infecciones humanas por año, con millones de muertes cada año en todo el mundo. Aproximadamente dos tercios de las enfermedades infecciosas humanas conocidas se comparten con los animales, y la mayoría de las enfermedades emergentes recientes están asociadas con la vida silvestre.


1.4.19.10: Biodiversidad - Biología

Todos los artículos publicados por MDPI están disponibles inmediatamente en todo el mundo bajo una licencia de acceso abierto. No se requiere un permiso especial para reutilizar todo o parte del artículo publicado por MDPI, incluidas las figuras y tablas. Para los artículos publicados bajo una licencia Creative Common CC BY de acceso abierto, cualquier parte del artículo puede ser reutilizada sin permiso siempre que el artículo original esté claramente citado.

Los artículos de fondo representan la investigación más avanzada con un potencial significativo de alto impacto en el campo. Los artículos de fondo se envían por invitación individual o recomendación de los editores científicos y se someten a una revisión por pares antes de su publicación.

El artículo destacado puede ser un artículo de investigación original, un estudio de investigación novedoso y sustancial que a menudo implica varias técnicas o enfoques, o un artículo de revisión completo con actualizaciones concisas y precisas sobre los últimos avances en el campo que revisan sistemáticamente los avances científicos más interesantes. literatura. Este tipo de artículo ofrece una perspectiva sobre las futuras direcciones de la investigación o sus posibles aplicaciones.

Los artículos de Editor's Choice se basan en las recomendaciones de los editores científicos de las revistas de MDPI de todo el mundo. Los editores seleccionan una pequeña cantidad de artículos publicados recientemente en la revista que creen que serán particularmente interesantes para los autores o importantes en este campo. El objetivo es proporcionar una instantánea de algunos de los trabajos más interesantes publicados en las diversas áreas de investigación de la revista.


Efectos del uso de la tierra y el cambio climático en el tamaño de la población y el riesgo de extinción de las plantas andinas

Se predice que las especies de plantas andinas cambiarán su distribución o "migrarán" hacia arriba en respuesta al calentamiento futuro. Los impactos de estos cambios en el tamaño de la población de las especies y su capacidad para persistir frente al cambio climático dependerán de muchos factores, incluida la distribución de los individuos dentro de los rangos de las especies, la capacidad de las especies para migrar y permanecer en equilibrio con el clima, y patrones de uso humano de la tierra. El uso humano de la tierra puede ser especialmente importante en los Andes, donde las actividades antropogénicas por encima de la línea de árboles pueden crear una barrera dura para las migraciones ascendentes, poniendo en peligro la biodiversidad andina de gran altitud. Para comprender mejor cómo el cambio climático puede afectar el hotspot de biodiversidad andina, predecimos las respuestas distributivas de cientos de especies de plantas a los cambios de temperatura incorporando distribuciones de densidad de población, tasas de migración y patrones de uso humano de la tierra. Mostramos que las especies de plantas de los bosques altoandinos pueden aumentar el tamaño de su población si pueden migrar a las extensas áreas terrestres por encima de la línea actual de árboles. Sin embargo, si el ritmo del cambio climático excede la capacidad de las especies para migrar, todas las especies experimentarán grandes pérdidas de población y, en consecuencia, pueden enfrentar un alto riesgo de extinción. Utilizando tasas de migración intermedias consistentes con las observadas para la región, todavía se predice que la mayoría de las especies experimentarán disminuciones de población. En un escenario de uso de la tierra como siempre, encontramos que todas las especies experimentarán grandes pérdidas de población independientemente de la tasa de migración. El efecto del uso de la tierra por parte de los seres humanos es más pronunciado para las especies de gran altitud que cambian de los aumentos previstos en el tamaño de la población a las disminuciones previstas. La influencia predominante del uso de la tierra en las respuestas pronosticadas de las especies andinas al cambio climático puede considerarse alentadora, ya que todavía hay tiempo para iniciar programas de conservación que limiten las perturbaciones y / o faciliten la migración ascendente y la persistencia de las especies de plantas andinas.

Cuadro S1. Lista de todos los herbarios y colecciones que contribuyen a los registros de colección de plantas utilizados en este estudio, según se accede a través del Servicio de información sobre diversidad biológica mundial (12 / 2008–1 / 2009).

Cuadro S2. Cambios en el tamaño de la población de plantas andinas pronosticados bajo un aumento de 1 grado de calentamiento de + 1 ° a + 8 ° C incorporando diferentes escenarios de migración y cambio de uso de la tierra. Los valores positivos (negrita) indican aumentos de población previstos.

Cuadro S3. Cambios en el tamaño de la población pronosticados para especies individuales de árboles andinos debido al calentamiento de 5 ° C.

Tenga en cuenta: Wiley-Blackwell no es responsable del contenido o la funcionalidad de los materiales de apoyo proporcionados por los autores. Cualquier consulta (que no sea material faltante) debe dirigirse al autor correspondiente del artículo.

Nombre del archivo Descripción
GCB_2197_sm_suppl-t1.pdf24.9 KB Elemento de información de apoyo
GCB_2197_sm_suppl-t2.pdf49.4 KB Elemento de información de apoyo
GCB_2197_sm_suppl-t3.pdf22.9 KB Elemento de información de apoyo

Tenga en cuenta: El editor no es responsable del contenido o la funcionalidad de la información de apoyo proporcionada por los autores. Cualquier consulta (que no sea contenido faltante) debe dirigirse al autor correspondiente del artículo.


Discusión

La biodiversidad subterránea en los bosques europeos se relaciona positivamente con la producción de muchos servicios de los ecosistemas

Se ha señalado el papel de la biodiversidad en la provisión actual y futura de servicios ecosistémicos (Cardinale et al., 2012 Mace et al., 2012 Balvanera et al., 2014), y los administradores deben considerar la biodiversidad seriamente, ya que la gestión inadecuada de los ecosistemas podría comprometer el mantenimiento de sus funciones y servicios (D & # x000EDaz et al., 2018). Se demostró que la biodiversidad del suelo es un impulsor principal de la estabilidad del ecosistema (Yang et al., 2019) y se propuso la adaptación de las prácticas forestales y la composición de especies de árboles para poder sostener el suministro de servicios en condiciones de cambio climático (Luyssaert et al. , 2018). Muchos servicios de los ecosistemas se han dado por sentado y se han considerado infinitos. Ahora ha quedado claro que la degradación de los ecosistemas (Ellis et al., 2010), que ocurre en todo el mundo, también está disminuyendo los servicios que pueden proporcionar. A nivel europeo, la biodiversidad del suelo está amenazada, en particular, en áreas de alta densidad de población junto con aquellas que tienen una intensa actividad agrícola (Jeffery et al., 2010). El uso de servicios ecosistémicos como concepto permite estudiar y comparar las diferentes funciones y servicios de los ecosistemas junto con una evaluación de cómo esto se asocia con otros aspectos clave como la biodiversidad y cómo esto podría verse afectado por el cambio ambiental. Además, ayuda a sensibilizar al público y ofrece información para los responsables de la toma de decisiones (Science for Environment Policy, 2015).

Aquí, en nuestra investigación de las relaciones entre la biodiversidad del suelo y los servicios de los ecosistemas en los bosques europeos, recopilamos datos de estudios publicados con el objetivo de sintetizar el conocimiento existente, explorar la naturaleza de las relaciones y definir las brechas de conocimiento. En general, encontramos 574 estudios para las 518 combinaciones de grupos bióticos y servicios de los ecosistemas, es decir, en promedio, un poco más de un estudio por combinación, aunque algunos estudios contribuyeron a varias relaciones. Detectamos que el 92% de nuestras combinaciones de biodiversidad subterránea de un grupo de biota dado y un servicio de ecosistema individual no estaban cubiertas por datos o solo fueron abordadas por muy pocos estudios. Para la mayoría de las combinaciones investigadas, falta conocimiento. Del 8% restante de vínculos bien evaluados entre la diversidad de la biota del suelo y los servicios de los ecosistemas, la gran mayoría de las relaciones fueron principalmente positivas. Sin embargo, para algunos grupos de biota del suelo se detectaron relaciones contrastantes, lo que sugiere una naturaleza ambigua de estos vínculos, probablemente impulsada por la competencia entre grupos de biota del suelo, impulsada por la influencia del contexto ambiental de los estudios o relacionada con la naturaleza antagónica de algunos servicios.

Específicamente, para los servicios de aprovisionamiento, una creciente diversidad de la biota del suelo se asoció con el suministro de servicios de aprovisionamiento para la mayoría de los subgrupos bióticos. También se encontraron algunos casos neutrales y negativos y para algunos, por ejemplo, algas, no se pudo encontrar evidencia directa. En el caso de los servicios de regulación, un aumento en la diversidad subterránea apareció solo para un pequeño número de relaciones potenciales y en dos tercios de todos los casos esto se asoció positivamente con los servicios de los ecosistemas, el resto mostró principalmente una relación neutra o en un caso negativa. Casi todos los grupos bióticos contribuyeron a la prestación de servicios culturales, pero el efecto positivo de una mayor biodiversidad (en el sentido de la cantidad de especies) no fue sencillo. Dentro de los grupos bióticos, la importancia de la biodiversidad dependía de un complejo de fenómenos naturales y culturales como la ocurrencia de especies en el área, el reconocimiento popular de la especie o la tradición de uso. Aquí, no encontramos ninguna evidencia publicada de arqueas y enchytraeidae como proveedores directos de beneficios culturales. Se reportan servicios de apoyo de diversidad subterránea para la mayoría de la fauna y los hongos del suelo, y menos para los taxones más pequeños (procariotas, protistas), con un papel sorprendentemente pequeño para las raíces de las plantas. La mayoría de estas relaciones son positivas y solo unos pocos estudios muestran relaciones neutrales o negativas. En las secciones siguientes, primero ilustramos el carácter específico de las relaciones entre la biodiversidad subterránea y los servicios de los ecosistemas en todas las categorías de servicios principales para los principales grupos bióticos, discutimos las implicaciones de la elección de utilizar el marco de MEA en nuestro estudio de los servicios de los ecosistemas y luego presentar algunas consideraciones generales de nuestro trabajo.

Las relaciones específicas entre la biodiversidad subterránea y los servicios de los ecosistemas en los bosques europeos

Raíces de plantas

Las raíces de las plantas son la interfaz principal entre la biota aérea y subterránea, influyen en su entorno a través de la absorción de nutrientes y agua y, a su vez, suministran carbono y exudados al suelo. El entorno cercano a las partes de intercambio más activas del sistema radicular, la llamada rizosfera, alberga una gran diversidad de microorganismos (Hinsinger et al., 2009). Un bosque de especies mixtas con una mayor diversidad de especies en la superficie soportaría una mayor diversidad de raíces bajo tierra, lo que debería proporcionar una mejor cobertura espacial y profunda de las raíces debido a las diferentes distribuciones de raíces finas y gruesas de diferentes especies de árboles. En tal caso, los sistemas de raíces podrían estar compitiendo por los mismos recursos, optimizar la ocupación del espacio y, por lo tanto, la adquisición de recursos o presentar una segregación de raíces vertical para evitar la competencia. En este sentido, la diversidad de árboles en varios casos condujo a una interacción de especies positiva con mayor crecimiento, es decir, mayores servicios de aprovisionamiento de fibra o combustible (Pretzsch et al., 2013 Jucker et al., 2014 Pretzsch y Zenner, 2017). Grossiord et al. (2014), donde en mezclas de especies específicas Fagus sylvatica extrajo agua de capas de suelo progresivamente más profundas. Dawud y col. (2016) informaron una mayor biomasa de raíces en capas de suelo más profundas con una creciente diversidad de especies de árboles y esto se asoció con mayores existencias de C del subsuelo. En el caso de las perturbaciones bióticas, la presencia de especies más resistentes o resilientes en mezclas en comparación con los monocultivos con solo especies susceptibles o menos resilientes puede prevenir daños o disminuir la reducción en la función del ecosistema (Bauhus et al., 2017 Pretzsch y Zenner, 2017) .

Se espera que las diferencias en la distribución de las raíces, la morfología de las raíces y la arquitectura de las raíces en los sistemas forestales mixtos afecten positivamente la formación del suelo a través de su influencia en los sistemas de raíces en descomposición, la purificación del agua a través de un efecto de desaceleración en los flujos de agua y los ciclos hidrológicos entre el suelo y las plantas (Christen y Dalgaard, 2013). Las raíces juegan un papel importante en la reducción de la escorrentía y la pérdida de suelo. Esto ha sido revisado recientemente por Liu et al. (2018). Se demostró que las raíces tienen un papel particular (en comparación con la vegetación aérea) en los bosques (en comparación con los pastizales). La diversidad de raíces de árboles afectó positivamente los hábitats de apoyo para hongos (Summerbell, 2005 Danielsen et al., 2012), colémbolos (Rossetti et al., 2015), ácaros y microbios (Nielsen et al., 2012) y a través de sistemas de raíces en descomposición para insectos y poliporos (Kolstr & # x000F6m y Lumatjarvi, 1999). La biodiversidad de las raíces de las plantas contribuyó positivamente a la mayoría de los servicios culturales mediante el uso de raíces de plantas comestibles o medicinales. Las partes subterráneas de plantas forestales todavía se utilizan en los países europeos, lo que contribuye a la diversidad cultural y el patrimonio como parte de la tradición local (Leporatti e Ivancheva, 2003 & # x00160ari & # x0010D-Kundali & # x0010D et al., 2010 Turner et al., 2011 Stryamets et al., 2015). Varias publicaciones que tratan sobre la tradición de la recolección de plantas también señalan sus propiedades medicinales, lo que refleja sus beneficios positivos para la salud y el bienestar y el valor del conocimiento tradicional y los rituales espirituales (Ivancheva y Stantcheva, 2000 Vogl et al., 2013). Stryamets y col. (2015) muestran que la tradición de recolección de plantas silvestres tiene una influencia positiva en las relaciones sociales, la recreación y la salud en general. Trestrail (2000) y Carter (2003) proporcionan ejemplos de cómo las raíces y el uso de venenos (incluidos los derivados de las raíces de las plantas) se describen en obras de arte y literatura de ficción.

Varios estudios informaron sobre la contribución positiva de una mayor diversidad de raíces de plantas de árboles en el ciclo de nutrientes, el ciclo del carbono y la producción primaria (Vil & # x000E0 et al., 2004 Guckland et al., 2009 Meinen et al., 2009a, b , c Gundale et al., 2010 Lang y Polle, 2011 Lei et al., 2012 Jacob et al., 2014 Schleu & # x000DF et al., 2014 Domisch et al., 2015 Dawud et al., 2016). La mayoría de estas relaciones se describieron como débilmente positivas o neutrales en gradientes de diversidad de plantas arbóreas de una a cinco especies y parece prematuro sacar conclusiones firmes sobre un efecto positivo de las raíces de las plantas arbóreas. En particular, un grupo de investigadores informó un efecto positivo sobre la producción primaria y el ciclo del carbono en un estudio (Meinen et al., 2009a) y dos veces un efecto bastante neutral (Meinen et al., 2009b, c). Schleu & # x000DF et al. (2014) mostraron concentraciones de carbono más altas en suelos bajo rodales de especies diversas en comparación con los monocultivos y sugirieron que las diferencias en la biomasa de las raíces finas, el recambio de las raíces finas, los efectos de la rizosfera de especies específicas junto con las diferencias en la descomposición de la hojarasca podrían explicar esto. Metcalfe y col. (2011) sugirió que la composición de la comunidad vegetal, en lugar de la diversidad, suele ejercer el control dominante sobre la salida de carbono del suelo en los sistemas naturales. En su revisión, Vesterdal et al. (2013) argumentó que la identidad de especie (de una especie en las mezclas) bien podría impulsar los efectos de diversidad observados. En general, el papel de las raíces en la diversidad y las funciones del ecosistema parece subrayarse en nuestro estudio, presumiblemente porque la mayoría de los estudios que evalúan las funciones del ecosistema de las raíces de las plantas investigan solo una especie de árbol.

Hongos

Se sugirió que una mayor diversidad de hongos influye positivamente en la formación del suelo y la producción primaria a través de los efectos directos sobre la fisiología del hospedador, los beneficios de los nutrientes para las plantas y el desarrollo del micelio y a través de los efectos indirectos sobre la composición y el funcionamiento de la comunidad microbiana del suelo de las plantas (Lavelle et al., 1997 Rillig , 2004 Hoeksema et al., 2010) y, como tal, contribuye a muchos procesos del ecosistema como reguladores de los procesos del ecosistema (Heilmann-Clausen et al., 2015). Hay indicios de que en el caso de una mayor diversidad de hongos, existe un beneficio debido a un aumento de la productividad de los árboles, y por ende, la oferta de los servicios & # x0201Cfiber & # x0201D y & # x0201Cfuel & # x0201D, pero el los efectos de la diversidad de hongos en la producción primaria variaron según la configuración. Por ejemplo, Jonsson et al. (2001) demostraron que en un gradiente de diversidad fúngica de una a ocho especies, los efectos sobre la producción primaria fueron neutrales a positivos en condiciones de sustrato de baja fertilidad y neutrales a negativos en condiciones de sustrato de alta fertilidad para respectivamente. Betula pendula y Pinus sylvestris. Asimismo, en el estudio de Ducic et al. (2009), la interacción con las propiedades del suelo y la variedad de árboles hospedantes ejerció una influencia más fuerte en la eficiencia de la producción y el uso de nutrientes que la diversidad de hongos en las raíces. Con respecto a los hongos patógenos, Aponte et al. (2013) señalaron que la mayoría de los efectos de retroalimentación planta-suelo reportados mediados por hongos patógenos del suelo sobre la producción de fibra y combustible son negativos. Sin embargo, G & # x000F3mez-Aparicio et al. (2012) no encontraron evidencia de efectos de retroalimentación del suelo a través de patógenos del suelo en su análisis de los patrones espaciales de patógenos del suelo en mezclas Quercus bosques.

A través de la producción de cuerpos fructíferos, una microflora fúngica diversa influye directamente en el suministro de & # x0201Cfood & # x0201D y & # x0201C bioquímicos, medicinas naturales y farmacéuticas & # x0201D (Heilmann-Clausen et al., 2015). Los hongos de más de 1100 especies de hongos se utilizan como fuente de alimento o medicina tradicional en más de 80 países (Boa, 2004).Esto incluye las tres categorías de hongos: hongos micorrízicos, saprotróficos y patógenos. Bonet y col. (2008) mostró que la producción de carpóforos de hongos está relacionada positivamente con la diversidad de hongos subterráneos en Pinus sylvestris bosques en los Pirineos, mientras que la mayor diversidad y producción no ocurrió simultáneamente en el estudio de Hern & # x000E1ndez-Rodr & # x000EDguez et al. (2015) en un matorral mediterráneo sometido a desmonte e incendio. Tanto el ciclo de nutrientes como el del carbono se beneficiaron de una mayor diversidad de hongos. Los hongos y # x02013 micorrizas, saprotróficas y patógenas & # x02013 fueron mencionados como proveedores de tradición local, diversidad lingüística y folclore en muchos países europeos (por ejemplo, Wasson y Wasson, 1957 Spooner y L & # x000E6ss & # x000F8e, 1994 H & # x000E4rk & # x000F6 , 2010 Yamin-Pasternak, 2011). Trinkauske (2008) y (Dugan, 2008a, b) muestran los efectos positivos de los hongos en los valores espirituales y religiosos a través de las creencias y la mitología relacionadas con los hongos y la recolección de hongos. Además, (Dugan, 2008a, b) y Yamin-Pasternak (2008) indican la importancia de los hongos para los valores patrimoniales: cocina tradicional, representación en textos antiguos y artefactos. Numerosas referencias tratan los hongos como objetos de inspiración y dos de ellos (Kiernan, 2010 Rutter, 2010) también mencionan los valores estéticos de los hongos.

La diversidad de hongos afecta positivamente el nivel general de conocimiento sobre hongos y uso de hongos, tanto tradicionales (principalmente relacionados con usos de hongos y recolección de hongos) como formales (uso de hongos en arqueología, paleoecología, forense, etnología, ciencias del suelo y de la evolución, monitoreo ambiental ). Los hongos son importantes para la enseñanza de los estudiantes y, más ampliamente, para la educación ambiental (Ramesh, 2016 Halme et al., 2017). Se indicó un efecto neutro de los hongos para los sistemas de conocimiento: el uso de hongos para el monitoreo ambiental (Rantalainen et al., 2008 Egli, 2011) y su efectividad como medicamentos (Money, 2016). Los hongos contribuyeron al & # x0201Csentido del lugar & # x0201D, ya que la recolección de hongos es una parte importante de la vida y está asociada con el & # x0201Csentido del hogar & # x0201D, principalmente para los europeos del Este (Wasson y Wasson, 1957 H & # x000E4rk & # x000F6nen, 1998 Yamin-Pasternak, 2011). Los hongos y su recolección contribuyen positivamente a varios aspectos y niveles de las relaciones sociales: lazos familiares y comunitarios, transferencia de conocimientos y tradiciones e impacto socioeconómico (Trinkauske, 2008 Luczaj y Nieroda, 2011 Yamin-Pasternak, 2011 Garibay-Orijel et al. , 2012). La recolección de hongos (principalmente hongos micorrízicos y saprotróficos) es una forma de recreación popular en muchos países (por ejemplo, Stryamets et al., 2015 Sisak et al., 2016). Además, los hongos micorrízicos se utilizan para monitorear el estado de los bosques recreativos (por ejemplo, Barrico et al., 2012). Los impactos positivos en la salud y el bienestar se demostraron a través de los hongos como fuentes de compuestos bioactivos (p. Ej., Heleno et al., 2010) y a través de los efectos positivos de la recolección de hongos como actividad física (Bere y Westersjo, 2013 Stryamets et al., 2015 ).

Los hongos micorrízicos y los saprótrofos también se mencionaron como proveedores de perjuicios culturales relacionados predominantemente con & # x0201Salud y bienestar & # x0201D. Estos informes se referían principalmente a especies venenosas y oligoelementos acumulados en hongos comestibles como peligro para la salud humana. Sin embargo, algunas referencias también indicaron un impacto negativo de los hongos (o más bien su picadura) en las relaciones sociales, es decir, choques con las leyes ambientales y de propiedad (Boa, 2004 de Rom & # x000E1n et al., 2006 Wright, 2010) o en la espiritualidad. valores religiosos, ya que algunas religiones demuestran una actitud sospechosa hacia los hongos (Yamin-Pasternak, 2011). El impacto de los hongos en el cultivo fue mucho más variable geográficamente que cualquier otro grupo biótico, la variabilidad derivada de la actitud de la sociedad hacia los hongos, identificada por primera vez por Wasson y Wasson (1957) y luego nombrada por Hawksworth (1996) como & # x0201Cmycophobia & # x00027s # x0201D y & # x0201Cmicofilia. & # x0201D Dependiendo de si el país o la región es & # x0201Cmicofóbico & # x0201D (temeroso / indiferente a los hongos) o & # x0201Cmicofílico & # x0201D (aficionado a los hongos), también habría diferencias en la biodiversidad especies de hongos que prestan servicios culturales o perjudican.

Los diferentes tipos de micorrizas muestran diferentes flujos de nutrientes, diferentes estructuras fúngicas y, en consecuencia, diferentes flujos de carbono en el suelo (Read, 1991 Read y Perez-Moreno, 2003 Churchland y Grayston, 2014). Se informó que la diversidad de especies de HMA promueve el almacenamiento de carbono en el suelo (Rillig, 2004) y la diversidad de hongos aumentó los flujos de C a través de una mayor producción de biomasa micelial y una mayor descomposición de material micelial muerto (Wilkinson et al., 2011, 2012). Esto sugiere además un efecto de la diversidad de hongos en la regulación del clima. Se demostró que las actividades enzimáticas varían entre especies y para aumentar la diversidad fúngica, se incrementó la actividad total de las enzimas movilizadoras de nutrientes (Courty et al., 2005) y se mejoró la descomposición general de la materia orgánica (Tiunov y Scheu, 2005 Courty et al. ., 2010 Rajala et al., 2012 Creamer et al., 2016). Se reportaron efectos positivos en los ciclos de N, P, Mg o Fe, su movilización o su incorporación en tejidos vegetales para una mayor diversidad fúngica (Tremoli & # x000E8res et al., 1998 Calvaruso et al., 2007 Leski et al., 2010 Velmala et al. al., 2014). Sin embargo, se demostró que tales efectos dependen de la especie de árbol (Lang y Polle, 2011), y en el caso de árboles jóvenes, una diversidad de solo una o dos especies de ECM fue mejor para la nutrición de las plántulas que una mayor diversidad de hongos (Velmala et al., 2013). Aunque la eficiencia de los hongos para el ciclo del carbono fue mayor para aumentar la diversidad, esto fue mayormente así en el extremo pobre de la especie del gradiente de diversidad (Set & # x000E4l & # x000E4 y McLean, 2004). Además, dentro de poblaciones de hongos muy diversas, distribuidas a través de diferentes horizontes de suelo, las especies menos abundantes hacen una contribución importante a los procesos de descomposición en los suelos (Baldrian et al., 2012). B & # x000F6deker y col. (2016) han demostrado que los gremios de hongos micorrízicos y saprotróficos compiten por los mismos sustratos orgánicos, pero aún afectan de manera diferente la descomposición de la materia orgánica a través de la producción diferencial de enzimas. En general, una mayor diversidad de hongos puede resultar en la explotación de diferentes nichos y capas del suelo, y a través de la combinación de las contribuciones de especies que tienen todas las actividades enzimáticas especializadas y a través de sus diferentes estructuras de hongos y vida útil, generan diferentes procesos de almacenamiento de carbono y nutrientes. y los microorganismos asociados dependen de estos hongos por su carbono, energía y nutrientes. Una variedad de usos ha evolucionado a partir de la recolección de hongos y esto genera una miríada de servicios para los humanos.

Procariota

La diversidad microbiana se explica comúnmente por las diferentes especies de árboles y la calidad del suelo y la hojarasca asociadas, incluida la acidez. El pH del suelo es un factor importante de las bacterias del suelo, y cuando la composición química de la hojarasca de hoja perenne conduce a un pH más bajo en los bosques de coníferas, esto puede dar forma a la composición de la comunidad microbiana (Llad & # x000F3 et al., 2018). Según Lauber et al. (2009), la diversidad filogenética general de bacterias en suelos con un pH bajo es claramente más baja que en suelos con un pH neutro. A un pH bajo, las Actinobacterias y Bacteriodetes son menos abundantes, en contraste con las Acidobacterias que ocurren en mayor abundancia (Lauber et al., 2009). Por lo tanto, los bosques latifoliados ricos en especies y con un pH más neutro tienen un efecto positivo en el suministro de & # x0201C recursos genéticos & # x0201D. Los estudios de la biodiversidad bacteriana mejoraron el conocimiento de las funciones biológicas y bioquímicas del suelo al tomar en consideración los efectos conjuntos de las comunidades microbianas biodiversas (Frey-Klett et al., 2007 Burns et al., 2013). Varios estudios demostraron que la diversidad bacteriana subterránea se relaciona positivamente con el ciclo de nutrientes, el ciclo del carbono o la formación del suelo. Uroz y col. (2007) informaron sobre la diversidad bacteriana en la ectomicorrizosfera y el mayor potencial de meteorización mineral en los suelos forestales que investigaron. Calvaruso et al. (2010) demostraron además que los robles y hayas en este sitio forestal han desarrollado estrategias para seleccionar las comunidades bacterianas con los potenciales de meteorización mineral más eficientes, destacando el papel de la diversidad bacteriana en la formación del suelo a través de la mineralización de minerales primarios o secundarios. En otro estudio, demostraron que una diversidad vertical de comunidades bacterianas permitía meteorizar minerales en las capas del subsuelo y movilizar fósforo y hierro de manera eficiente (Calvaruso et al., 2007).

Uroz y col. (2011) revisaron las características de las bacterias que erosionan los minerales y demostraron que varios géneros tienen la capacidad de resistir los minerales y mejorar la nutrición de los árboles. Salminen y col. (2010) indicaron una variedad de actividades en la comunidad microbiana, pero en general, la relación entre la diversidad y la actividad enzimática o el estado de C y N estuvo dominada por la redundancia funcional de los organismos dentro de la comunidad. H & # x000E4ttenschwiler y col. (2005) proporcionaron evidencia de que la diversidad de organismos descomponedores influye en gran medida en la descomposición de la hojarasca y la mineralización de nutrientes. En su estudio sobre el impacto del abedul agregado a un páramo de brezos, Mitchell et al. (2010) mostraron tasas más rápidas de ciclo de nutrientes en presencia de abedul, donde las redes tróficas dominadas por bacterias generalmente se asocian con tasas más rápidas de ciclo de nutrientes. Las bacterias inmovilizaron N debido a las proporciones relativamente altas de C: N de su sustrato, y el pastoreo microbiano estimuló el recambio bacteriano y, por lo tanto, estimuló el ciclo del N (Schr & # x000F6ter et al., 2003). H & # x000E4ttenschwiler y col. (2011), en su revisión, informaron que a pesar de la redundancia funcional, la riqueza de especies facilitó la coexistencia de especies, aumentó el número de individuos y aumentó la descomposición de celulosa en tratamientos con más de dos especies. Sin embargo, para la diversidad de especies entre dos y diez especies, la redundancia podría ocurrir en cualquier etapa. Salminen y col. (2010) también informaron que debido a la redundancia funcional de los organismos del suelo, la composición de la comunidad del suelo de los descomponedores del suelo no ejerció una fuerte influencia sobre los ciclos de C y N en el suelo.

Se evaluó el efecto de las arqueas oxidantes de amoníaco en la regulación de la calidad del agua relacionada con los procesos de nitrificación (Malchair y Carnol, 2013). Farrell y col. (2010) investigaron la regulación de peligros en suelos contaminados con Cu, Pb y Zn y solo se pudo observar un pequeño efecto del aumento de la diversidad bacteriana y fúngica en la remediación de metales. Ushio y col. (2013) investigaron si la calidad del sustrato podría afectar la relación entre la diversidad microbiana y la estabilidad de las actividades de descomposición del suelo. Demostraron una relación positiva diversidad-estabilidad para la comunidad microbiana del suelo. Los cambios en la calidad del sustrato, que podrían ser inducidos por el cambio climático, tienen impactos en los procesos de descomposición y el CO2 emisiones de los suelos, pero tales impactos pueden ser atenuados por la diversidad funcional de las comunidades microbianas del suelo (Ushio et al., 2013). Las enzimas extracelulares involucradas en la transformación del carbono determinan en gran medida la abundancia de comunidades bacterianas del suelo, mientras que se demostró que las actividades de las enzimas extracelulares que impulsan la oxidación del carbono regulan la abundancia de hongos saprofitos (You et al., 2013). Estos hallazgos demuestran las complejas interacciones entre plantas, suelo y comunidades microbianas. El aumento de la proporción de hongos: bacterias también se asoció con un mayor secuestro de carbono (Bailey et al., 2002) y los microorganismos específicos tienen un control específico sobre la producción y el consumo de muchos gases traza relevantes para el clima y la composición química del aire (Conrad, 1996) . Además, se encontró abundante evidencia de conexiones directas entre los cambios en la comunidad microbiana del ciclo del metano, debido a cambios climáticos y ambientales, y los niveles de flujo de metano observados (Aronson et al., 2013). Los organismos pequeños como las bacterias pueden, por tanto, ser impulsores clave de la energía y las transformaciones de las fases minerales y orgánicas, lo que a menudo resulta en relaciones positivas entre la diversidad y la formación del suelo, los ciclos de nutrientes y carbono y presumiblemente los flujos de gases.

Fauna del suelo

La fauna del suelo puede verse como ingenieros de ecosistemas que a través de sus actividades de excavación, degradación o alimentación afectan los ciclos de nutrientes, carbono y agua, pueden modificar la textura del suelo, proporcionar hábitats de apoyo para otros grupos de fauna y contribuir a la producción primaria (Lavelle et al., 1997). Varios estudios han abordado la abundancia y diversidad de la fauna del suelo en relación con la edad del rodal, la estructura del rodal y la diversidad del rodal arbóreo, pero no surgió un patrón general entre la diversidad aérea y la diversidad genética de las comunidades subterráneas, con relaciones positivas, neutrales y negativas (Salamon et al., 2008 Salamon y Wolters, 2009 Chauvat et al., 2011 Cesarz et al., 2013 Korboulewsky et al., 2016 Mueller et al., 2016). A la inversa, se informaron efectos positivos de la diversidad de la fauna del suelo sobre el ciclo de nutrientes para todos los grupos de fauna del suelo considerados y se relacionan principalmente con el aumento de la mineralización, la degradación de la hojarasca o las interacciones tróficas entre organismos, lo que permite el suministro de nutrientes para la absorción de las raíces y, posteriormente, para estimular la entrega. de servicios de fibra y combustibles. Estas relaciones positivas a neutrales se refieren a las lombrices de tierra (p. Ej., Scheu, 2003 Jacob et al., 2009 Blouin et al., 2013 Rajapakshaa et al., 2014), enchytraeids (p. Ej., Swift et al., 1998 Schr & # x000F6ter et al., 2003 Creamer et al., 2016), colémbolos (p. Ej., Liiri et al., 2002 Lenoir et al., 2007 Jacob et al., 2009), ácaros (p. Ej., Heneghan y Bolger, 1996, 1998 Jacob et al., 2009) , isópodos (p. ej., Co & # x000FBteaux et al., 1991 Jacob et al., 2009) y nematodos (p. ej., Laakso et al., 2000 Schr & # x000F6ter et al., 2003).

Como ingenieros de ecosistemas, las lombrices de tierra contribuyen a múltiples funciones del suelo y servicios asociados, sin embargo, incluso para un grupo tan conocido hay una ausencia notable de estudios que investiguen los efectos de la diversidad de las lombrices de tierra sobre aquellos que abordan la presencia de ausencia de especies individuales. El efecto de las lombrices de tierra en funciones clave del suelo como la estructura del suelo y el ciclo de nutrientes y los servicios ecosistémicos asociados (por ejemplo, regulación del agua, control de la erosión, producción primaria) son difíciles de evaluar cuantitativamente, debido a la complejidad de los sistemas del suelo (Kibblewhite et al., 2008 Blouin et al., 2013). En el caso individual de los efectos de las lombrices de tierra en la regulación del agua, por ejemplo, la infiltración y el almacenamiento del agua están influenciados no solo por las propiedades del suelo en cuestión, sino también por la amplia variedad de tamaños de poros y características morfológicas producidas por diferentes grupos ecológicos de lombrices de tierra ( Peres et al., 1998 Shipitalo y Butt, 1999 Blouin et al., 2013). Los efectos de la diversidad de las lombrices de tierra en la producción primaria son igualmente complejos, entre otras cosas porque las interacciones entre las lombrices y las plantas son multidireccionales y consisten en efectos directos (p. Ej., Alimentación de raíces) e indirectos (p. Ej., Mediante la modificación de la estructura del suelo), y estos también difieren entre las lombrices de tierra ecológicas grupos (Brussaard, 1999 Scheu, 2003 Kukkonen et al., 2004). La producción primaria de abedul y eucalipto fue estimulada en un 25% por dos especies de lombrices de tierra que interactúan en un experimento de mesocosmos basado en el campo (Rajapakshaa et al., 2014). Los efectos positivos de las lombrices de tierra fueron revisados ​​por Blouin et al. (2013) quienes señalaron, entre otros beneficios, el papel de las lombrices de tierra en la pedogénesis, el desarrollo de la estructura del suelo, el ciclo de nutrientes y la producción primaria. Del mismo modo, Bullinger-Weber et al. (2007), investigando la estructura del suelo bajo Salix spp. y Alnus incana en hábitats aluviales, descubrió que solo cuando se presentaba una textura limosa se favorecía la presencia de lombrices anécicas. Las lombrices de tierra anécicas aumentan la estabilización de los agregados, y las formas de hierro en el limo grueso actúan como agentes cementantes.

Phillips y FitzPatrick (1999), al investigar varios tipos de bosques en los EE. UU. Y en Escocia, observaron que los árboles de hoja ancha como Quercus spp. y Betula spp. Producen una hojarasca que favorece la presencia de lombrices y enquitreidos, que luego se encargan de la mezcla de la capa superior del suelo. Por el contrario, las lombrices de tierra y en parte los enquitreidos evitan la basura de agujas de pino y abeto. En consecuencia, estos bosques tienen un horizonte orgánico denso sin mezcla de la capa superior del suelo. Por lo tanto, la estructura del suelo aquí se reconoce como el servicio de aprovisionamiento & # x0201Cplatform & # x0201D. Las lombrices de tierra y los enquitreidos fueron reportados como reguladores bióticos de las comunidades de otros grupos de fauna del suelo como ácaros y ciempiés (Coleman, 2008), protozoos (Bonkowski y Schaefer, 1997) y familias de HMA (Creamer et al., 2016). Su efecto sobre la regulación de la calidad del aire a través del efecto sobre las emisiones de gases de efecto invernadero no fue concluyente (Blouin et al., 2013 Lubbers et al., 2013). La actividad de las lombrices de tierra es generalmente beneficiosa para la regulación del agua y la erosión, a través de la producción de madrigueras y mejoras en la estructura del suelo que conducen a una mayor infiltración de agua, porosidad del suelo y capacidad de retención de agua. De hecho, una mayor infiltración de las madrigueras de las lombrices de tierra puede disminuir la erosión del suelo hasta en un 50% y mejorar la porosidad del suelo y la infiltración a 30 cm de profundidad (Lavelle et al., 1997 Zeithaml et al., 2009 Blouin et al., 2013). Estos efectos se ven incrementados por la diversidad en tamaño y disposición de madrigueras y poros producidos por diferentes especies y ecotipos de lombrices de tierra (Blouin et al., 2013). Las lombrices de tierra anécicas en climas templados también pueden aumentar la rugosidad de la superficie a través de la producción de moldes, que disminuyen la escorrentía superficial. Estas especies también pueden exponer áreas de suelo desnudo a la erosión mediante la eliminación de hojarasca durante la alimentación, sin embargo, este efecto no se ha demostrado como significativo (Hazelhoff et al., 1981 van Hooff, 1983).

Las relaciones entre la diversidad de las lombrices de tierra y el impacto en los servicios culturales son generalmente difíciles de evaluar porque las especies individuales a menudo no se distinguen en la taxonomía popular. De hecho, en gran parte del folclore y la tradición, las especies de lombrices de tierra se pueden agrupar con otras & # x0201Cworms & # x0201D (Gamkrelidze e Ivanov, 1995 Sax, 2001). Sin embargo, Ulicsni et al. (2016) mostró que existe cierto reconocimiento de las especies de lombrices de tierra incluso en la comprensión popular. Las comunidades de lombrices de tierra tienen un impacto positivo en el enterramiento y conservación de artefactos patrimoniales, como herramientas para la educación ambiental, como cebo para peces para la recreación o en la investigación médica (Deca & # x000EBns et al., 2006 Cooper et al., 2012 Blouin et al., 2013 ). Las lombrices de tierra también fueron representadas como símbolos de la estética victoriana de la muerte y la decadencia (Sax, 2001) u objetos de disgusto (Cooper et al., 2012).

Los efectos de la fauna del suelo sobre el ciclo del carbono se describieron por su efecto sobre la descomposición de la hojarasca, la interacción con otros grupos tróficos a través del pastoreo, la respiración y la mineralización de compuestos ricos en nutrientes como N o P. Tales relaciones se encontraron para enquitreidos (Swift et al., 1998). ), colémbolos (p. ej., Liiri et al., 2002 Kanters et al., 2015), ácaros (Heneghan y Bolger, 1998 Laakso y Set & # x000E4l & # x000E4, 1999 Liiri et al., 2002) e isópodos (p. ej., Vos et al., 2002) al., 2011 Collison et al., 2013). En su revisión, Nielsen et al. (2011) indicaron una relación positiva entre la riqueza de especies y el ciclo del carbono en casi todos los estudios donde el gradiente de diversidad fue bajo (manipulando solo un grupo), mientras que con menos frecuencia tales relaciones ocurrieron en estudios con mayor riqueza. Laakso y Set & # x000E4l & # x000E4 (1999) manipularon comunidades de animales del suelo en un experimento con plántulas de abedul y encontraron que para reducir la diversidad de la fauna del suelo, en particular de enquitreidos, se reducía la absorción de N de las plantas y el desarrollo de la biomasa de las plantas. En otro experimento con abedul, en el laboratorio, la diversidad de colémbolos y ácaros afectó positivamente la producción primaria y la absorción de nutrientes de las plántulas, pero solo en el extremo pobre de la especie del gradiente de diversidad (Liiri et al., 2002).

Como describen Schr & # x000F6ter et al. (2003), cuando las proporciones C: N del sustrato son relativamente altas, las bacterias inmovilizan N, mientras que la fauna, es decir, amebas testadas, nematodos, microartrópodos y enquitreidos, puede contrarrestar esta inmovilización de N. Co & # x000FBteaux et al. (1991) mostraron para las etapas posteriores de descomposición de la hojarasca, que la tasa de mineralización de la hojarasca con alto contenido de C: N estaba relacionada con la diversidad de las redes tróficas y se hizo progresivamente más alta con la creciente complejidad de la comunidad animal hasta un máximo de aproximadamente 30 % por encima de los controles. La revisión de Rusek (1998) reconoció que los colémbolos desempeñan un papel importante en los procesos de descomposición de la hojarasca vegetal y en la formación de la microestructura del suelo: se alimentan de muchos grupos de fauna y hojarasca vegetal, albergan varios parásitos y son atacados por depredadores de niveles tróficos superiores. La diversidad de isópodos afectó positivamente, a través de interacciones con otra fauna y hongos del suelo, la formación de mull del bosque (David et al., 1993) y las primeras etapas de descomposición de la hojarasca (Harrop-Archibald et al., 2016). Schaefer y Schauermann (1990) también demostraron las mayores tasas de descomposición en suelos de bosque mull que presentan una mayor diversidad en la fauna del suelo, en relación con las especies de suelos forestales modernos más pobres. Para la fauna del suelo y el ciclo del agua, solo en el estudio de Laakso et al. (2000), para una diversidad creciente de microbi-detritívoros, más específicamente nematodos, se incrementó la capacidad de retención de agua. Potapov y col. (2016) mostraron un efecto positivo de la diversidad de los colonos en & # x0201C hábitats de apoyo & # x0201D en un enfoque de nicho trófico. Diversidad dentro de las comunidades de colémbolos (Ponge et al., 2003 Blasi et al., 2013 Urbanovi & # x0010Dov & # x000E1 et al., 2014 Reis et al., 2016), nematodos (George y Lindo, 2015) y algas (Temraleeva et al. al., 2011) se consideran buenas herramientas para indicar diversos aspectos de la calidad ambiental.

En general, la fauna del suelo contribuye de manera compleja a la provisión de servicios ecosistémicos basados ​​en el suelo y, en muchos estudios, la atención no se ha centrado en la diversidad de un grupo de especies, sino en una especie clave a la vez. Es realista suponer que la influencia real de la diversidad de la fauna del suelo en los servicios de los ecosistemas es mucho mayor de lo que se puede encontrar en la literatura científica hasta ahora. En particular, en relación con los Servicios Culturales, estos se basan en la percepción popular de la naturaleza y la taxonomía popular, en la que las especies microscópicas son & # x0201Cinvisibles & # x0201C y, por lo tanto, no existen (Hunn, 1999).

Protistas

Los estudios de las comunidades de protozoos y su diversidad ayudan a comprender la historia evolutiva general de la vida en la tierra y los patrones y procesos evolutivos (Mitchell et al., 2011 Heger et al., 2014). Varios estudios han investigado los protozoos ciliados en diferentes contextos de pH del suelo (Foissner et al., 2005 Tikhonenkov et al., 2011 Domonell et al., 2013) y de la composición de especies forestales que incluyen Fagus, Fraxinus, Populus, Salix, Prunus, Betula, Populus, Tilia, Quercus, y Pinus. Para las diferencias observadas en la diversidad de ciliados en los bosques, el número de protistas cultivables no aumentó, por lo que la relación entre la diversidad subterránea y los recursos genéticos se calificó de neutral. En varios estudios se produjeron relaciones positivas entre la diversidad de protozoos y la producción primaria, y el ciclo de nutrientes o carbono. La producción primaria de plántulas de abeto de Noruega aumentó en presencia de protozoos, y esto fue así en particular para el sistema de raíces y en presencia de micorrizas (Bonkowski et al., 2001). Los protozoos aumentaron la renovación y la disponibilidad de nitrógeno a pesar de que las plántulas de abetos no micorrízicos aparentemente no pudieron utilizar estos nutrientes adicionales (Bonkowski et al., 2001). El pastoreo de amebas testadas, entre otros grupos de fauna, contrarrestó la inmovilización de N por parte de bacterias que se alimentan de sustratos con alto contenido de C: N y, por lo tanto, afectó el ciclo de nutrientes de manera positiva (Schr & # x000F6ter et al., 2003). Los protozoos, en comparación con otros grupos de fauna, hicieron la mayor contribución a la mineralización de C (Schr & # x000F6ter et al., 2003). Coleman (1994) argumentó que el pastoreo de protozoos estimula la mineralización y la posterior disponibilidad de nutrientes para las plantas y, debido a su alta tasa de renovación, podría tener un gran impacto en los ciclos de C y N en el suelo. Por lo tanto, los protistas pueden mejorar la renovación general de nutrientes y las tasas de crecimiento de las bacterias, así como la descomposición de compuestos específicos (Adl y Gupta, 2006) y, por lo tanto, la diversidad de protozoos puede tener un efecto positivo en el ciclo de nutrientes y carbono o incluso en la producción primaria.

El marco de MEA y las tipologías alternativas

El MEA (2005) ha contribuido en gran medida a promover el concepto de servicios de los ecosistemas, haciendo hincapié en la importancia del medio ambiente para el bienestar humano actual y futuro. Sin embargo, el marco MEA ha sido ampliamente debatido, con estudios posteriores que enfatizan la necesidad de una mejor definición de los conceptos y terminología (Boyd y Banzhaf, 2007 Fisher et al., 2009 Haines-Young y Potschin, 2010 TEEB, 2010). Con el objetivo de la contabilidad ambiental, Boyd y Banzhaf (2007) han insistido en la distinción de los denominados bienes intermedios y finales, ya que los bienes intermedios podrían contabilizarse dos veces si también contribuyen al suministro de bienes finales. Brown y col. (2007), con el objetivo de valorar cada servicio, también distinguió procesos y funciones de servicios y servicios de beneficios. Además, introdujeron en su enfoque económico la disposición a pagar, la disposición a aceptar compensaciones, las nociones de bienes y servicios rivales o no rivales, respectivamente, exclusivos y no exclusivos. Desde esta perspectiva, las funciones o procesos se convierten en servicios solo si hay seres humanos que se benefician de ellos (Fisher et al., 2009). Supuestamente, asignar un valor monetario a los componentes de los ecosistemas que contribuyen al bienestar humano (servicios en el sentido económico) permitiría proteger mejor los ecosistemas de la Tierra y la biodiversidad asociada, y mantener la capacidad de los ecosistemas para cumplir con los servicios (Brown et al., 2007). Se han elaborado varios conceptos para mejorar el marco de MEA, por ejemplo, The Economics of Ecosystem and Biodiversity (TEEB, 2010), Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs (Tallis y Polasky, 2009) o la Common International Classification for Ecosystem Services (Maes et al., 2016).

Haines-Young y Potschin (2010) han representado un marco en cascada en el que las estructuras ecológicas, a través de funciones y servicios, están vinculadas al bienestar humano. Con el fin de refinar las definiciones del marco MEA y evitar cualquier doble contabilización de los servicios (en particular los servicios de apoyo), se ha propuesto como alternativa una organización en tres categorías de servicios ecosistémicos: aprovisionamiento, culturales y de regulación combinados con servicios de mantenimiento. (Maes et al., 2013, 2016). La Notte y col. (2017) revisaron la terminología ES y propusieron combinar el marco en cascada con un enfoque de ecología de sistemas, argumentando que la distinción entre servicios intermedios y finales es demasiado reduccionista. En su clasificación de los servicios ecosistémicos en las tres categorías suministro, regulación y mantenimiento y servicios culturales (La Notte et al., 2017 Tabla 3), desarrollaron una cadena terminológica desde el marco de cascada hasta la categoría de ecología de sistemas y cómo cada servicio podría ser mejor evaluado. El marco en cascada describía los servicios como & # x0201Cbenefits & # x0201D, & # x0201Cfunctions & # x0201D, & # x0201Cservices & # x0201D, & # x0201C estructuras biofísicas & # x0201D o & # x0201Cvalues ​​x0 bio) mass & # x0201D, & # x0201Cinteraction & # x0201D o & # x0201Cinformation & # x0201D. Esta reorganización en tres categorías principales (Maes et al., 2013, 2016) en lugar de cuatro (MEA, 2005) puede resultar más clara para los economistas, pero no ha reducido la variación en la terminología, ni ha resuelto cómo asignar un valor monetario a cada una de ellas. estos componentes del ecosistema. El número de diferentes servicios ecosistémicos que se distinguen en los diferentes estudios también varía mucho. Hubo 31 EE en total para el MEA (2005), 22 para los llamados EE basados ​​en el suelo en el Atlas europeo para la biodiversidad del suelo (Jeffery et al., 2010), 19 EE pero pocos para culturales y de apoyo en el marco de la SEQ. (Maynard et al., 2010), 17 ES pero solo uno para servicios culturales en el estudio de Costanza et al. (1997), 48 en total en la comparación de La Notte et al. (2017 Tabla 3) y 37 en este estudio mientras se enfoca en la biodiversidad subterránea. Existen diferencias en la apreciación entre los estudios y también pueden depender del enfoque del estudio; el contexto de decisión para el uso del concepto de EE es importante aquí (Fisher et al., 2009). La Notte y col. (2017) destacaron que las evaluaciones de ecosistemas pueden reagruparse en aquellas que son principalmente biocéntricas (es decir, las estructuras, procesos y funciones biofísicas relacionadas con la esfera ecológica se consideran como un todo en el sistema contable) y aquellas que tienen un enfoque centrado en el ser humano. enfoque (es decir, solo aquellos componentes que son relevantes para el uso final humano se incluyen en el sistema de contabilidad).

Una crítica al concepto de SE es que un enfoque antropocéntrico excluye la idea de ecosistemas y biodiversidad como inherentemente valiosos (Science for Environment Policy, 2015), e incluso capital natural es un término antropogénico, mientras que no hay evidencia de que la monetización beneficie a la biodiversidad y al ecosistema. servicios (Silvertown, 2015). Este último definió los servicios de los ecosistemas como los bienes y servicios de uso para los humanos que son directamente atribuibles al funcionamiento ecológico de los ecosistemas, y distinguió los valores de no uso, los valores de uso y los valores monetarios (Silvertown, 2015). Aquí, nos enfocamos en el inventario de servicios ecosistémicos asociados a la biodiversidad subterránea, de manera amplia (desde procesos y funciones hasta servicios / bienes), sin el objetivo de permitir asignar un valor monetario a cada servicio, ni evaluar los costos de sustitución. de servicios perdidossensu Brown et al., 2007 Tabla 2). Modificamos el esquema de Scholes et al. (2010) para ilustrar cómo la biodiversidad se relaciona conceptualmente con los diferentes servicios y posteriormente con el bienestar humano (Figura 6). Siguiendo a La Notte et al. (2017), en el caso de la contribución de la biodiversidad subterránea a los servicios ecosistémicos, parece útil distinguir entre la capacidad del ecosistema para suministrar servicios y su suministro real. Limitar los servicios de los ecosistemas a solo aquellos descritos como & # x0201Seguro ecológico & # x0201D o con & # x0201Valor económico & # x0201D (Figura 6), parecería demasiado reduccionista.

Figura 6. Un esquema conceptual de las relaciones entre la biodiversidad subterránea, los servicios de los ecosistemas y el bienestar humano (modificado de Scholes et al., 2010).

Estamos de acuerdo con Silvertown (2015) en que asignar un precio a un servicio es una elección moral, no un imperativo económico y compartimos su temor de que el uso de precios de mercado pueda transformar un bien público en una fuente privada. Más allá de esta afirmación relativa al papel del neoliberalismo en la ecología, también estamos de acuerdo con Silvertown (2015) en que el pago por los servicios de los ecosistemas es altamente artificial, aunque reconocemos que el uso de valores monetarios puede ser un atractivo eficaz para crear conciencia (cfr. Costanza et al., 1997). Los problemas con la asignación de precios a los servicios de los ecosistemas están relacionados con la complejidad de los ecosistemas, lo que dificulta la separación adecuada entre los servicios y beneficios intermedios y finales (Fisher et al., 2009), mientras que la producción de servicios podría ser espacial o temporalmente diferente de su consumo por la humanidad. Muchos servicios no pueden medirse directamente o manipularse experimentalmente (Cardinale et al., 2012) aquellos asociados a la biodiversidad subterránea parecerían, en nuestra opinión, en su mayoría no rivales y no exclusivos. Esto los hace menos propensos a ser incorporados en un sistema de valoración monetaria y da como resultado una baja probabilidad de intercambio de mercado para la entrega de servicios ecosistémicos por la biodiversidad subterránea. Además, se sabe poco sobre el valor marginal de la biodiversidad en la provisión de servicios ecosistémicos (Cardinale et al., 2012) y el hecho de que los ecólogos se centren en particular en los servicios ecosistémicos intermedios (Birkhofer et al., 2015) no lo hará fácil de mejorar nuestra comprensión. En general, desde el punto de vista biocéntrico, pensamos que sería imposible cubrir todos los servicios intermedios y finales si hay que fijar un valor económico. Por lo tanto, asignar un valor monetario a los servicios, en nuestra opinión, no es moral y científicamente apropiado, al menos para nuestro alcance de evaluación de servicios ecosistémicos asociados con la biodiversidad subterránea en suelos forestales.

Consideraciones generales

Algunos servicios, como la regulación de la erosión, se pueden categorizar como un servicio de apoyo y un servicio de regulación dependiendo de la escala de tiempo y la inmediatez de su impacto en las personas (MEA, 2005), y esto fue descrito por de Bello et al. (2010) como agrupación de servicios ecosistémicos. Por tanto, algunos estudios fueron válidos para varias combinaciones. No obstante, para la mayoría de las combinaciones de servicios ecosistémicos y grupos de biota del suelo investigadas, no encontramos ningún estudio con resultados aprovechables sobre la relación entre la diversidad subterránea del grupo y los servicios ecosistémicos asociados. Tanto la investigación racionalizada (estandarizada) de palabras clave como las evaluaciones adicionales de opiniones de expertos no arrojaron ningún estudio para estos casos (374). En los otros 144 casos, las relaciones encontradas se basaron en la gran mayoría de los casos (71%) en solo 1 & # x020133 estudios por combinación, el 14,5% en 4 & # x020137 estudios y el 14,5% en más de 8 o más estudios. Esto apunta a un predominio de la falta de conocimiento o evidencia limitada para muchas relaciones. Si esto refleja el estado del conocimiento en este campo, o si nuestro estudio perdió estudios relevantes, podría depender de la efectividad de nuestro enfoque de palabras clave. Nuestro análisis de sensibilidad (subconjunto de cuatro servicios ecosistémicos entre los 37 de la lista) utilizando un conjunto más amplio de palabras clave proporcionó solo unos pocos estudios más y estos no cambiaron el patrón de las relaciones. Verificamos el sesgo potencial de las fuentes de recuento doble para más de un servicio y esto mostró un máximo de siete fuentes, independientemente de las escalas temporales o espaciales. Por lo tanto, confiamos en la pertinencia de nuestro enfoque.

Las dificultades específicas que surgen en nuestras investigaciones sobre los servicios de los ecosistemas y la biodiversidad se relacionan con (i) los conceptos tanto de los servicios de los ecosistemas como de la biodiversidad, (ii) el enfoque de investigación de los científicos y (iii) el sistema de valoración. La conciencia común del concepto de servicios ecosistémicos (marco MEA, publicado en 2005) es bastante reciente y, como tal, las palabras clave que describen un servicio ecosistémico dado cambian continuamente con el tiempo, lo que significa que estos servicios no siempre se describieron en trabajos anteriores. De manera similar, los estudios centrados en la pérdida de biodiversidad eran mucho más raros hace 10 & # x0201315 años que ahora. De acuerdo con esto, la gran mayoría de los estudios utilizados en nuestro trabajo (86%), se publicaron desde el año 2000. Los científicos se centran en aspectos particulares de la biodiversidad, o especies clave fácilmente identificables en sus estudios, manipulando el medio ambiente en algunos casos. , pero no necesariamente apuntan a vincular el efecto de un gradiente de biodiversidad creciente (o decreciente) en los servicios de los ecosistemas. El sistema de valoración de los servicios ecosistémicos, es decir, poner valores monetarios a los diferentes servicios prestados, no está muy bien desarrollado en todos los servicios y esto puede sesgar la investigación dirigida a aquellos servicios con valores de mercado establecidos (por ejemplo, aquellos relevantes para la producción primaria). . A nivel de servicios ecosistémicos, esperábamos a priori un mayor número de estudios para las relaciones entre la biota del suelo y los servicios de aprovisionamiento y regulación. Sin embargo, para ambos grupos, las especies de destino o especies con un tamaño corporal más grande o con una composición química específica fueron el foco de los estudios. La presencia o ausencia de tales especies muestra su papel particular en el suministro de servicios de aprovisionamiento o servicios de regulación, pero no el papel de la biodiversidad dentro del grupo de biota del suelo relevante. Los Servicios Culturales, por otro lado, generalmente se reconocen como los menos estudiados, y la mayoría de estos servicios se ocupan de paisajes o especies clave, que sustentan los Servicios Culturales individuales, pero rara vez se escalan a la biodiversidad. Este punto de vista está respaldado por nuestros hallazgos, que sugieren contribuciones bien estudiadas de grupos individuales de biota del suelo, pero no la biodiversidad general del suelo. Además, en el caso de los Servicios Culturales, existe un fuerte sesgo regional inducido por la cultura local. Esto es particularmente claro para los hongos, para los cuales hubo un mayor número de trabajos de investigación que examinan los beneficios culturales (y los inconvenientes) de los hongos en esas regiones, que se denominan & # x0201Cmycophilous & # x0201D. En relación con los Servicios de apoyo, se documentaron más relaciones que para los Servicios de aprovisionamiento y regulación, pero no siempre es fácil establecer si un proceso determinado es puramente un Servicio de apoyo, o también puede considerarse un Servicio de aprovisionamiento o de regulación.Por ejemplo, la formación de suelo puede proporcionar una plataforma para el suministro de servicios, mientras que el ciclo de nutrientes, carbono y agua puede afectar la calidad del aire de los Servicios de Regulación, el cambio climático, el ciclo del agua o la regulación de la erosión.

Por lo tanto, tanto el interés de los científicos en estos campos, como la terminología utilizada para describir estos campos, podrían afectar los resultados y potencialmente conducir a un subrayado de nuestros resultados. Sin embargo, dentro de nuestro grupo de expertos, la proporción de estudios que no se encontraron directamente (pero que se agregaron más tarde) fue bastante pequeña y el uso de análisis de sensibilidad no permitió encontrar muchos más estudios. Por lo tanto, creemos que nuestra contribución refleja una representación genuina de trabajos publicados para el contexto europeo. Siendo el grupo europeo de expertos dentro de la red COST, nos enfocamos en estudios dentro de Europa solamente, aunque se citaron algunos estudios no europeos para comparación cuando esto fue relevante.


Recluta

Ventana de aplicación

Cita abierta: 27 de mayo de 2021

Última fecha de revisión: Miércoles, 30 de junio de 2021 a las 11:59 pm (hora del Pacífico)
Las solicitudes recibidas después de esta fecha serán revisadas por el comité de búsqueda si el puesto aún no se ha llenado.

Fecha final: Viernes 31 de diciembre de 2021 a las 11:59 p.m. (hora del Pacífico)
Las solicitudes se seguirán aceptando hasta esta fecha, pero las que se reciban después de la fecha de revisión solo se considerarán si el puesto aún no se ha cubierto.

Descripción del Puesto

Puesto: El Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de UCLA mantiene un grupo de solicitantes para puestos de instrucción. El porcentaje de empleo variará según el número de cursos impartidos. Los puestos pueden ser nombramientos de tiempo parcial y de duración limitada que no excedan de un año sin una búsqueda competitiva adicional. Las solicitudes se aceptarán de forma continua y el grupo permanecerá activo durante un año. La selección de solicitudes se llevará a cabo a medida que los puestos estén disponibles y continuará hasta que se llenen los puestos.

Deberes: Impartir conferencias, cursos de laboratorio y / o de campo sobre biodiversidad, otros temas según sea necesario, planificar y coordinar actividades de discusión para varias secciones de los cursos. Supervisar a los asistentes de enseñanza del curso. Administrar la adquisición y mantenimiento de los materiales del curso.

Calificaciones: Ph.D. Licenciado en ciencias biológicas experiencia demostrada en la enseñanza de pregrado a nivel universitario experiencia con instrucción de laboratorio en ciencias biológicas experiencia demostrada en el estudio de la biodiversidad. Nivel de nombramiento y salario acorde con las calificaciones, experiencia y funciones.

Solicitud: los solicitantes deben enviar sus materiales en línea, incluido el currículum vitae, la carta de presentación que debe incluir 1) los temas de enseñanza más cómodos / experimentados y, si corresponde, mencionar los cursos específicos del catálogo general de UCLA que se enumeran en http: //www.registrar.ucla .edu / Academics / Course-Descriptions / Course-Details? SA = EE + BIOL & ampampfunsel = 3 2) si está interesado en el año académico y qué trimestres o enseñanza de verano o ambos 3) declaración escrita de intereses y antecedentes docentes y 4) los nombres, direcciones y números de teléfono de tres referencias.

Solicitud: los solicitantes deben enviar sus materiales en línea https://recruit.apo.ucla.edu/apply/JP06497

La Universidad de California es un empleador que ofrece igualdad de oportunidades y acción afirmativa. Todos los solicitantes calificados recibirán consideración para el empleo sin importar su raza, color, religión, sexo, nacionalidad, discapacidad, edad o condición de veterano protegido. Para conocer la política completa de no discriminación y acción afirmativa de la Universidad de California, consulte: Política de no discriminación y acción afirmativa de la UC (http://policy.ucop.edu/doc/4000376/NondiscrimAffirmAct)

Calificaciones

Doctor. Licenciado en ciencias biológicas experiencia demostrada en la enseñanza de pregrado a nivel universitario experiencia con instrucción de laboratorio en ciencias biológicas experiencia demostrada en el estudio de la biodiversidad. Nivel de nombramiento y salario acorde con las calificaciones, experiencia y funciones.

Requerimientos de aplicacion

Curriculum Vitae: su C.V.

Declaración de investigación (opcional)

Declaración de enseñanza (opcional)

Declaración sobre contribuciones a la equidad, la diversidad y la inclusión: una declaración EDI describe las contribuciones pasadas, presentes y futuras (planificadas) de un candidato a la equidad, la diversidad y la inclusión. Para obtener más información sobre cómo la UCLA piensa sobre las contribuciones a la equidad, la diversidad y la inclusión, consulte nuestra Guía de muestra para candidatos y el documento de Preguntas frecuentes sobre la declaración EDI relacionada.
(Opcional)

Misc / Adicional (Opcional)

Información del campus

La Universidad de California es un empleador que ofrece igualdad de oportunidades y acción afirmativa. Todos los solicitantes calificados recibirán consideración para el empleo sin distinción de raza, color, religión, sexo, orientación sexual, identidad de género, origen nacional, discapacidad, edad o condición de veterano protegido. Para conocer la política completa de no discriminación y acción afirmativa de la Universidad de California, consulte: Política de no discriminación y acción afirmativa de la UC.

La Universidad de California, Los Ángeles es un empleador que ofrece igualdad de oportunidades y acción afirmativa. Tiene derecho a la igualdad de oportunidades de empleo.

Para obtener más información sobre sus derechos, consulte EEO es el suplemento legal

La Universidad de California, Los Ángeles se compromete a proporcionar adaptaciones razonables a los solicitantes con discapacidades.

Consulte nuestra Política de divulgación de seguridad del campus de Jeanne Clery y los informes anuales de seguridad de la Ley de estadísticas de delitos en el campus


Resultados

Recuperamos un total de 218,899 registros de ocurrencia de especies, con una mediana de 2,844 registros por grupo de estudio y 10 registros por especie (Tabla 3, Apéndice S1). Obtuvimos la mayor cantidad de registros para Dipsadidae (64.249) y el menor para Thozetella (51). La especie con más registros fue Harengula jaguana (19,878).

Resumen Errores Impropio
Taxón Registros totales Fracción marcada [%] Error de fracción [%] Fracción no apta [%] Instituciones de biodiversidad [%] Superficie marítima / terrestre [%] Ceros [%] Capitales [%] Duplicados [%] Centroides políticos [%] Areas urbanas [%] Base de registro [%] Año de recogida [%] Precisión de coordenadas [%] Nivel de identificación [%] Recuento individual [%]
Diogenidae 13,840 68.7 44.3 38.2 0.0 44.3 0.0 0.7 33.8 0.2 1.3 1.7 2.5 0.0 0.0 0.0
Entomobryidae 2,767 90.3 0.1 90.3 0.1 0.0 0.0 0.1 85.5 0.0 70.1 72.9 2.0 0.0 72.1 0.0
Neanuridae 689 66.9 0.0 66.9 0.0 0.0 0.0 0.0 62.4 0.0 2.0 2.9 1.3 0.0 0.0 0.0
Tityus 1,018 55.2 0.5 54.9 0.5 0.0 0.0 1.2 43.5 0.1 6.9 7.0 0.4 1.8 1.6 0.0
Arhynchobatidae 14,633 38.5 3.8 37.4 0.0 3.8 0.0 0.0 35.4 0.0 1.9 1.7 1.3 0.0 0.9 0.0
Dipsadidae 64,249 57.7 0.3 57.6 0.3 0.0 0.0 1.8 46.3 0.4 8.5 5.6 11.3 0.8 0.0 0.1
Harengula 36,697 31.0 5.5 27.8 0.0 5.5 0.0 0.2 27.0 0.1 0.2 1.0 0.4 0.0 0.3 0.0
Thozetella 51 35.3 23.5 29.4 0.0 23.5 0.0 0.0 27.5 0.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
Conchocarpus 1,551 43.2 0.5 42.9 0.1 0.4 0.0 0.0 39.6 0.9 2.3 0.5 1.9 0.1 0.0 0.0
Gaylussacia 3,998 47.2 0.1 47.1 0.1 0.1 0.0 3.2 41.8 1.1 5.2 0.7 4.4 0.6 0.0 0.0
Harpalyce 870 33.1 0.0 33.1 0.0 0.0 0.0 1.0 26.0 1.3 3.8 0.5 5.5 0.7 0.0 0.9
Iridáceas 23,127 33.6 0.5 33.5 0.4 0.1 0.0 1.0 17.1 0.4 12.3 0.9 4.7 0.1 0.0 1.3
Lepismio 825 29.7 0.0 29.7 0.0 0.0 0.0 0.1 21.9 0.1 7.8 0.0 2.1 0.0 0.0 0.0
Oocéfalo 883 49.3 0.0 49.3 0.0 0.0 0.0 6.1 41.9 0.8 13.3 0.0 0.7 0.3 0.0 0.1
Pilosocereus 1,940 25.9 0.2 25.9 0.2 0.0 0.0 0.5 16.8 0.5 2.1 1.8 7.0 0.0 0.0 0.9
Prótesis 6,617 31.5 0.1 31.5 0.0 0.0 0.1 0.4 19.6 1.7 0.9 5.0 8.3 0.1 0.0 0.2
Tillandsia 42,222 35.3 0.4 35.2 0.3 0.0 0.0 0.7 19.8 0.7 9.2 4.9 5.1 0.1 0.0 1.0
Tocoyena 2,922 37.6 0.3 37.4 0.0 0.2 0.0 0.8 32.3 0.8 5.0 0.1 1.9 0.2 0.0 0.5
Total 218,899 44.3 4.2 41.7 0.2 4.0 0.0 1.0 32.3 0.4 7.1 4.2 5.6 0.3 1.0 0.4

Nuestras pruebas automatizadas filtraron un total de 97.004 registros (Fig. 2, erróneo: 9.254, no apto: 91.298), con una mediana del 45% por grupo (erróneo: 0,3%, no apto: 37,4%). En general, la prueba más importante fue la de registros duplicados (en promedio, 35,5% por grupo taxonómico). Los pasos de filtrado basados ​​en metadatos de registros que filtraron el mayor número de registros fueron la base de registros (5,9%) y el año de recolección (3,4%). Las pruebas automatizadas más importantes fueron para el área urbana (8.6%) y la ocurrencia de registros de taxones terrestres en el mar y taxones marinos en tierra (4.3%, ver Tabla 3 y Apéndice S1 en el suplemento electrónico para más detalles y números absolutos ). Solo unos pocos registros fueron filtrados por las pruebas de precisión de coordenadas, coordenadas cero y instituciones de biodiversidad (Fig. 3).

Figura 2: El número absoluto de registros marcados como erróneos o no aptos por filtros geográficos automatizados en un conjunto de datos de 18 taxones neotropicales que incluyen animales, hongos y plantas, trazados en una cuadrícula de 100 × 100 km a lo largo del Neotrópico (proyección de Behrmann).

Figura 3: Ubicación geográfica de los registros de ocurrencia marcados por las pruebas automatizadas aplicadas en este estudio.

Entomobryidae, Diogenidae y Neanuridae tuvieron la mayor fracción de registros filtrados (Cuadro 3). En general, los diferentes filtros que probamos fueron de importancia similar para diferentes grupos de estudio. Hubo pocas excepciones destacadas, incluidas las proporciones particularmente altas de registros filtrados por la "prueba de base de registro" para Tityus (7,0%), Dipsadidae (5,6%), Prótesis (5,0%) y Tillandsia (4,9%), por año de recolección para Dipsadidae (11,3%), por nivel de identificación taxonómica para Tityus (1,6%), por las coordenadas de capital para Oocéfalo (6,1%) y Gaylussacia (3,2%), por la prueba de mar / tierra para Diogenidae y Thozetella, y por la prueba de áreas urbanas para Oocéfalo (13,3%) e Iridaceae (12,3%). Además, Entomobryidae difería considerablemente de todos los demás taxones de estudio con un número excepcionalmente alto de registros filtrados por las pruebas de “base de registro”, “nivel de identificación” y “áreas urbanas”.

Geográficamente, los registros filtrados por las pruebas de “base de registro” y “conteo individual” se concentraron en Centroamérica y el sur de Norteamérica, y se filtró un número relativamente alto de registros debido a su proximidad a los centroides de entidades políticas que se ubicaron en Islas del Caribe (Fig. 3). Consulte el Apéndice S2 para ver mapas de riqueza de especies utilizando los datos sin procesar y depurados de todos los grupos de estudio.

Encontramos evaluaciones de la UICN para 579 especies que también se incluyeron en nuestros datos de distribución de 11 de nuestros grupos de estudio (Tabla 4, Apéndice S3). La fracción de especies evaluadas varió entre el grupo de estudio, con un máximo del 100% para Harengula y Lepismio y un mínimo de 2,3% para Iridaceae (tenga en cuenta que el número total de especies varió considerablemente entre los grupos). El porcentaje medio de especies por grupo de estudio con una evaluación de la UICN fue del 15%. Un total de 102 especies se enumeraron como Amenazado por la Lista Roja global de la UICN (CR = 19, EN = 40, VU = 43) y 477 como No amenazado.

Obtuvimos evaluaciones de conservación automatizadas para 2,181 especies en el conjunto de datos filtrado. Sobre la base de los datos filtrados, la evaluación de conservación automatizada evaluó 1.382 especies como posiblemente amenazadas (63,4%, CR = 495, EN = 577, VU = 310, consulte el Apéndice S3 para las evaluaciones de todas las especies). La evaluación automatizada basada en el conjunto de datos filtrado estuvo de acuerdo con la evaluación de la UICN para identificar especies como posiblemente amenazadas (CR, EN, VU) para 358 especies (64% Tabla 4). El filtrado redujo el EOO en un 18,4% y el AOO en un 9,9% en la mediana por grupo. Para el conjunto de datos sin procesar, el acuerdo con la UICN fue mayor en 381 especies (65,7%).

UICN GBIF sin procesar GBIF filtrado
Taxón norte taxones Evaluado [%] Amenazado [%] norte taxones Amenazado [%] Coincidencia con IUCN [%] norte taxones Amenazado [%] Coincidencia con IUCN [%] Cambio de EOO en comparación con el [%] sin procesar Cambio de AOO en comparación con el [%] sin procesar
Arhynchobatidae 37 51.3 17.9 39 35.9 45.0 39 41.0 40.0 −32.7 −18.5
Dipsadidae 520 68.0 8.8 638 58.3 63.0 598 59.9 61.2 −2.3 −15.6
Harengula 4 100.0 0.0 4 0.0 100.0 4 0.0 100.0 −38.0 −36.9
Conchocarpus 4 8.7 0.0 46 63.0 100.0 45 62.2 100.0 −15.3 −7.1
Gaylussacia 2 3.3 0.0 61 59.0 50.0 58 60.3 50.0 −22.5 −8.6
Harpalyce 3 15.0 5.0 20 65.0 66.7 17 58.8 50.0 −18.4 −16.5
Iridáceas 13 2.3 0.2 531 64.4 50.0 466 62.9 62.5 −18.2 −12.3
Lepismio 6 100.0 0.0 6 16.7 83.3 6 16.7 83.3 −33.9 −7.9
Pilosocereus 41 80.9 19.1 47 55.3 73.7 46 56.5 71.1 −8.5 −5.8
Tillandsia 54 11.6 6.0 464 61.4 85.2 453 62.7 83.3 −13.7 −9.9
Tocoyena 3 13.6 4.5 22 31.8 66.7 21 38.1 66.7 −23.0 −9.5

Una teoría macroecológica de la biodiversidad microbiana

Los microorganismos son los organismos más abundantes, diversos y funcionalmente importantes de la Tierra. Durante la última década, los ecologistas microbianos han producido los conjuntos de datos comunitarios más grandes de la historia. Sin embargo, estos datos rara vez se utilizan para descubrir patrones similares a leyes de lo común y la rareza, probar teorías de la biodiversidad o explorar explicaciones unificadoras para la estructura de las comunidades microbianas. Utilizando una compilación a escala global de & gt20,000 muestras de ecosistemas ambientales, diseñados y relacionados con el hospedador, probamos el poder de las teorías en competencia para predecir la distribución de la abundancia microbiana y las leyes de escalamiento de la diversidad-abundancia. Mostramos que estos patrones se explican mejor mediante la interacción sinérgica de procesos estocásticos que son capturados por la dinámica logarítmica normal. Demostramos que la dinámica logarítmica normal tiene poder predictivo a través de escalas de abundancia, un criterio que es esencial para la teoría de la biodiversidad. Al comprender la naturaleza multiplicativa y estocástica de los procesos ecológicos, los científicos pueden comprender mejor la estructura y la dinámica de los sistemas ecológicos más grandes y diversos de la Tierra.

Un objetivo central de la ecología es explicar y predecir patrones de biodiversidad a través de taxones evolutivamente distantes y escalas de abundancia 1–4. Durante el siglo pasado, este esfuerzo se ha centrado casi exclusivamente en plantas y animales macroscópicos, prestando poca atención a los organismos más abundantes y taxonómicamente, funcional y metabólicamente diversos de la Tierra: los microorganismos 1–4. Sin embargo, los esfuerzos a escala global para catalogar la diversidad microbiana en ecosistemas ambientales, diseñados y relacionados con el hospedador han creado una oportunidad para comprender la biodiversidad utilizando una escala de datos que supera con creces los conjuntos de datos macrobianos más grandes 5. Si bien la frecuencia y la rareza de los sistemas microbianos se han estudiado cada vez más durante la última década, estos patrones rara vez se investigan en el contexto de relaciones unificadas que son predecibles según los principios generales de la biodiversidad.


Ver el vídeo: Biodiversidad es bienestar 6a Semana de la Biodiversidad Biológica (Diciembre 2022).