Introducción a la Biogeografía

Espacio y tiempo

En nuestro planeta existe una gran diversidad de flora, fauna y demás organismos, todos ocupando un tiempo y un espacio determinado. Por ejemplo, podemos encontrar mucha o poca variedad de especies de plantas en un mismo lugar, cada una realizando diferentes actividades, y al mismo tiempo encontramos especies de animales interactuando con las plantas. Todos estos organismos están en el mismo ecosistema pero cada uno desempeñando una función específica.
Y hablando de espacio y tiempo, estas son dos dimensiones que conforman la escala. En la naturaleza ocurren cambios a través de procesos en diferente escala, entender estos procesos y más aún explicarlos es una de las tareas de la biogeografía, es importante considerar la escala por que como sabemos no todos los organismos cumplen la misma función y no siempre han estado en el mismo lugar, este es otro reto para la biogeografía, si bien, comprender estos procesos conduce al entendimiento de la distribución de la biodiversidad en el planeta, también nos podemos dar cuenta que en la naturaleza existe una compleja red de interacciones que actúan al mismo tiempo pero no en el mismo espacio.
Pero, no hay que olvidar que además de la escala, del mismo modo hay que considerar los diferentes niveles de la jerarquía ecológica que existen ya que en cada nivel se presentan relaciones diferentes y las tasas a las que ocurren los procesos ecológicos van a estar en función del nivel, de tal manera que al cambiar la escala y el nivel de observación también van a cambiar el número de variables involucradas en el proceso.
¿Cómo podríamos explicar por qué ciertas especies solo distribuyen en los trópicos? o ¿porque algunas están restringidas a pequeñas áreas? y más aún, ¿porque las especies han cambiado a lo largo de la historia sus patrones de distribución? y ¿cómo entender las complejas interacciones entre los factores bióticos y abióticos?.
Precisamente para responder a estas y muchas otras preguntas es necesario realizar estudios tomando en cuenta la escala por que como ya mencione anteriormente existe una compleja red de interacciones naturales, de tal forma que un mismo proceso puede generar patrones a escalas diferentes ya que están controlados por mecanismos que pueden estar afectando a la vez los diferentes niveles jerárquicos y más en la actualidad ya que los procesos naturales se están acelerando a causa de las actividades humanas. Y finalmente establecer de manera correcta la escala y el tiempo en los estudios de procesos ecológicos por que no es lo mismo estudiar una población de hormigas que para nosotros parecería que ocupan un pequeño espacio en el cual no podrían coexistir con otras especies, a diferencia de una población de elefantes quienes ocupan grandes áreas y viven en compañía de otras especies, claro cada una en su propio espacio y en el mismo o diferente tiempo.

Referencia bibliográfica

Galicia, S. L. y Zarco A. A. E., 2002, El concepto de escala y la teoría de las jerarquías en ecología, Ciencias, 67: 34-40.

CB Cox and PD Moore, 2005. Introduction to Biogeography. En: http://www.blackwellpublishing.com/content/BPL_Images/Content_store/Sample_chapter/9781405118989/Cox_sample%20chapter_Biogeography%207ed.pdf

LA JERARQUÍA ECOLÓGICA

En la naturaleza así como en muchas empresas, escuelas o cualquier centro de trabajo, existe una jerarquía de los elementos que la conforman. Para que los ecólogos y biogeográfos pudieran llevar a cabo estudios a diferentes escalas espacio-temporales fue necesario establecer una jerarquía en el sistema natural, esto no es más que organizar los factores bióticos por niveles, incluyendo los factores abióticos en los niveles de organización más altos.

De tal manera que podemos encontrar los siguientes niveles jerárquicos en la naturaleza: individuo, es un organismo que fisiológicamente esta separado de otros individuos, este es el nivel más bajo de interés para los biogeográfos, a este nivel se pueden estudiar patrones de conducta o las condiciones en las que puede sobrevivir y como le afectan; población, es un grupo de organismos de la misma especie que se encuentran en un área determinada y se reproducen entre sí, a nivel de población se pueden realizar estudios de abundancia y distribución; comunidad, es un conjunto de poblaciones de diferentes especies que se encuentran en un área determinada, a este nivel se estudian las interacciones tales como predación, competencia, parasitismo o metalismo, esto a la vez nos sirve para saber por que hay cambios en el tamaño de las poblaciones; ecosistema, es el conjunto de factores bióticos y abióticos, en un ecosistema interaccionan las comunidades con los factores físicos del ambiente, aquí intervienen flujos de materia y energía: bioma, son grandes regiones de la superficie terrestre que presentan un clima y vegetación similares y finalmente el nivel más alto es la biosfera, etimológicamente significa “esfera de vida”, de tal forma que podemos decir que constituye el total de biomas que hay en la Tierra.

Como podemos ver en cada nivel existen características y funciones propias, de tal forma que en cada uno se tiene diferente complejidad, por que no es lo mismo estudiar a un individuo que a toda la población, sin embargo, en algunos estudios no se pueden estudiar los diferentes niveles por separado ya que de alguna manera están interactuando unos con otros, por lo tanto si ocurre un cambio en cierto nivel jerárquico puede afectar tanto niveles superiores como inferiores.

La jerarquía ecológica es de gran importancia para realizar estudios en ecología y biogeografía ya que mediante estos se puede determinar como los organismos son afectados por el ambiente o como unas especies interaccionan con otras, así mismo, podemos saber por que una especie se encuentra en un lugar y cuales son las condiciones que influyen para que se distribuyan en lugares diferentes.

Glen, M., 2002. Some basics. In: M. Glen, ed. 2002. Biogeography: Introduction to space, time and life. Wiley. Ch.2

FORMAS DE VIDA (según Raunkiaer)

Las comunidades vegetales tienen una estructura física particular, no solo se caracterizan por su composición de especies y su estructura biológica, sino también por unos rasgos físicos. La estructura física de la comunidad refleja factores abióticos, tales como la profundidad y flujo de agua en ambientes acuáticos. También refleja factores bióticos, tales como la configuración espacial de los organismos.

Las plantas pueden ser altas o bajas, caducas o perennes, herbáceas o leñosas. Tales características pueden describir formas de crecimiento. Así podemos hablar de arbustos, árboles y hierbas y después subdividir las categorías en perennes de hojas de aguja, de hojas anchas, árboles y arbustos espinosos, helechos, gramíneas, etc.

Un sistema mucho más útil es el que diseño el botánico danés Christen Raunkiaer en 1903, en el lugar de considerar la forma de crecimiento de las plantas, clasifico las formas de vida vegetales según la relación entre los tejidos meristemáticos o embrionarios que permanecen inactivos a lo largo del invierno o de prolongados periodos de sequía – los tejidos perennáticos – y su altura por encima del nivel del suelo. Entre los tejido perennáticos se incluyen yemas, bulbos, tubérculos, raíces y semillas.

Forma de vida según Raunkiaer y ejemplos:

A) Fanerófitas (del griego phaneros, visible). Yemas perennes con una posición claramente aérea y expuesta a condiciones climáticas variables. Las yemas de renuevo se encuentran a más de 25 cm son en su mayoria plantas leñosas, árboles y arbustos; típicos de ambientes calidos y húmedos.

Fam. Burseraceae
Bursera cuneata Engl.

Fam. Cactaceae
Opuntia robusta Wendl.

B) Caméfitas (del griego chamia, en el suelo). Renuevos perennes o yemas en la superficie del suelo o hasta 25 ó 30 cm. de altura. Las yemas reciben protección de las hojas que caen y una cubierta frente a la nieve. Típicos de climas fríos y secos.

Fam. Cactaceae
Mammillaria magnimamma Haw.

Fam. Crassulaceae

Echeveria gibbiflora DC.

C) Hemicriptófitas (del griego hemi, mitad y kriptos, escondido). Yemas perennes en la superficie del suelo, donde se encuentran protegidas por el suelo y las hojas. Muchas desarrollan rosetas de hojas. Característicos de climas fríos y húmedos.

Fam. Convolvulaceae
Dichondra argentea Sw.

Fam. Solanaceae
Physalis glutinosa Schltdl.

D) Criptófitas o geófitas (del griego kriptos, escondido). Yemas perennes enterradas en el suelo en un bulbo, tubérculos o rizoma, donde se encuentran protegidas de las heladas y de la sequedad. Típicos de climas fríos y húmedos.

Fam. Asteraceae
Artemisia ludoviciana Nutt.

Fam. Begoniaceae
Begonia gracilis Kunth.

E) Terófitas (del griego theros, verano). Plantas anuales, con un completo ciclo de vida, de semilla a semilla, en una única estación. Las plantas sobreviven a los periodos adversos como semillas. Típicos de los desiertos y pastos.

Fam. Cucurbitaceae
Sicyos deppei G. Don

Fam. Euphorbiaceae
Euphorbia graminea Jacq.

F) Epífitas (del griego epi, sobre). Plantas que crecen sobre otras plantas; con raíces aéreas.

Fam. Orquideaceae
Bromeliaceae

G) Hidrófilas. Son plantas vasculares acuáticas, con yemas de renuevo cubiertas por agua.

Fam. Cyperaceae
Genero Eleocharis
Cyperus

H) Halófitas. Plantas de pantano con la yema de renuevo cubierta por suelos inundados.

Frankenia palmeri
Allenrolfea occidentalis

Referencias bibliográficas

Leo, S. R. y Smith, T. M. , 2001. Ecología. 4.a ed. PEARSON EDUCACIÓN, S.A., Madrid.

Granados, S. D. y Tapia, R. V., 1990. Comunidades vegetales. ISBN. Universidad Autonoma Chapingo, México.

Castillo, A. S., Montes, G.C., Romero, M. A. R., Martínez, Y. O., Guadarrama, P. C., Sánchez, I. G. y Nuñez, O. C., 2004. Dinámica y conservación de la flora del matorral xerófilo de la reserva ecológica del pedregal de San Ángel (D.F., México), 074: 51-75

¿Biogeografía?

Al principio cuando escuche la palabra biogeografía resulto no ser tan fácil definirla, primero pensé en bio y lo relacione con la vida, las plantas, los animales y todos los procesos biológicos, después en geografía y la relacione con la Tierra, y otra vez los procesos pero ahora físicos, los cambio, entre otras cosas que incluye la geografía. Aún no he definido que es en sí la biogeografía, en principio es una ciencia que está en constante cambio, está relacionada con otras ciencias tales como la geología, climatología, evolución, zoología y la botánica por mencionar algunas y además se clasifica en dos grandes campos que son la biogeografía histórica y la biogeografía ecológica, la primera analiza los patrones de distribución a escalas espaciales y temporales a gran escala, mientras que la segunda analiza los patrones de distribución a nivel individual o poblacional a escalas espacio-temporales pequeñas.

La biogeografía fue definida por Morrone en el año 2004 como la ciencia que estudia la distribución de los seres vivos en espacio y tiempo, al reconocer patrones de distribución, proponer hipótesis acerca de los procesos que los causaron y proponer un sistema de regionalización biótica del planeta. Y, ¿qué quiere decir todo esto? Entenderlo no es tan difícil como parece, los estudios biogeográficos al investigar la distribución de una especie nos proporciona información acerca de las causas que originaron esa distribución y los procesos que la generaron, por ejemplo podemos saber por qué los canguros se distribuyen en Australia y no en otros lugares o por qué algunas especies son cosmopolitas y las podemos encontrar en diferentes lugares y por qué otras están restringidas a ciertos lugares con características ambientales especificas. Un aspecto importante que toma en cuenta la biogeografía es el presente y el pasado, y de esta manera se puede dar una mejor explicación de cómo las especies se han distribuido a lo largo del tiempo y también cómo es su distribución actual.

Estudiar todos estos procesos no es una tarea tan fácil como parece y más aún estudiar tantas especies de flora y fauna, es por esto que los biogeográfos se pueden especializar y convertirse en: fitogeográfos, zoogeográfos, biogeográfos ecólogos o biogeográfos históricos.

Y algo importante en la actualidad es como los diferentes ecosistemas han sido transformados de manera natural a través del tiempo y principalmente como se han modificado los procesos naturales a causa de las actividades humanas, desde este punto de vista la biogeografía nos explica cómo han cambiado las rutas de distribución de los organismos y cómo han cambiado los procesos naturales, así como también ayuda a proponer estrategias de conservación y generar hipótesis de estos sucesos, es por esto que también surgió la biogeografía de la conservación.

Conceptos biogeográficos

Existe una infinidad de conceptos que utilizamos a diario para referirnos a cosas diferentes o iguales, podemos utilizar sinónimos para referirnos a ciertas cosas, sin embargo, hay algunas palabras que al parecer tienen un mismo significado pero no es así y esto en algunas ocasiones puede llegar a confundirnos, esto ocurre principalmente en los conceptos que utiliza la ciencia en las diferentes disciplinas. Además también hay idiomas diferentes, como por ejemplo, el inglés y al traducir las palabras a español no siempre tienen el mismo significado, lo cual crea una confusión cuando no tenemos claro a que se refieren ciertas palabras.

En el caso de biogeografía nos encontramos con conceptos que son básicos para entender cómo es que se llevan a cabo los estudios biogeográficos y como son utilizados por la biogeografía histórica para explicar la distribución de los seres vivos. Es importante tener claro los conceptos que utilizan ya que hay tres enfoques de la biogeografía histórica que son: el dispersalismo, que trabaja solo con taxones individuales; la panbiogeografía, que analiza en conjunto diferentes taxones para buscar patrones de distribución comunes y la biogeografía cladística que surge de la combinación de la panbiogeografía y la sistemática filogenética. Cada uno de estos enfoques difieren en cuanto a conceptos y metodologías, aún así en algunas ocasiones se llegan a confundir algunos términos.

Entre los términos que han causado mayor confusión está el de dispersión que de manera general lo entendemos como un proceso mediante el cual un organismo es capaz de propagarse de un lugar a otro. Pero nos encontramos con dos términos en inglés que podrían confundirnos: dispersal y dispersion, el primero se refiere al movimiento azaroso de los organismos a grandes distancias que implica atravesar barreras, mientras que en el segundo se lleva a cabo una expansión gradual en el área de distribución sin atravesar barreras, desde el enfoque panbiogeográfico se utilizaría el termino dispersion equivalente a la etapa de movilidad sin barreras y dispersal podría utizarse en la biogeografía dispersalista.

Además del término antes mencionado en biogeografía existen otros más como: centro de origen, que es el sitio en donde se origino cierto taxón y a partir del cual se disperso; centro de masa, que se refiere al lugar en donde se encuentra concentrada la diversidad de un taxón dentro de su área de distribución. Y así podemos encontrar muchos más, pero lo importante no es solo conocer los conceptos, sino también comprenderlos y aplicarlos adecuadamente de tal manera que no causen confusión al leer un tema determinado, y en el caso de la biogeografía saber desde que enfoque se está aplicando.

Referencia bibliográfica
Contreras, M. R., I. V. Luna y J. J. Morrone, 2001, Conceptos biogeográficos, Elementos: ciencia y cultura, vol. 8, n°041, pp. 33-37