Las zonas tropicales más cercanas al ecuador suelen tener una mayor diversidad de especies que las regiones templadas más al norte y al sur, lo que se conoce como gradiente de diversidad latitudinal (LDG) (Fig. 1).
Las selvas tropicales tienen el mayor nivel de diversidad (en torno al 90% de las especies existentes), siendo la selva amazónica la que presenta los niveles más altos. Zonas como el Amazonas se conocen como puntos calientes de biodiversidad, debido a su diversidad y a la abundancia de especies endémicas que albergan.
Definición del Índice de Diversidad de Simpson
El Índice de Diversidad de Simpson fue creado por Edward Hugh Simpson, un científico inglés, en 1949. Es importante señalar que es diferente del Índice de Similitud de Simpson, creado por el científico estadounidense George Gaylord Simpson en 1960. En ecología, el Índice de Diversidad de Simpson se utiliza para medir el nivel de biodiversidad de una zona determinada. Concretamente, se ocupa de la diversidad de especies presentes. Para determinarla, el Índice de Diversidad de Simpson tiene en cuenta dos factores: la riqueza y la uniformidad.
Biodiversidad: La diversidad de todos los organismos vivos presentes en una zona determinada. La biodiversidad incluye la diversidad de especies, genética y de ecosistemas.
Gradiente de diversidad latitudinal(LDG): El LDG se refiere al aumento progresivo de los niveles de biodiversidad desde los polos de la Tierra hasta los trópicos.
Riqueza de un ecosistema
La riqueza de especies se refiere al número total de especies presentes en un ecosistema. Cuantas más especies haya en un ecosistema, mayor será el nivel de riqueza. Medir sólo la riqueza no permite tener en cuenta la abundancia relativa de las especies. Para medirla, tenemos que fijarnos en la uniformidad de las especies.
Ejemplo de riqueza en un ecosistema
Un buen ejemplo de riqueza de especies es el ecosistema más biodiverso de la Tierra: la selva amazónica. El Amazonas alberga una gran cantidad de especies vivas del mundo, incluido un tercio de todas las especies de árboles tropicales. La Amazonia alberga más de tres millones de especies diferentes de organismos, incluidas 1.300 especies de aves, más de 400 de mamíferos, casi 400 de reptiles, más de 2.500 de árboles y se prevé que tenga más de 2,5 millones de especies de insectos, muchas de ellas por descubrir. Como la mayoría de los lugares con mayor biodiversidad del mundo, la Amazonia está gravemente amenazada por la destrucción de su hábitat, que ha aumentado considerablemente en los últimos años.
La uniformidad en un ecosistema
La uniformidad de las especies se refiere al tamaño relativo de la población de cada especie presente en un ecosistema. Medir la uniformidad es importante porque un ecosistema dominado de forma abrumadora por una sola especie o por un número reducido de ellas tiene mucha menos diversidad que otro que esté repartido de forma más equilibrada entre muchas especies diferentes.
Ejemplo de uniformidad en un ecosistema
El Pantanal brasileño, por ejemplo, es un ecosistema muy diverso, con numerosas especies y un alto nivel de biodiversidad. Sin embargo, el ecosistema tiene una abundancia abrumadora de dos grandes especies de vertebrados : el caimán yacaré(Caiman yacare), cuyo número se estima en casi 10 millones (Fig. 2), y el carpincho(Hydrochoerus hydrochaeris).
En el caso del caimán yacaré, este dominio abrumador impide que otras especies de cocodrilos se afiancen de forma significativa en el ecosistema del Pantanal, siendo la única especie cercana el caimán enano de Cuvier(Paleosuchus palpebrosus), relegado a los márgenes del Pantanal en números relativamente bajos, debido al dominio del caimán yacaré en la zona. Esto contrasta con el Amazonas, que alberga cinco de las seis especies existentes de caimán, ¡a veces cuatro especies en una misma zona de hábitat!
Fórmula del índice de diversidad de Simpson
Para determinar la diversidad de una zona, debemos utilizar una de las ecuaciones asociadas al Índice de Diversidad de Simpson. En la siguiente ecuación, "N" indica el número total de organismos, "n" indica la población de cada especie y "D" es el índice de diversidad del área (un número mayor indica un ecosistema más diverso).
\[D = \frac{{suma{n_i(n_i-1)}}{N(N-1)}\}]
Ejemplo de índice de diversidad de Simpson
Utilizando la ecuación anterior, determinaremos el índice de diversidad de cada uno de estos ecosistemas y determinaremos qué zona tiene el mayor nivel de diversidad. Sigue el ejemplo e intenta determinar las respuestas por tu cuenta.
Ecosistema A (río Adelaida)
| Especies | n | n-1 | n (n-1) |
| Muro ágil | 5000 | 4999 | 24995000 |
| Barramundi | 40000 | 39999 | 1599960000 |
| Cigüeña de cuello negro | 500 | 499 | 249500 |
| Tiburón toro | 750 | 749 | 561750 |
| Cocodrilo de agua salada | 3000 | 2999 | 8997000 |
| Total | 49250 | 49245 | 1634763250 |
Ecosistema B (Humedales del Pantanal)
| Especies | n | n-1 | n (n-1) |
| Carpincho | 1000000 | 999999 | 999999000000 |
| Oso hormiguero gigante | 250 | 249 | 62250 |
| Nutria gigante de río | 500 | 499 | 249500 |
| Jaguar | 4000 | 3999 | 15996000 |
| Ciervo de los pantanos | 10000 | 9999 | 99990000 |
| Ocelote | 500 | 499 | 249500 |
| Caimán yacaré | 1000000 | 999999 | 999999000000 |
| Total | 2015250 | 2000114547250 |
Ecosistema A (río Adelaida)
\D = \frac{24995000+1599960000+249500+561750+8997000}{49250(49250-1)} = \frac{1634763250}{2425316250} = 0,67%].
Ecosistema B (Humedales del Pantanal)
\D = \frac{999999000000+62250+249500+15996000+99990000+249500 +999999000000}{2015250(2015250-1)} = \frac{2000114547250}{4061230547250} = 0,49].
Como puedes ver, el índice de diversidad del río Adelaida es de 0,67, mientras que es de 0,49 para los Humedales del Pantanal, por lo que los Humedales del Pantanal tienen un nivel de diversidad inferior al del río Adelaida.
El índice de diversidad de Shannon
El Índice de Diversidad de Shannon, también conocido como Índice de Shannon-Wiener, es otra forma de medir la biodiversidad de una zona. Este índice utiliza la fórmula de la entropía creada por Claude Shannon y la utiliza en el contexto de la biodiversidad. Al igual que el Índice de Diversidad de Simpson, el Índice de Diversidad de Shannon tiene en cuenta tanto la riqueza como la uniformidad de las especies. El índice se denota como"H" y utiliza la siguiente ecuación, donde Pi indica la proporción de cada especie:
\[H = -\suma{[p_i \cdot \ln(p_i)]}\].
Para determinar "H", debemos seguir los pasos siguientes:
1.) Determina la suma de todos los organismos de la muestra.
2.) Determinar la proporción que ocupa cada especie sobre la población total de organismos (Pi).
3.) Para cada "Pi", multiplica por ln(Pi).
4.) Determina la suma de todos los resultados, que es tu "H".
Entropía: Una forma de medir el desorden y la imprevisibilidad, del orden al desorden. En los ecosistemas, la entropía provoca la degradación del orden y la organización. El orden y la organización sólo pueden mantenerse eliminando el desorden del ecosistema.
Ejemplo
Ecosistema (río Zambeze)
| Especies | n | Pi | ln(Pi) - Pi |
| Elefante africano | 40 | 0.05 | -0.15 |
| León africano | 25 | 0.03 | -0.11 |
| Mamba negra | 100 | 0.11 | -0.24 |
| Hipopótamo | 200 | 0.23 | -0.34 |
| Cocodrilo del Nilo | 500 | 0.57 | -0.32 |
| Rinoceronte blanco | 5 | 0.01 | -0.05 |
| Total | 870 | -1.21 |
Por tanto, nuestro "H" (Índice de Diversidad de Shannon) es 1,21.
¿Cuál es mejor? ¿El Índice de Diversidad de Simpson o el Índice de Diversidad de Shannon?
Ambos índices tienen su utilidad y pueden ser igual de importantes, según las circunstancias. El Índice de Diversidad de Simpson tiende a hacer más hincapié en la uniformidad, mientras que el Índice de Diversidad de Shannon se preocupa más por la riqueza de especies. De este modo, el Índice de Diversidad de Simpson valora más la dominancia de las especies que el Índice de Diversidad de Shannon.
Índice de Diversidad de Simpson - Puntos clave
- El Índice de Diversidad de Simpson se utiliza para medir el nivel de biodiversidad de una zona determinada. Se refiere a la diversidad de especies presentes.
- El Índice de Diversidad de Simpson tiene en cuenta dos factores: la riqueza y la uniformidad.
- La riqueza de especies se refiere al número total de especies presentes en un ecosistema.
- La uniformidad de las especies se refiere al tamaño relativo de la población de cada especie presente en un ecosistema.
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