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Clasificación, biodiversidad y conservación

A-Level Biología · Tema 18

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8:00

Biodiversidad

Se han descrito y nombrado aproximadamente un millón setecientas mil especies. Las mejores estimaciones indican que probablemente existen entre ocho y diez millones en total. Por lo tanto, la mayoría…

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18.1

Clasificación de los seres vivos

Syllabus
  1. discutir el significado del término especie, limitado al concepto biológico de especie, concepto morfológico de especie y concepto ecológico de especie
  2. describir la clasificación de los organismos en tres dominios: Arquea, Bacterias y Eukarya
  3. indicar que Arquea y Bacterias son procariotas y que existen diferencias entre ellos, limitadas a las diferencias en lípidos de membrana, ARN ribosomal y composición de paredes celulares
  4. describir la clasificación de los organismos del dominio Eukarya en la jerarquía taxonómica de reino, filo, clase, orden, familia, género y especie
  5. esquematizar las características distintivas de los reinos Protoctista, Fungi, Plantae y Animalia
  6. esquematizar cómo se clasifican los virus, limitado al tipo de ácido nucleico (ARN o ADN) y si es de cadena simple o doble

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

Una especie 物种 se puede definir de más de una manera:

  • el concepto biológico de especie — un grupo cuyos miembros pueden aparearse entre sí para producir descendencia fértil.
  • el concepto morfológico de especie — un grupo cuyos miembros se parecen físicamente.
  • el concepto ecológico de especie — un grupo que ocupa el mismo rol en su entorno.
Un cajón de museo con especímenes de insectos perfectamente clavados y etiquetados
Colección de insectos de un museo: la clasificación agrupa a los organismos según sus características compartidas

Los tres dominios

Los grupos más grandes en la clasificación 分类 son tres dominios 域:

  • Arqueas 古菌 y Bacterias 细菌 — ambos son procariotas 原核生物 (sin núcleo). Parecen similares, pero difieren en sus lípidos de membrana, su ARN ribosomal y la composición de sus paredes celulares 细胞壁.
  • Eucaria 真核生物 — todos los organismos cuyas células tienen un núcleo.
Vista aérea de una fuente termal: un centro azul profundo rodeado por bandas de verde, amarillo y naranja extendiéndose sobre el suelo
Cada anillo de color alrededor de esta fuente ardiente es una comunidad diferente de microbios que vive a una temperatura distinta. Las arqueas como estas — que prosperan donde casi nada más puede — fueron la pista que reveló que forman un dominio propio, separado de las bacterias comunes

La jerarquía taxonómica

Dentro del dominio Eucaria, los organismos se clasifican en una jerarquía taxonómica 分类层级 — un conjunto de grupos cada vez más pequeños: reino 界, filo 门, clase 纲, orden 目, familia 科, género 属 y especie.

Un embudo invertido de siete bandas que va desde un reino amplio en la parte superior hasta una especie estrecha en la inferior, haciéndose más pequeño y similar en cada nivel
Cada nivel de la jerarquía taxonómica es un grupo más pequeño y estrechamente relacionado, culminando en una sola especie

Los eucariotas se dividen en cuatro reinos:

  • Protista 原生生物界 — mayoritariamente unicelulares (como Amoeba).
  • Hongos 真菌界 — se alimentan absorbiendo nutrientes; tienen paredes celulares de quitina.
  • Plantae 植物界 — producen su propio alimento mediante la fotosíntesis.
  • Animalia 动物界 — se alimentan de otros organismos.
Un árbol que muestra a todos los seres vivos dividiéndose en tres dominios — Arqueas, Bacterias y Eucaria — con los Eucaria dividiéndose luego en los cuatro reinos Protista, Hongos, Plantae y Animalia
Los tres dominios: Arqueas y Bacterias son procariotas; los Eucaria se dividen en cuatro reinos

Los virus no se incluyen en estos grupos. Se clasifican según el tipo de ácido nucleico 核酸 que contienen (ADN o ARN) y si este es de cadena simple 单链 o de cadena doble 双链.

Explorar

Laboratorio de especies y dominios

Clasificar organismos y definiciones según el nivel que describen.

Explorar

La jerarquía taxonómica

Descender por los niveles de una especie — humanos — desde el dominio más amplio hasta la especie más específica.

Vocabulario Entrenar
Inglés Chino Pinyin
domain/dəˈmeɪn/ 域 yù
Archaea/ɑːˈkɪə/ 古菌 gǔ jūn
Bacteria/bækˈtɪərɪə/ 细菌 xì jūn
prokaryote/ˈprɒkərɪəʊt/ 原核生物 yuán hé shēng wù
cell wall/sel wɔːl/ 细胞壁 xì bāo bì
Eukarya/ˈjuːkərɪə/ 真核生物 zhēn hé shēng wù
taxonomic hierarchy/ˌtæksəˈnɒmɪk ˈhaɪərɑːki/ 分类层级 fēn lèi céng jí
kingdom/ˈkɪŋdəm/ 界 jiè
phylum/ˈfaɪləm/ 门 mén
class/klæs/ 纲 gāng
order/ˈɔːdə/ 目 mù
family/ˈfæmɪli/ 科 kē
genus/ˈdʒenəs/ 属 shǔ
Protoctista/ˈprəʊtəʊktɪstə/ 原生生物界 yuán shēng shēng wù jiè
Fungi/ˈfʌŋɡi/ 真菌界 zhēn jùn jiè
Plantae/ˈplæntiː/ 植物界 zhí wù jiè
Animalia/ˌænɪˈmeɪlɪə/ 动物界 dòng wù jiè
nucleic acid/njuːˈklɪɪk ˈæsɪd/ 核酸 hé suān
single-stranded/ˈsɪŋɡl ˈstrændɪd/ 单链 dān liàn
double-stranded/ˈdʌbl ˈstrændɪd/ 双链 shuāng liàn
ecosystem/ˈiːkəʊsɪstəm/ 生态系统 shēng tài xì tǒng
niche/niːʃ/ 生态位 shēng tài wèi
18.2

Biodiversidad

Syllabus
  1. definir los términos ecosistema y nicho
  2. explicar que la biodiversidad puede evaluarse a diferentes niveles, incluyendo: el número y la extensión de distintos ecosistemas y hábitats, el número de especies y su abundancia relativa, y la variación genética dentro de cada especie
  3. explicar la importancia de la muestreo aleatorio para determinar la biodiversidad de un área
  4. describir y utilizar métodos adecuados para evaluar la distribución y abundancia de organismos en un área, limitándose a cuadrantes (frame quadrats), transectos lineales, transectos de banda y marcado-recaptura utilizando el índice de Lincoln (la fórmula del índice de Lincoln se proporcionará, como se muestra en los Requisitos matemáticos)
  5. utilizar la correlación de rangos de Spearman y la correlación lineal de Pearson para analizar las relaciones entre dos variables, incluyendo cómo los factores bióticos y abióticos afectan la distribución y abundancia de las especies (las fórmulas de estas correlaciones se proporcionarán, como se muestra en los Requisitos matemáticos)
  6. utilizar el índice de diversidad de Simpson (D) para calcular la biodiversidad de un área, y establecer la significancia de los diferentes valores de D (la fórmula del índice de diversidad de Simpson se proporcionará, como se muestra en los Requisitos matemáticos)

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

Un ecosistema 生态系统 incluye todos los seres vivos de un área junto con su entorno no vivo. Un nicho 生态位 es el papel y lugar particular de una especie dentro de él.

Un arrecife de coral es una buena imagen de alta biodiversidad — muchos corales diferentes, peces y otras especies viviendo juntos:

Una fotografía submarina brillante de un afloramiento de arrecife de coral en agua azul transparente: muchos tipos diferentes de coral — corales planos, coral cuerno de ciervo ramificado y coral cerebral redondeado en rosa, púrpura y marrón — apretujados juntos con pequeños peces nadando a su alrededor
Un arrecife de coral es uno de los hábitats más diversos de la Tierra: muchas especies de coral y peces comparten un área pequeña

La biodiversidad 生物多样性 se puede medir en tres niveles:

  • el número y rango de ecosistemas y hábitats 栖息地 diferentes.
  • el número de especies y su abundancia 丰度 relativa (qué tan común es cada una).
  • la variación genética dentro de cada especie.
Tres niveles de biodiversidad mostrados de izquierda a derecha: diferentes ecosistemas, luego diferentes especies dentro de uno, y variación genética dentro de una especie
La biodiversidad se mide en tres niveles: el rango de ecosistemas, el número de especies y la variación genética dentro de una especie

Muestreo de un área

No puedes contar cada organismo, así que tomas muestras. El muestreo aleatorio 随机取样 (elegir posiciones por azar) evita sesgos y ofrece una imagen justa. Los métodos útiles son:

  • cuadrantes 样方 — marcos cuadrados colocados para contar o estimar las especies dentro de ellos.
  • transectas 样带 — contando a lo largo de una línea a través del área (una transecta lineal registra lo que toca la línea; una transecta de cinta cuenta dentro de una franja).
  • captura-etiquetado-recaptura 标志重捕法 — para animales móviles: capturar, marcar y soltar algunos, y luego ver qué fracción de una nueva captura está marcada (índice de Lincoln).
Tres métodos de muestreo: un cuadrante contando especies en un cuadrado, una transecta registrando a lo largo de una línea, y captura-recaptura donde algunos animales están marcados, liberados y recapturados
Los cuadrantes y transectas muestrean plantas fijas; la captura-etiquetado-recaptura estima números de animales móviles

Para vincular la distribución de una especie con factores bióticos 生物因素 (vivos) o factores abióticos 非生物因素 (no vivos), puedes usar la correlación de rangos de Spearman o la correlación 相关性 de Pearson. Para medir la diversidad de un área como un solo número, usas el índice de diversidad de Simpson 辛普森多样性指数: un valor más alto significa mayor diversidad y generalmente mayor estabilidad.

Ejemplo resuelto. Se capturan, marcan y sueltan 60 caracoles. Más tarde, se capturan 80 caracoles, de los cuales 15 están marcados. Estima la población. El índice de Lincoln asume que los animales marcados se han mezclado uniformemente, por lo que la fracción marcada en la segunda muestra es igual a la fracción marcada en toda la población:

$$N = \frac{\text{first sample} \times \text{second sample}}{\text{number marked in the second}} = \frac{60 \times 80}{15} = 320$$

Así que hay aproximadamente 320 caracoles. La estimación es tan buena como sus supuestos, así que enuncíalos: sin nacimientos, muertes o migración entre las dos capturas; las marcas ni se desvanecen ni hacen que el animal sea más fácil de detectar para un depredador; y se permite suficiente tiempo para la mezcla. Si se rompe uno, la estimación falla también: una marca que atrae depredadores reduce el conteo de recapturas y, por tanto, sobrestima la población.

Explorar

Laboratorio de muestreo de biodiversidad

Elige el método de muestreo o índice que se ajuste a la pregunta de campo.

Vocabulario Entrenar
Inglés Chino Pinyin
species/ˈspiːsiːz/ 物种 wù zhǒng
classification/ˌklæsɪfɪˈkeɪʃn/ 分类 fēn lèi
biodiversity/ˌbaɪəʊdaɪˈvɜːsɪti/ 生物多样性 shēng wù duō yàng xìng
habitat/ˈhæbɪtæt/ 栖息地 qī xī dì
abundance/əˈbʌndəns/ 丰度 fēng dù
random sampling/ˈrændəm ˈsæmplɪŋ/ 随机取样 suí jī qǔ yàng
quadrat/ˈkwɒdræt/ 样方 yàng fāng
transect/trænˈsekt/ 样带 yàng dài
mark-release-recapture/mɑːk rɪˈliːs rɪˈkæptʃə/ 标志重捕法 biāo zhì zhòng bǔ fǎ
biotic factor/baɪˈɒtɪk ˈfæktə/ 生物因素 shēng wù yīn sù
abiotic factor/ˌæbɪˈɒtɪk ˈfæktə/ 非生物因素 fēi shēng wù yīn sù
correlation/ˌkɒrɪˈleɪʃn/ 相关性 xiāng guān xìng
Simpson's index of diversity/ˈsɪmpsnz ˈɪndeks ɒv daɪˈvɜːsɪti/ 辛普森多样性指数 xīn pǔ sēn duō yàng xìng zhǐ shù
extinct/ekˈstɪŋkt/ 灭绝 miè jué
climate change/ˈklaɪmət tʃeɪndʒ/ 气候变化 qì hòu biàn huà
18.3

Conservación

Syllabus
  1. explicar por qué las poblaciones y las especies pueden llegar a la extinción como resultado de: • cambio climático • competencia • caza por parte de los seres humanos • degradación y pérdida de hábitats
  2. exponer las razones para mantener la biodiversidad
  3. exponer los roles de los zoológicos, jardines botánicos, áreas protegidas (incluyendo parques nacionales y parques marinos), 'zoológicos criogénicos' y bancos de semillas, en la conservación de especies en peligro de extinción
  4. describir métodos de reproducción asistida utilizados en la conservación de mamíferos en peligro de extinción, limitados a la FIV (fertilización in vitro), transferencia de embriones y gestación subrogada
  5. explicar las razones para controlar las especies exóticas invasoras
  6. exponer el papel en la conservación de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) y el Convenio sobre el Comercio Internacional de Especies Amenazadas de Fauna y Flora Silvestres (CITES)

Fuente: Plan de estudios Cambridge International

Una especie puede volverse extinta 灭绝 (desaparecer completamente) debido al cambio climático 气候变化, la competencia (a menudo de nuevas especies), la caza por humanos, o el daño y pérdida de sus hábitats.

Intentamos proteger la biodiversidad porque otras especies nos dan comida, medicinas y materiales, ayudan a mantener los ecosistemas estables y tienen valor intrínseco.

Formas de conservar especies

  • los zoológicos 动物园 y jardines botánicos 植物园 mantienen y crían especies en peligro de extinción 濒危物种.
  • las áreas protegidas de conservación 保护, como parques nacionales y parques marinos, mantienen los hábitats seguros.
  • los 'zoológicos congelados' almacenan células, huevos y espermatozoides congelados, y los banca de semillas 种子库 almacenan semillas para el futuro.
Dos cajas: conservación in situ como parques nacionales y reservas marinas, y conservación ex situ como zoológicos, jardines botánicos, bancos de semillas y zoológicos congelados
La conservación es ya sea in situ (protegiendo especies en su propio hábitat) o ex situ (manteniéndolas y criándolas lejos de la vida silvestre)

Para mamíferos raros, la reproducción asistida puede aumentar sus números: fertilización in vitro 体外受精 (FIV), transferencia de embriones 胚胎移植 y gestación subrogada 代孕 (otra hembra porta a la cría).

Los conservacionistas también controlan las especies invasoras 入侵物种, que son introducidas desde otros lugares y superan competencialmente a las especies nativas.

Dos organizaciones ayudan a nivel mundial: la UICN, que lista cuán amenazada está cada especie, y CITES, que controla el comercio internacional de animales y plantas en peligro.

Explorar

Laboratorio de acción de conservación

Siga cómo la conservación se mueve desde la amenaza hasta una población protegida.

Vocabulario Entrenar
Inglés Chino Pinyin
zoo/zuː/ 动物园 dòng wù yuán
botanic garden/bəˈtænɪk ˈɡɑːdn/ 植物园 zhí wù yuán
endangered species/enˈdeɪndʒəd ˈspiːsiːz/ 濒危物种 bīn wēi wù zhǒng
conservation/ˌkɒnsəˈveɪʃn/ 保护 bǎo hù
seed bank/siːd bæŋk/ 种子库 zhǒng zi kù
in vitro fertilisation/ɪn ˈvɪtrəʊ ˌfɜːtɪlaɪˈzeɪʃn/ 体外受精 tǐ wài shòu jīng
embryo transfer/ˈembrɪəʊ ˈtrænsfɜː/ 胚胎移植 pēi tāi yí zhí
surrogacy/səˈrɒɡəsi/ 代孕 dài yùn
invasive species/ɪnˈveɪsɪv ˈspiːsiːz/ 入侵物种 rù qīn wù zhǒng
18.3

Consejos para el examen

  • Aprende la jerarquía taxonómica (dominio → reino → … → especie) y los tres dominios; una especie se intercruza para dar descendencia fértil.
  • Mide la biodiversidad con el índice de Simpson (un valor más alto = más diverso) y explica por qué la alta biodiversidad ayuda a la estabilidad.
  • Da métodos de conservación in situ vs ex situ con la ventaja de cada uno.

Lecciones interactivas sobre este tema

Trátalo paso a paso, con ejercicios de verificación instantánea.

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