Relación especie-área

La relación especie-área o curva especie-área describe la relación entre el área de un hábitat , o de parte de un hábitat, y el número de especies encontradas dentro de esa área. Las áreas más grandes tienden a contener un mayor número de especies y, empíricamente, los números relativos parecen seguir relaciones matemáticas sistemáticas. ^{[ 1 ]} La relación especie-área generalmente se construye para un solo tipo de organismo, como todas las plantas vasculares o todas las especies de un nivel trófico específico dentro de un sitio particular. Rara vez, o nunca, se construye para todos los tipos de organismos, simplemente debido a los enormes requisitos de datos. Está relacionada, pero no es idéntica a la curva de descubrimiento de especies .

Los ecólogos han propuesto una amplia gama de factores que determinan la pendiente y la elevación de la relación especie-área. ^{[ 2 ]} Estos factores incluyen el equilibrio relativo entre inmigración y extinción, ^{[ 3 ]} la tasa y magnitud de perturbación en áreas pequeñas versus grandes, ^{[ 3 ]} la dinámica depredador-presa, ^{[ 4 ]} y la agrupación de individuos de la misma especie como resultado de la limitación de la dispersión o la heterogeneidad del hábitat . ^{[ 5 ]} Se ha afirmado que la relación especie-área se deriva de la segunda ley de la termodinámica . ^{[ 6 ]} En contraste con estas explicaciones "mecanicistas", otros afirman la necesidad de probar si el patrón es simplemente el resultado de un proceso de muestreo aleatorio. ^{[ 7 ]} Las relaciones especie-área se evalúan a menudo en la ciencia de la conservación para predecir las tasas de extinción en el caso de pérdida y fragmentación del hábitat . ^{[ 8 ]}

Los autores han clasificado la relación especie-área según el tipo de hábitats muestreados y el diseño del censo utilizado. Frank W. Preston , uno de los primeros investigadores de la teoría de la relación especie-área, la dividió en dos tipos: muestras (un censo de un hábitat contiguo que crece en el área de censo, también llamado relaciones especie-área "continentales") y aislados (un censo de hábitats discontinuos, como islas, también llamados relaciones especie-área "de islas"). ^{[ 1 ]} Michael Rosenzweig también señala que las relaciones especie-área para áreas muy grandes —aquellas que recogen diferentes provincias biogeográficas o continentes— se comportan de manera diferente a las relaciones especie-área de islas o áreas contiguas más pequeñas. ^{[ 2 ]} Se ha presumido que las relaciones especie-área tipo "isla" tienen pendientes más pronunciadas (en espacio log-log ) que las relaciones "continente", ^{[ 2 ]} pero un metaanálisis de 2006 de casi 700 relaciones especie-área encontró que las primeras tenían pendientes más bajas que las segundas. ^{[ 9 ]}

Independientemente del diseño del censo y del tipo de hábitat, las relaciones especie-área a menudo se ajustan a una función simple. Frank Preston abogó por la función potencial basándose en su investigación de la distribución lognormal de abundancia de especies . ^{[ 1 ]} Si${\displaystyle S}$es el número de especies,${\displaystyle A}$es el área de hábitat y${\displaystyle z}$es la pendiente de la relación especie-área en el espacio logarítmico, entonces la relación especie-área de función potencial es la siguiente:

$${\displaystyle S=cA^{z}}$$

Aquí${\displaystyle c}$es una constante que depende de la unidad utilizada para medir el área, y es igual al número de especies que existirían si el área del hábitat se limitara a una unidad cuadrada. El gráfico parece una línea recta en ejes logarítmicos dobles , y se puede linealizar como:

$${\displaystyle \log(S)=\log(cA^{z})=\log(c)+z\log(A)}$$

En cambio, Henry Gleason defendió el modelo semilogarítmico:

$${\displaystyle S=\log(cA^{z})=\log(c)+z\log(A)}$$

que parece una línea recta en ejes semilogarítmicos , donde el área está en escala logarítmica y el número de especies en escala aritmética. En cualquier caso, la relación especies-área es casi siempre decreciente (tiene una segunda derivada negativa) cuando se representa aritméticamente. ^{[ 10 ]}

Las relaciones especie-área se suelen graficar para islas (o hábitats aislados entre sí, como zonas boscosas en un paisaje agrícola) de distintos tamaños. ^{[ 3 ]} Si bien las islas más grandes tienden a tener más especies, una isla más pequeña puede tener más que una más grande. En cambio, las relaciones especie-área para hábitats contiguos siempre aumentarán a medida que aumente el área, siempre que las parcelas de muestreo estén anidadas unas dentro de otras.

La relación especie-área para áreas continentales (hábitats contiguos) variará según el diseño del censo utilizado para construirla. ^{[ 11 ]} Un método común es utilizar cuadrantes de tamaño sucesivamente mayor, de modo que el área encerrada por cada uno incluya el área encerrada por el más pequeño (es decir, las áreas están anidadas).

En la primera parte del siglo XX, los ecólogos de plantas solían utilizar la curva especie-área para estimar el tamaño mínimo de un cuadrante necesario para caracterizar adecuadamente una comunidad. Esto se logra graficando la curva (generalmente en ejes aritméticos, no en logaritmos dobles ni semilogaritmos) y estimando el área a partir de la cual el uso de cuadrantes más grandes resulta en la adición de solo unas pocas especies más. Esto se denomina área mínima. Un cuadrante que encierra el área mínima se llama relevamiento , y el uso de curvas especie-área de esta manera se conoce como método del relevamiento. Fue desarrollado principalmente por el ecólogo suizo Josias Braun-Blanquet . ^{[ 12 ]}

La estimación del área mínima a partir de la curva es necesariamente subjetiva, por lo que algunos autores prefieren definir el área mínima como el área que encierra al menos el 95 por ciento (o alguna otra proporción grande) del total de especies encontradas. El problema con esto es que la curva de área de especies no suele aproximarse a una asíntota , por lo que no es obvio qué debería tomarse como el total. ^{[ 12 ]} el número de especies siempre aumenta con el área hasta el punto en que se ha acumulado el área de todo el mundo. ^{[ 13 ]}

• Patrón de escala de ocupación
• riqueza de especies
• efecto de almacenamiento
• Teoría neutral unificada de la biodiversidad (TNU)

• La relación especies-área