Biología: La Ciencia de la Vida

La Biología es la ciencia que estudia la vida de forma objetiva.

¿Qué es la Ciencia?

La Ciencia es la interpretación del mundo que nos rodea para adquirir conocimientos con medios verificables, objetivos y cuantificables, empleando el método científico.

El Método Científico

El Método Científico se compone de las siguientes etapas:

• Observación para la formulación de hipótesis (realizar predicciones).
• Experimentación (diseñar una metodología y obtener resultados).
• Conclusión.
• Divulgación.

¿Qué Significa Estar Vivo?

Estar vivo significa cumplir con las funciones vitales: relación, reproducción y nutrición.

Características Comunes de los Seres Vivos

Las características comunes de los seres vivos incluyen:

• Capacidad de respuesta a estímulos.
• Reproducción y adaptación a cambios ambientales.
• Crecimiento y desarrollo.
• Organización jerárquica.
• Metabolismo autónomo.
• Homeostasis.

Crecimiento y Desarrollo

Todos los organismos, incluidos los unicelulares (excepto los virus), crecen por mitosis y se diferencian en distintos tipos celulares para formar los diferentes tejidos y órganos. Los animales y las plantas sufren un complicado proceso de crecimiento y desarrollo controlado por el ADN (programa genético).

Organización Jerárquica

La organización jerárquica de la vida abarca desde lo más simple a lo más complejo:

1. Átomos
2. Polímeros
3. Orgánulos
4. Células
5. Tejidos
6. Órganos
7. Sistemas de órganos
8. Individuo
9. Especie
10. Población
11. Comunidad
12. Ecosistema
13. Biosfera

Metabolismo Autónomo

El metabolismo es el conjunto de procesos químicos mediante los cuales los seres vivos adquieren energía (del sol, compuestos inorgánicos u otros organismos) y la utilizan para su mantenimiento. Desarrolla procesos bioquímicos para mantener las características del medio interno.

Homeostasis

La homeostasis es el conjunto de procesos fisiológicos que mantienen estables las características del medio interno. En los animales, se consigue mediante:

• Sistemas circulatorio, nervioso y hormonal.
• Órganos que intercambian con el medio: riñones, piel, pulmones y tubo digestivo.

El sistema nervioso controla a los demás.

Reproducción y Herencia

Todas las células proceden de células previas (las células provienen del cigoto y todas tienen el mismo ADN). El ADN transporta la herencia y la información genética de una generación a la siguiente, controlando muchas características diferentes (programa genético). Las instrucciones deben ser inalterables, aunque permite cambios (mutaciones) que favorecen la evolución de las especies.

“La biología estudiará las distintas formas de vida, las condiciones y las leyes que rigen su existencia y las causas que rigen su actividad.” — Trevinarus

Historia y Pioneros de la Biología

Orígenes de la Biología

Hace aproximadamente 300 años a.C., Aristóteles es considerado el primer biólogo, comenzando a analizar la flora y fauna autóctonas de su entorno.

Grandes Viajes y Descubrimientos

Los conocimientos biológicos se incrementaron significativamente gracias a los grandes viajes de exploración, lo que aumentó la conciencia sobre la diversidad biológica. Ejemplos notables incluyen:

• Marco Polo (1254-1323) en Asia.
• Cristóbal Colón (1451-1506) en América.
• Los navegantes portugueses en el siglo XV, que viajaron a África.

Estos viajes a diferentes lugares permitieron la observación de diversas formas de vida, suscitando preguntas fundamentales como: ¿Por qué esta planta tiene esta forma y no otra? ¿Por qué ciertos animales están presentes solo en algunos lugares y no en otros?

Figuras Clave en la Biología

Carl Linneo (1707-1778)

Linneo introdujo la clasificación jerárquica y la nomenclatura binomial (sistema en latín) en 1753, sentando las bases de la taxonomía moderna.

Georges Cuvier (1769-1832)

Cuvier es considerado el padre de la paleontología.

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829)

Lamarck propuso la transformación progresiva de las facultades de los organismos, que se verifican y dan lugar a cambios que se transmiten a la descendencia.

Charles Lyell (1797-1875) y James Hutton (1726-1797)

Lyell, con sus «Principios de Geología», y Hutton, con su teoría del uniformismo, defendieron la constancia de las leyes naturales y el efecto lento, constante y acumulativo de las fuerzas naturales, postulando un cambio continuo, similar a la evolución.

Expediciones Científicas

Alexander von Humboldt (1769-1859)

Alexander von Humboldt es considerado el padre de la ecología. Realizó descripciones de especies asociadas a las características de su entorno. Por ejemplo, el león tiene ese color de pelaje debido al lugar donde habita.

Charles Darwin (1809-1882)

Las observaciones de Charles Darwin sobre las variedades geográficas de las especies le llevaron a proponer la teoría de la evolución por selección natural.

La Célula: Unidad Fundamental de la Vida

Teoría Celular (1838)

La Teoría Celular establece los siguientes principios:

• Todos los organismos están formados por una o más células.
• Las células se originan siempre de otras células preexistentes.
• Las reacciones químicas (metabolismo) de un organismo vivo tienen lugar dentro de las células.
• Las células contienen la información hereditaria (genoma) que pasará de una generación a otra.

Gregor Mendel (Siglo XIX)

En la segunda mitad del siglo XIX, Gregor Mendel realizó un estudio científico de la herencia, logrando avances significativos en los estudios anatómicos y fisiológicos de plantas y animales (zoología y botánica).

Tipos de Células

Células Procariotas

Las células procariotas se caracterizan por:

• Material genético disperso en el citoplasma; el genoma se encuentra libre.
• No poseen orgánulos celulares membranosos (mitocondrias, cloroplastos, aparato de Golgi, retículo endoplasmático, etc.).
• Pueden tener pared celular compuesta de polisacáridos complejos.
• Carecen de citoesqueleto y movilidad intracelular.
• Su tamaño es similar al de las mitocondrias y cloroplastos de las células eucariotas.

Los procariotas (como las bacterias) fueron la única forma de vida sobre la Tierra durante casi 2.000 millones de años. Hace aproximadamente 1.500 millones de años, aparecieron las células eucarióticas, y los organismos multicelulares, compuestos de células eucarióticas especializadas, surgieron solo hace unos 750 millones de años.

Células Eucariotas

Las células eucariotas se distinguen por tener el material genético dentro de un núcleo definido y por la presencia de orgánulos celulares membranosos.

Componentes de la Célula Eucariota

Membrana Plasmática

• Bicapa de fosfolípidos (40%) y proteínas (60%); de 7-9 nm de grosor.
• Naturaleza fluida: proteínas y colesterol flotan y se desplazan lateralmente (Modelo del Mosaico Fluido).
• Estructura básica similar en procariotas, eucariotas y orgánulos, diferenciándose en el tipo de lípidos, proteínas y azúcares.
• Restringe el paso de sustancias en ambos sentidos y protege su integridad estructural y funcional.
• Transporte selectivo: permite el paso de unas sustancias o partículas e impide el paso de otras, dependiendo de su tamaño. Se puede realizar por diferentes mecanismos:
  • Moléculas pequeñas: difusión simple o facilitada y transporte activo.
  • Moléculas más grandes: endocitosis.

Citoplasma

Solución acuosa con enzimas, moléculas disueltas e iones. Contiene orgánulos (la mayoría no existen en células procarióticas) y un citoesqueleto que sirve de soporte, incluyendo microtúbulos, filamentos de actina (microfilamentos) y filamentos intermedios. El citoesqueleto mantiene la forma de la célula, le permite moverse, fija sus orgánulos y dirige su tránsito.

Retículo Endoplasmático

Complejo sistema de membranas donde se realiza la actividad bioquímica. Parte de ellas están asociadas a ribosomas (Retículo Endoplasmático Rugoso), siendo el lugar de producción de proteínas.

Aparato de Golgi

Encargado del empaquetamiento y maduración de las proteínas recién sintetizadas.

Lisosomas y Peroxisomas

Vesículas en las que se degradan moléculas a constituyentes más simples.

Núcleo

Separado del citoplasma por la membrana nuclear, formada por dos bicapas lipídicas. La externa es continua con la del Retículo Endoplasmático. Dispone de canales por los que pasan las moléculas desde y hacia el citoplasma. Contiene el material genético (cromosomas = ADN + histonas) que, cuando la célula no está dividiéndose, se encuentra en una forma extendida llamada cromatina.

Nucleolo

Sitio de formación de los ribosomas.

Mitocondrias

Lugar donde se producen las reacciones químicas productoras de la energía (ATP) necesaria para la célula. Poseen dos membranas; la interna forma pliegues (crestas) donde se producen las reacciones químicas. Poseen un ADN y unos ribosomas propios.

La Célula Eucariota Vegetal

Las células vegetales poseen algunos orgánulos y estructuras exclusivas:

• Pared Celular: Envuelve la membrana plasmática y es rígida, formada fundamentalmente por celulosa. Posee poros (plasmodesmos) que comunican células contiguas.
• Vacuolas: Vesículas grandes con funciones de almacenamiento que ayudan a mantener la forma celular.
• Cloroplastos: Orgánulos con una doble membrana que encierra en su interior un contenido llamado estroma y una serie de laminillas, llamadas tilacoides, que se apilan (grana). Estas laminillas poseen clorofila, pigmento indispensable para realizar la fotosíntesis. Poseen un ADN y unos ribosomas propios.

Organización Celular

Organismos Unicelulares

En los organismos unicelulares, todas sus actividades vitales son desarrolladas por una única célula. Incluyen a todos los organismos procariotas y algunos eucariotas de los reinos Protoctista (protozoos) y Fungi (levaduras).

Organismos Pluricelulares

Los organismos pluricelulares están formados por un conjunto de células originadas por la proliferación de una célula inicial (cigoto o célula huevo). Todas las células resultantes tienen la misma información genética, pero sufren un proceso de diferenciación celular que da lugar a distintos tipos celulares. Las células especializadas se organizan en tejidos con una función determinada. Los distintos tejidos se asocian para realizar funciones aún más especializadas y complejas, formando órganos, que a su vez se agrupan en aparatos o sistemas para facilitar una misma función.

Ciclo Celular y Mitosis

Ciclo Celular

El ciclo celular se divide en:

• Interfase:
  • G1: Crecimiento celular.
  • S: Duplicación del ADN.
  • G2: Los cromosomas comienzan a condensarse.
• División Celular: Mitosis y citocinesis.

Mitosis

La mitosis es el proceso de división nuclear y se compone de las siguientes fases:

• Profase: La cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles. Los dos cromosomas y los centriolos se van separando, y se forman los microtúbulos del huso.
• Metafase: La membrana nuclear desaparece y los cromosomas se alinean en el centro de la célula, siendo muy distinguibles.
• Anafase: Las cromátidas hermanas se separan y se mueven hacia polos opuestos de la célula.
• Telofase: El ADN se descondensa, y se forman nuevas membranas nucleares alrededor de los dos conjuntos de cromosomas.

Evolución Biológica: Teorías y Mecanismos

Teoría de Lamarck

Lamarck propuso la primera teoría de la evolución, sugiriendo que todas las especies, incluida la humana, descienden de otras especies. Su teoría se basaba en tres factores principales:

• Cambios ambientales: Los seres vivos tratan de adaptarse a esos cambios (ejemplo: la pigmentación de la piel en humanos).
• Fuerza interior: Un impulso inconsciente de los seres hacia un grado de complejidad mayor.
• Ley del uso y del desuso de los órganos y herencia de los caracteres adquiridos (ejemplo clásico: el cuello de las jirafas).

Desarrollo de la Teoría de Darwin

Observaciones de Darwin

Charles Darwin fue profundamente influenciado por el geólogo Lyell y sus «Principios de Geología», que se oponían a las ideas catastrofistas y apoyaban la Teoría del Uniformismo: la constancia de las leyes naturales y las transformaciones lentas y continuas.

Sus observaciones clave incluyeron:

• Fósiles de grandes mamíferos extintos muy similares a especies vivas del lugar.
• Estudio de los pinzones y las tortugas de las Islas Galápagos. Observó que en cada isla, y en distintas partes de estas, los grupos de tortugas aisladas presentaban diferentes formas en sus caparazones, en función de la vegetación de su entorno. Lo mismo observó con los pinzones, cuya forma del pico variaba en función de la disponibilidad de alimento.
• Observaciones similares con los ñandúes, cuyo tamaño variaba según su posición geográfica; aquellos en zonas con mayor cantidad de alimento eran más grandes.

La Selección Natural

La Selección Natural es el proceso que resulta de la reproducción diferencial de individuos de una población que difieren en uno o más caracteres. Para Darwin, las variaciones que aparecen en la población son al azar, y la supervivencia diferencial es el resultado de la acción del ambiente, que «selecciona» a los individuos mejor adaptados. El individuo mejor adaptado sobrevivirá y podrá transmitir sus genes a su descendencia, asegurando la continuidad de su progenie.

Elementos Clave de la Teoría de Darwin

• Las variaciones intraespecíficas son la materia prima para la selección natural.
• Es un proceso análogo a la selección practicada por los criadores de ganado (selección artificial).
• La selección natural afecta a los individuos.

Premisas de la Teoría de la Evolución de Darwin

• En la mayoría de las especies, el número de descendientes que sobreviven y se reproducen en cada generación es menor que el número inicial.
• En cualquier población, existen variaciones (fenotipos) entre individuos, y algunas son heredables (pueden ser ventajosas o desventajosas).
• El número de individuos que sobreviva y se reproduzca dependerá de la interacción entre las variantes heredables individuales y el ambiente (los genes más el ambiente determinarán el número de individuos que sobrevivan; no es lo mismo un ambiente extremo que uno tranquilo).
• Al cabo del tiempo, la selección natural, actuando sobre dos poblaciones diferentes de una misma especie, puede acumular cambios suficientes para constituir dos especies diferentes (procesos de especiación).
• Darwin no pudo explicar el proceso por el cual se heredaban los genes debido a la falta de medios y conocimientos de su época.

El trabajo de Mendel, publicado en 1865, no fue reconocido hasta principios del siglo XX. Los avances de la genética respondieron a interrogantes que Darwin dejó abiertos:

• ¿Cómo surge la variabilidad sobre la que actúa la selección natural?
• ¿Cómo se transmiten los caracteres hereditarios de generación en generación?
• ¿Cómo se mezclan los caracteres hereditarios?

En la actualidad se sabe que:

• “Los genes, junto con el ambiente, determinan el fenotipo de un organismo.”
• “Las mutaciones y la recombinación de alelos durante la reproducción sexual pueden causar el surgimiento de nuevas variaciones.”

Finalmente, en 1937, la Teoría de Darwin se combinó con los principios de la genética mendeliana y los conocimientos modernos sobre genética, dando como resultado la Teoría Sintética de la Evolución (o Neodarwinismo).

Bases Genéticas de la Evolución

La variabilidad genética es la materia prima del cambio evolutivo:

• La fidelidad de duplicación del ADN asegura la similitud en los descendientes.
• Las mutaciones y la reproducción sexual son la materia prima de la variación entre individuos.

Las variaciones hacen posible la diferenciación entre poblaciones sujetas a distintas condiciones ambientales.

Mutaciones

Las mutaciones son cambios heredables en el ADN que dan lugar a productos génicos alterados.

Características de las Mutaciones

• Son eventos raros y casuales. La mayoría de las mutaciones ocurren espontáneamente, y se conocen diversos agentes mutágenos (radioactividad, rayos X, UV, sustancias químicas como el humo del tabaco o de los coches).
• Cada gen tiene una tasa de mutación característica.
• Conducen a una población fuera del equilibrio genético.

Tipos de Mutaciones

Pueden ser de tres tipos:

• Neutras: No benefician ni perjudican al individuo (la inmensa mayoría).
• Beneficiosas: Aumentan las perspectivas de supervivencia y reproducción.
• Letales: Conducen a la muerte del organismo.

Tipos de Selección Natural

La selección natural es el conjunto de factores que actúan sobre los seres vivos, modificando los alelos, eliminando a los más débiles y permitiendo la supervivencia de los más adaptados.

Selección Direccional

Sobreviven los individuos de un extremo del espectro fenotípico. Los alelos cambian en dirección a la presión ambiental. Ejemplo: la resistencia de los insectos a los pesticidas o la resistencia de las bacterias a los antibióticos.

Selección Normalizadora (o Estabilizadora)

Sobreviven los individuos con caracteres intermedios o «normales», mientras que los de los extremos mueren. Ejemplo: ratones que en verano hace mucho calor y en invierno mucho frío necesitan un pelaje intermedio.

Selección Disruptiva

Sobreviven los individuos de los extremos del espectro fenotípico, y los intermedios mueren. Ejemplo: los pinzones que tienen pico grande o pequeño, pero no intermedio.

Selección de Polimorfismos

Se mantienen dos o más alelos constantes en la población. Ejemplo: en África, quienes tienen anemia falciforme son más resistentes a la malaria por ser heterocigóticos.

Selección Sexual

La selección sexual se da cuando existe dimorfismo sexual (caracteres secundarios de machos y hembras que los hacen verse diferentes).

• Selección Intrasexual: Competición entre machos para acceder a las hembras.
• Selección Intersexual: Las hembras eligen a los machos basándose en caracteres más atractivos (ejemplo: en primates).

El dimorfismo sexual y la selección sexual afectan a los caracteres secundarios. Los caracteres que hacen que las hembras sean físicamente distintas a los machos (caracteres sexodimórficos) solo aparecen cuando la desventaja de ser así físicamente se compensa con las ganancias en la reproducción. Normalmente, estos caracteres aparecen en los machos, ya que las hembras suelen ser el recurso limitado (porque son necesarias más hembras, producen menos cantidad de gametos, protegen a los embriones, gestan a sus crías y, normalmente en los mamíferos, también son las encargadas del cuidado de la cría).

Neodarwinismo y Selección Sexual

El Neodarwinismo completó la teoría de Darwin, estableciendo que la selección sexual afecta tanto a los caracteres sexuales primarios como a los secundarios. Esto se puede explicar comparando el tamaño testicular de un gorila y un chimpancé: el gorila los tiene más pequeños porque el macho más fuerte lucha y se queda con la hembra. En cambio, en los chimpancés, aquel que tenga mejores espermas es quien dejará sus genes en las futuras generaciones, ya que los chimpancés se aparean de forma más promiscua.

Concepto de Especie y Especiación

¿Qué es una Especie?

Una especie es un grupo de individuos que son capaces de aparearse entre sí y dar descendencia fértil. Son grupos de poblaciones que se aparean y están reproductivamente aisladas de otros grupos. Los miembros de una especie comparten un reservorio genético común.

Los caracteres morfológicos no siempre son útiles para distinguir especies, ya que:

• Las condiciones ambientales modifican la apariencia.
• La morfología cambia con el sexo y con la edad.
• Especies diferentes pueden parecer idénticas.

Proceso de Generación de Nuevas Especies (Especiación)

Para la generación de nuevas especies, es necesario establecer un aislamiento reproductivo. La divergencia genética es la acumulación gradual de diferencias en el conjunto de genes de las poblaciones por selección natural y mutación. Los mecanismos de aislamiento refuerzan la divergencia genética al reducir el flujo genético entre las poblaciones.

Mecanismos de Aislamiento Reproductivo

Se clasifican en precigóticos y postcigóticos:

Mecanismos Precigóticos (Dificultan el apareamiento o la formación del cigoto)

• Aislamiento Conductual: Dos especies tienen técnicas de cortejo distintas, por lo que los individuos no se mezclan al no sentirse atraídos por el cortejo del otro.
• Aislamiento Temporal: Si dos poblaciones de una misma especie maduran en estaciones distintas, solo se podrán reproducir entre individuos de la misma población.
• Aislamiento Mecánico: Órganos reproductivos incompatibles (por tamaño, por ejemplo, al intentar cruzar un caniche con un mastín).
• Aislamiento Ecológico: Parejas potenciales en distinto hábitat. Dos poblaciones de una misma especie se separan porque, al ser físicamente distintas, cada una se adapta a medios diferentes, lo que lleva a su aislamiento y, por tanto, impide el apareamiento.
• Mortalidad Gamética: Debido a un cambio, como la alteración del pH en la vagina de la hembra de la especie A, solo los machos de la especie A podrán fecundar a estas hembras, ya que los espermatozoides de los machos de la especie B no son capaces de adaptarse a este cambio de pH, impidiendo la fecundación.

Mecanismos Postcigóticos (Ocurren después de la formación del cigoto)

• Mortalidad del Cigoto: Hay apareamiento, pero el cigoto no sobrevive.
• Inviabilidad del Híbrido: Se lleva a cabo la fecundación, pero el individuo híbrido no llega a nacer (ejemplo: cruce cabra-oveja).
• Esterilidad del Híbrido: El individuo híbrido nace, pero es estéril, impidiendo la mezcla de genes entre las especies parentales (ejemplo: mulas, cruce caballo-burro).

Tipos de Especiación

La especiación por divergencia adaptativa implica el establecimiento gradual del aislamiento reproductivo y ocurre en varias etapas:

1. Especiación Alopátrica (“en otro país”): Se establece una barrera geográfica que divide la población en dos subpoblaciones, interrumpiendo el flujo genético y dando lugar a dos especies reproductivamente incompatibles.
2. Especiación Parapátrica (“en el país contiguo”): Ocurre cuando los ambientes son diferentes, y la diferenciación genética, selección y divergencia genética dan lugar a la especiación en poblaciones contiguas.
3. Especiación Simpátrica (“en el mismo país”): El aislamiento reproductivo se establece dentro de la misma área geográfica, originando dos especies diferentes que no son reproductivamente compatibles (ejemplo: peces a diferentes profundidades).

También existe la especiación instantánea o cuántica, que se produce en menos tiempo (decenas de generaciones):

• Especiación Peripátrica: Un pequeño número de individuos funda una nueva población genéticamente diferente de la original.
• Especiación por Poliploidía: Por alteraciones de la meiosis, se establecen individuos híbridos poliploides que pueden reproducirse entre sí, pero no con los parentales (raro en animales, pero común en plantas con flor).

Clasificación y Biodiversidad

Clasificación de Organismos

El número estimado de especies en la Tierra oscila entre 4 y 100 millones. Actualmente, se han descrito aproximadamente 2.0 millones de especies, de las cuales:

• Menos del 10% son bacterias.
• 5% son hongos.
• 2% son nematodos.
• Menos del 20% son insectos.

Cientos de nuevas especies se describen cada año.

Biodiversidad

La biodiversidad o diversidad biológica es la variedad de organismos vivos y la variedad de ecosistemas que constituyen el planeta. Es crucial, ya que, por ejemplo, el 40% de los productos farmacéuticos derivan de organismos vivos.

Sistemática y Taxonomía

La clasificación sistemática es la disciplina que estudia la diversidad de los seres vivos y sus relaciones evolutivas con el fin de crear un sistema ordenado de clasificación de los organismos.

La taxonomía es la ciencia encargada de estructurar y organizar a los seres vivos en grupos. Cada grupo de organización recibe el nombre de taxón. Los taxones se crean atendiendo a las semejanzas y diferencias existentes entre los individuos.

• Sistema Binomial de Nomenclatura (Linneo, siglo XVIII): Utiliza dos palabras (género y epíteto específico) para nombrar una especie. Ejemplo: Escherichia coli.
• Sistemática Filogenética o Cladismo (Henning, 1950): Construcción de grupos sistemáticos mediante caracteres homólogos (sinapomorfías) derivados del ancestro común de todos los miembros de ese grupo.

Caracteres para la Clasificación

Los tipos de caracteres utilizados en clasificación (no sujetos a variación ambiental) incluyen:

• Morfológicos
• Ecológicos
• De conducta
• Reproductivos
• Fisiológicos
• Moleculares

Ejemplo de sinapomorfías de los mamíferos: mamas y pelo.

• La homología es la estructura o característica presente en dos o más especies derivada de un antecesor reciente.
• La analogía es la estructura o característica presente en dos o más especies que no tienen un antecesor común, pero presentan similitud morfológica.

La convergencia evolutiva se divide en:

• La evolución paralela es aquella que presenta similitudes morfológicas derivadas de un ancestro común, pero adquiridas de forma diferente.
• La reversión evolutiva es la adquisición de un carácter en un estado ancestral, como, por ejemplo, dientes en la mandíbula de algunas ranas.

Árbol Filogenético o Cladograma

El árbol filogenético o cladograma es la representación gráfica de la formación de grupos taxonómicos e ilustra la historia evolutiva de un grupo de especies. El nodo del árbol filogenético es el punto de ramificación que contiene las características de un ancestro hipotético e indica un evento cladogenético.

Sistemas de Clasificación

Sistema de los 5 Reinos (Whittaker, 1969)

• Monera: Procariotas, bacterias, organismos sin núcleo definido.
• Protoctista: Eucariotas unicelulares, algas, protozoos y algunos organismos acuáticos.
• Fungi: Pluricelulares saprófitos, hongos y líquenes.
• Animalia: Pluricelulares heterótrofos, vertebrados e invertebrados.
• Plantae: Pluricelulares autótrofos, musgos, helechos, coníferas y plantas con flor.

Sistema de los 3 Dominios (Woese, 1990)

Basado en la secuencia del ARN ribosómico:

• Bacteria: Procariotas.
• Archaea: Procariotas.
• Eukarya: Incluye los reinos Protista, Fungi, Animalia y Plantae.

La jerarquía taxonómica, de lo general a lo particular, es: Dominio, Reino, Filo, Clase, Orden, Familia, Género y Especie.

Conceptos de Biodiversidad

La biodiversidad es la variedad de organismos vivos y ecosistemas. Se puede cuantificar como el número de especies por superficie. Robert Whittaker, en 1960, introdujo los términos de diversidad alfa, beta y gamma.

Diversidad Alfa (α)

Es la riqueza de especies que hay en una unidad paisajística o en un hábitat determinado. Ejemplo: comparar la diversidad de especies en dos bosques templados y caducifolios de 100 hectáreas cada uno.

Diversidad Beta (β)

Es la tasa de reemplazo de especies entre hábitats, es decir, la diversidad a lo largo de un gradiente. Un hábitat muy estacional que cambia del invierno al verano es más biodiverso que uno que se mantiene igual todo el año. Las comunidades pueden estar separadas entre sí por gradientes físicos como una montaña.

Diversidad Gamma (γ)

Engloba a la diversidad alfa y beta, refiriéndose a la diversidad de una región más amplia. Ejemplo: Kenia tiene más especies de aves (más de 1000) que Inglaterra (200), a pesar de que tienen una extensión similar.

Biogeografía: Distribución de la Vida en la Tierra

Introducción a la Biogeografía

La biogeografía explica el porqué de la distribución de las especies y sirve para entender el origen de las especies de un lugar.

Formación de Continentes y Ecorregiones

La formación de los continentes a partir de Pangea, un supercontinente que se dividió en dos:

• Laurasia: Formaría el reino Holártico.
• Gondwana: Originó la mayoría de los reinos Neotropical, Australiano, Antártico y Paleotropical.

Las ecorregiones son áreas que contienen muchas comunidades geográficas naturales que:

• Comparten la mayoría de especies y dinámica ecológica.
• Comparten condiciones ambientales similares.
• Interactúan ecológicamente de manera crítica para su persistencia a largo plazo.

En las ecorregiones se pueden aplicar los conceptos de diversidad alfa, beta y gamma.

Zonas de Alta Biodiversidad

Generalmente, hay más biodiversidad en los límites de las regiones. Las zonas más biodiversas incluyen:

• Neotropical: El Caribe.
• Australiana: La segunda más biodiversa, incluyendo Nueva Guinea (que no pertenece a Australia, pero sí a la región australiana), el Océano Pacífico y el Índico.
• Oriental: Sudeste asiático.

Líneas Biogeográficas Clave

• La Línea de Wallace: Establece hasta dónde llega la fauna oriental y es un límite biogeográfico que separa la región oriental (Asia) de la australiana (Oceanía). Las especies son diferentes en cada lado a pesar de la similitud climática (ejemplos: tigre, elefante).
• La Línea de Weber: Establece hasta dónde llega la fauna de la región australiana (ejemplos: casuario, canguro).

Entre ambas líneas se encuentra Wallacea, una zona donde coexiste fauna autóctona de ambas regiones y especies exclusivas (ejemplos: babirusa, cuscús).

Istmo Centroamericano

El Istmo Centroamericano separa la región Neártica de la Neotropical. El llamado «Cinturón de Fuego del Pacífico» forma el istmo y es responsable de la unión de los continentes de América del Norte y del Sur.

Biogeografía de España

España se encuentra en la región Paleártica, pero posee especies que no están en el resto de Europa ni en África, debido a que es el límite entre la región Paleártica y la Etiópica. En Canarias, las especies llegan de África, pero han sufrido especiación alopátrica.

En el sur de España, se encuentran especies de origen africano (ejemplo: tortuga mora). En el norte, especies como el visón, y especies peninsulares/endémicas como el lince o el lobo (que proceden del lobo europeo por especiación alopátrica).

España es el país más biodiverso de Europa occidental debido a su posición biogeográfica, que incorpora fauna de otros reinos.