Este documento presenta una introducción a la biodiversidad y métodos para medirla. Define la biodiversidad alfa, beta y gamma y métodos para cuantificar cada una. Luego describe dos softwares, Species Diversity and Richness (SDR) y PAST, que pueden usarse para calcular índices de diversidad alfa y beta de manera automatizada. Explica cómo usar SDR, incluyendo pasos para preparar los datos y calcular índices como Shannon-Wiener, Simpson, Margalef y otros.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO
FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS
USO DE SOFTWARES EN DETERMINACIÓN
DE BIODIVERSIDAD ALFA Y BETA
➢ALUMNO:
Fernández Cortez Patrick Diego Alexis
➢CURSO:
Recursos Naturales y Biodiversidad
➢PROFESOR A CARGO:
Dr. Antero Celso Vásquez García
➢FECHA DE PRESENTACIÓN:
01/JUN/2021

2. ÍNDICE
I. Introducción:........................................................................................................................ 3
II. Biodiversidad....................................................................................................................... 3
a. Definición: ........................................................................................................................ 3
b. Métodos de medición de Biodiversidad ...................................................................... 4
c. Medición de la diversidad alfa ...................................................................................... 4
d. Medición de la diversidad beta..................................................................................... 4
e. Medición de la diversidad gamma ............................................................................... 5
III. Softwares para medición de biodiversidad alfa y beta ................................................. 5
a. Species Diversity and Richness................................................................................... 5
b. Uso del software SDR.................................................................................................... 6
a) Índice de Shannon Wienner...................................................................................... 9
b) Índice de Simpson.................................................................................................... 10
c) Índice de Margalef.................................................................................................... 11
d) Índice de Berger-Parker .......................................................................................... 12
e) Índice de dominancia de McIntosh ........................................................................ 13
f) Índice de Dominancia de Brillouin.......................................................................... 14
g) Estadístico Q............................................................................................................. 15
h) Índice de Menhinick.................................................................................................. 16
i) Equidad de Pielou .................................................................................................... 17
j) Índices de diversidad beta ...................................................................................... 18
c. Software PAST ............................................................................................................. 18
d. Uso del software PAST................................................................................................ 19
IV. Referencias bibliográficas ............................................................................................... 23

3. I. Introducción:
La biodiversidad o diversidad biológica se define como “la variabilidad entre los
organismos vivientes de todas las fuentes, incluyendo, entre otros, los organismos
terrestres, marinos y de otros ecosistemas acuáticos, así como los complejos
ecológicos de los que forman parte; esto incluye diversidad dentro de las especies,
entre especies y de ecosistemas” (UNEP, 1992). El término comprende, por tanto,
diferentes escalas biológicas: desde la variabilidad en el contenido genético de los
individuos y las poblaciones, el conjunto de especies que integran grupos funcionales
y comunidades completas, hasta el conjunto de comunidades de un paisaje o región
(Solbrig, 1991; Halffter y Ezcurra, 1992; Heywood, 1994; UNEP, 1992; Harper y
Hawksworth, 1994).
La diversidad biológica representa un tema central de la teoría ecológica y ha sido
objeto de amplio debate (Magurran, 1988). La falta de definición y de parámetros
adecuados para su medición hasta principios de los 70's llevó incluso a declarar la
falta de validez del concepto (Hurlbert, 1971).
Actualmente el significado y la importancia de la biodiversidad no están en duda y se
han desarrollado una gran cantidad de parámetros para medirla como un indicador
del estado de los sistemas ecológicos, con aplicabilidad práctica para fines de
conservación, manejo y monitoreo ambiental (Spellerberg, 1991).
De la mano de estos parámetros, se ha realizado también softwares especializados
en realizar el calculo de manera más automatizada, en base a una base de datos.
El objetivo del presente trabajo es definir que es la biodiversidad, presentar algunos
softwares y realizar una reseña de estos desde su manera de obtención, campo de
uso e instrucciones de uso.
Este trabajo está dirigido a compañeros estudiantes y profesionales de las carreras
de biología y áreas afines, que estén involucrados en estudios de ecología y/o en
evaluaciones ambientales sobre la biodiversidad de los ecosistemas y el uso de
software para facilitar el trabajo en este medio.
II. Biodiversidad
a. Definición:
La biodiversidad es una característica compleja de los sistemas biológicos que
se manifiestan a distintas escalas temporales y espaciales.
El interés por conservar la biodiversidad trasciende el ámbito científico, ya que
posee múltiples valores para la sociedad contemporánea, incluidos los
económicos, funcionales, culturales, morales y éticos.
Según Harper y Hawksworth (1995), fueron Norse et al., en 1986, quienes
propusieron el término biodiversidad para referirse a tres niveles de división.
Los cuales son:
• Genético (Intraespecífico)
• Específico (número de especies)
• Ecología (comunidades)

4. Además de los niveles genético, de especies y de comunidades, es posible
distinguir los aspectos de composición, estructura y función de los sistemas
biológicos (Noss, 1990).
La composición se refiere a la identidad y variedad de genes, poblaciones,
especies, comunidades y paisajes. La estructura es la manera en que están
organizados los componentes, desde la genética y demográfica de las
poblaciones, hasta la fisonómica a nivel paisaje.
b. Métodos de medición de Biodiversidad
La manera más conveniente en el contexto actual de analizar una biodiversidad
es a nivel de especies, debido a la acelerada transformación de los
ecosistemas naturales, ya que un simple listado de especies para una región
dada no es suficiente.
A nivel de especies existe diversos tipos de diversidad teniendo en cuenta el
número de comunidades y la relación entre estas.
• Diversidad alfa, es la riqueza de especies de una comunidad particular
a la que consideramos homogénea.
• Diversidad beta, es el grado de cambio o reemplazo en la composición
de especies entre diferentes comunidades en un paisaje.
• Diversidad gamma, es la riqueza de especies del conjunto de
comunidades que integran un paisaje, resultante tanto de las
diversidades alfa como de las diversidades beta (Whittaker, 1972).
c. Medición de la diversidad alfa
La mayoría de métodos propuestos para evaluar la diversidad de especies se
refieren a la diversidad dentro de las comunidades alfa. Para distinguirlos entre
los diferentes métodos en funciones de las variables biológicas que miden, se
dividen en dos grupos:
• Métodos basados e la cuantificación del número de especies presentes,
es decir la riqueza específica.
• Métodos basados en la estructura de a comunidad, es decir la
distribución proporcional del valor de importancia de cada especie. Esto
es la llamada abundancia relativa de los individuos, su biomasa,
cobertura, productividad, etc).
Los métodos basados en la estructura pueden a su vez clasificarse según se
basen en la dominancia o en la equidad de la comunidad.
d. Medición de la diversidad beta
La diversidad beta o diversidad entre hábitats es el grado de reemplazamiento
de especies o cambio biótico a través de gradientes ambientales (Whittaker,
1972). La medición de la diversidad beta es de una dimensión diferente porque
está basada en proporciones o diferencias (Magurran, 1988). Estas
proporciones pueden evaluarse con base en índices o coeficientes de similitud,
de disimilitud o de distancia entre las muestras a partir de datos cualitativos

5. (presencia y/o ausencia de especies) o cuantitativos (abundancia proporcional
de cada especie medida como número de individuos, biomasa, densidad,
cobertura, etc).
e. Medición de la diversidad gamma
Se define la diversidad gamma como la riqueza en especies de un grupo de
hábitats que resulta como consecuencia de la diversidad alfa de las
comunidades individuales y del grado de diferenciación entre ellas (diversidad
beta). Desgraciadamente, la mayoría de los esfuerzos realizados para medir la
biodiversidad en áreas que incluyen más de un tipo de comunidad se limitan a
presentar listas de especies de sitios puntuales (diversidad alfa), describiendo
la diversidad regional (gamma) únicamente en términos de números de
especies, o bien con cualquier otra medida de diversidad alfa. Algunos estudios
llegan a hacer comparaciones entre los sitios (diversidad beta), pero no
incluyen esta información en una medida de la biodiversidad basada tanto en
alfa como en beta (Moreno, 2001).
III. Softwares para medición de biodiversidad alfa y beta
Con el paso del tiempo la tecnología nos ha permitido realizar de manera rápida,
sencilla y eficaz muchas operaciones y cálculos que corresponden a la
determinación de la biodiversidad, tanto alfa como beta. Por esto mismo, existen
muchos programas que resaltan y son muy utilizados para el análisis de
biodiversidad de una comunidad y/o ecosistema.
a. Species Diversity and Richness
Species Diversity and Richness (SDR) es un programa el que se puede utilizas
los métodos más recientes para obtener información sobre los datos de
diversidad y riqueza de una comunidad. Con SDR se puede explorar múltiples
índices de biodiversidad, tanto alfa como beta; esto en una fracción de
segundo. Así mismo proporciona una función de producir gráficos de alta
calidad y descubrir con este los patrones de variación. También se pueden
comparar diversidades de un mismo índice.
Este software es proporcionado por la Compañía Pisces Conservation LTD en
su página web, a un precio de £ 74.00 +IVA (lo equivalente a 400 soles
peruanos). Aunque también se encuentra disponible una versión de prueba
totalmente gratis, pero esta está limitada a usar el software con tan solo 10
datos como máximo.
El software completo cuenta con las siguientes características:
• Conjunto completo de métodos: más de 70 métodos incluidos
o 11 Alfa
o 8 Beta
o 14 Uniformidad
o 14 Riqueza
o Análisis de ella
o Puntuación BMWP, ASPT, Irish Q y LIFE
o Bootstrapping intervalos de confianza

6. o Estimación de navaja
o Accesorio de distribución
• Métodos innovadores / actualizados
• Compare múltiples índices
• Comparación de muestras para complementar las especies
• Ayuda extensa
• Ejemplos resueltos
• Copie y pegue directamente en sus informes
• Sin límite en el tamaño del conjunto de datos
• Un programa probado, utilizado en todo el mundo
b. Uso del software SDR
El uso del software es bastante sencillo si se realiza correctamente desde el
principio, ya que la clave está en la base de datos de Excel.
1. Nuestra base de datos debe ordenarse de la siguiente manera (no debe
incluir resultado):
Es importante mencionar que, al crear la base de datos, es necesario que ninguna
celda quede vacía. Si alguna especie no se encuentra en el transecto, esa celda se
rellena con el número 0
2. Este se debe guardar en formato CSV (delimitado por comas)

7. 3. Abrimos el programa SDR. Donde podemos observar los comandos
que posee (Archivo, Editar, Simulación, Resumen, Ventana y Ayuda).
Al lado derecho se encuentran los índices de biodiversidad que posee
el software.
4. Abrimos la base de datos antes creada: clic en el comando File (Archivo) y
luego en la opción Open; ubicamos nuestra base de datos y la abrimos.

8. 5. Inmediatamente aparecerá una ventana en el software, en la que
podemos observar algunas estadísticas generales como: n° de
especies, n° de muestras o transectos, n° de celdas con ceros, máximo
y mínimo valor, rango, promedio, mediana y desviación estándar.
En la parte inferior se observa también 3 pestañas que ofrecen más datos;
General (la actual), Samples (datos enfocados en los transectos) y Species
(datos enfocados a las especies).
6. Usando la parte de la izquierda podemos seleccionar los índices que
nos ofrece el Software.

9. a) Índice de Shannon Wienner
Expresa la uniformidad de los valores de importancia a través de todas las
especies de la muestra. Mide el grado promedio de incertidumbre en predecir a
que especie pertenecerá un individuo escogido al azar de una colección
(Magurran, 1988; Peet, 1974; Baev y Penev, 1995). Asume que los individuos
son seleccionados al azar y que todas las especies están representadas en la
muestra. Adquiere valores entre cero, cuando hay una sola especie, y el
logaritmo de S, cuando todas las especies están representadas por el mismo
número de individuos (Magurran, 1988).
En esta tabla podemos observar que el transecto 2 tiene el mayor índice de
biodiversidad, mientras que por otro lado el transecto 4 tiene el menos índice. Esto
también se puede apreciar en el siguiente gráfico que te proporciona el mismo
programa. Esta tendencia del transecto 2 y 4, se repetirá a través del resto de índices.

10. b) Índice de Simpson
Manifiesta la probabilidad de que dos individuos tomados al azar de una
muestra sean de la misma especie. Está fuertemente influido por la importancia
de las especies más dominantes (Magurran, 1988; Peet, 1974).
Este índice muestra la dominancia en cada transecto, siendo el transecto 2 el de
mayos valor y el transecto 4 de menor valor.

11. c) Índice de Margalef
Transforma el número de especies por muestra a una proporción a la cual las
especies son añadidas por expansión de la muestra. Supone que hay una
relación funcional entre el número de especies y el número total de individuos
(Magurran, 1998). Si esto no se mantiene, entonces el índice varía con el
tamaño de muestra de forma desconocida. Cuando el resultado sea 0 significa
que no hay una sola especie.
Dominancia según Margalef

12. d) Índice de Berger-Parker
Índice donde el número de individuos de la especie más abundante ayuda a obtener la
dominancia. Un incremento en el valor de este índice se interpreta como un aumento
en la equidad y una disminución de la dominancia (Magurran, 1988).

13. e) Índice de dominancia de McIntosh
Es un índice de dominancia que resulta independiente del número total de
individuos (Magurran, 1988; Baev y Penev, 1995).

14. f) Índice de Dominancia de Brillouin
Es útil cuando toda la población ha sido censada o cuando la aleatoriedad de la
muestra no puede garantizarse (por ejemplo, cuando las especies son atraídas
diferencialmente al objeto de captura). Su valor es menor al del índice de
Shannon-Wiener porque no hay incertidumbre: describe una colección
conocida (Magurran, 1988).

15. g) Estadístico Q
Se basa en la distribución de la abundancia de las especies, pero en realidad
no implica que los datos se ajusten a un modelo. En un sistema de
coordenadas se representa en el eje “x” la abundancia de las especies en
escala logarítmica y en el eje “y” el número acumulado de especies. El primer
cuarto es la abundancia de especies en el punto en el que el número
acumulado alcanza el 25% del total y el último cuarto es el punto en el que se
encuentra el 75% del número acumulativo. Así, el estadístico Q es una medida
de la pendiente de la curva de abundancia acumulativa de las especies entre el
primer y el último cuarto, por lo que provee un índice de la diversidad de la
comunidad sin considerar ni las especies muy abundantes ni las muy raras
(Magurran, 1988).

16. h) Índice de Menhinick
Al igual que el índice de Margalef, se basa en la relación entre el número de
especies y el número total de individuos observados, que aumenta al aumentar
el tamaño de la muestra.

17. i) Equidad de Pielou
Mide la proporción de la diversidad observada con relación a la máxima
diversidad esperada. Su valor va de 0 a 0.1, de forma que 0.1 corresponde a
situaciones donde todas las especies son igualmente abundantes (Magurran,
1988).

18. j) Índices de diversidad beta
• Índice de Whittaker
Este índice ha probado ser el más robusto para medir el reemplazo
entre comunidades (Wilson y Schmida, 1984; Magurran, 1988).
Considerando el número de muestras (hábitats, localidades).
• Índice de Cody
Este índice tiene un efecto aditivo entre sus componentes, pero no es
independiente de la riqueza de especies.
• Índice de Routledge
Este índice toma en cuenta tanto la riqueza total de especies en todas
las muestras (gamma) como el grado de solapamiento entre las
especies (Magurran, 1988).
• Índice de Wilson y Schmida
Se basa en los términos de especies ganadas y perdidas a lo largo de
un transecto según el índice de Cody (1975) y el valor promedio de la
riqueza de las muestras (alfa promedio) del índice de Whittaker (1972).
• Índice de Harrison
El software SDR, también proporciona los índices de diversidad beta. Una desventaja
es que al mostrar más de un índice de diversidad beta en una sola ventana, no se
puede generar un gráfico pertinente con los datos.
c. Software PAST
El software Past es un programa para el análisis de datos científicos, con
funciones de manipulación de datos, de trazado, estadísticas univariadas y
multivariadas, análisis ecológico, series de tiempo y análisis espacial,
morfometría y estratigrafía.
Este software es proporcionado totalmente gratis por el Museo Natural de
Historia, de la Universidad de Oslo, en su página web.

19. Past no solo es usado para análisis de diversidad de comunidades y/o
ecosistemas, sino también para otras áreas de las Ciencias Históricas y
Naturales, como la arqueología y paleontología.
d. Uso del software PAST
Este programa es de uso algo limitado, pero no por eso es malo, ya que ofrece
más datos específicos. Comparado con el software SDR, este no proporciona
fácilmente un grafico de la variación en cada índice.
1. Abrimos el programa ya instalado y podemos observar una tabla en la
que introduciremos los datos de nuestra base de datos.
2. En nuestra base de datos de Excel, copiamos solo las celdas con los
datos útiles.

20. 3. Pegar los datos copiados con ayuda del comando Edit y luego en la
opción Paste.
De esa manera tenemos los datos en el software y nos permitirá
obtener los índices de diversidad alfa y beta

21. 4. Para obtener los índices de diversidad alfa y beta, debemos seleccionar
todos los datos en el programa con las teclas shift (presionada hasta
tener todo seleccionado) y las flechas (para movernos por los datos).
+
5. Una vez seleccionado los datos, procedemos a determinar los índices
de diversidad alfa y beta con ayuda del comando Diversity y la opción
Diversity índices (diversidad alfa), o la opción Beta Diversity (diversidad
beta)

22. 6. Índices de diversidad alfa en el software PAST: Índice de dominancia,
Índice de Dominancia de Simpson, Índice de Shannon Wienner, índice
de Brillouin, índice de Menhinick, Índice de Margalef, Equidad, índice de
Fisher, índice de Berger-Parker e índice de Chao
7. Índices de diversidad beta en el software PAST: índice de Whittaker,
Índice de Harrison, índice de Cody, índice de Routledge, índice de
Wilson & Shmida, índice de Mourelle e índice de Williams.
NOTA: Vemos 3 opciones en la parte inferior del cuadro, las cuales son: cerrar
ventana, copiar data e imprimir.

23. IV. Referencias bibliográficas
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