Curva de descubrimiento de especies

Para llevar a cabo la construcción de una curva de especies lo primero que debe hacerse es decidir cómo ha de cuantificarse el esfuerzo de muestreo, que puede ser mediante el número de individuos colectados, esto bajo el supuesto de que a mayor esfuerzo el número de individuos que se capturan es mayor o bien, por unidades de muestreo que pueden ser por ejemplo el número de horas de muestreo. Posterior a la elección de la unidad de esfuerzo se comienza a construir la curva respecto al incremento del número de especies añadidas al registro de las muestras conforme el esfuerzo aumenta.

Después se aplica un proceso de suavizado de la curva; esto con la finalidad de eliminar los sesgos temporales o espaciales del muestreo; en este proceso, el orden de las unidades de esfuerzo de muestreo (n) es aleatorizado generalmente con el programa EstimateS Archivado el 7 de marzo de 2021 en Wayback Machine. y el número medio de las especies es calculado para cada valor de esfuerzo de muestreo (Sn). Esto nos permite obtener el promedio estadístico de adición de especies de acuerdo al aumento del esfuerzo de muestreo o bien lo que se considera como una curva ideal.^[1]

Una manera de evaluar la calidad del muestreo es mediante la aplicación de una función que describa su curva de acumulación, las utilizadas comúnmente hacen una relación entre el esfuerzo y el número de especies, como es el caso de la ecuación de Clench o de la función exponencial negativa donde se asume que al aumentar el tamaño de la colección disminuye la probabilidad de agregar una nueva especie de una manera no lineal.^[3] O bien pueden utilizarse ecuaciones que relacionan el número de especies con el área de muestreo, sin embargo esto último resulta poco efectivo debido a que en las relaciones especie-área se contempla en la gráfica únicamente el total de especies encontradas en una área extensa y no la acumulación de las especies como tal.^[1]

Permiten ajustar en programas estadísticos con procedimiento de regresión no lineal definida por el usuario (SigmaStat o Statistica).^[4]

Conforme la lista de especies aumenta, la probabilidad de añadir una nueva especie a la lista en cierto intervalo de tiempo disminuye proporcionalmente con el tamaño actual de la lista, hasta que eventualmente alcance cero. Es un modelo útil cuando la zona de muestreo es en áreas relativamente pequeñas, se tiene un grupo bien conocido, o ambos, y eventualmente todas las especies serán registradas.

${\displaystyle E(S)={\frac {1}{z}}\ln(1+zax)}$

donde:

a = la ordenada al origen, la intercepción en Y. Representa la tasa de incremento de

la lista al inicio de la colección.

z = 1–exp(–b), siendo b la pendiente de la curva.

x = número acumulativo de muestras.

Conforme la lista de especies aumenta, la probabilidad de añadir una especie nueva a la lista disminuye de forma exponencial. Se utiliza cuando la región donde se hace el muestreo es grande o el taxón es poco conocido, de forma que la probabilidad de encontrar una nueva especie nunca será cero.

${\displaystyle E(S)={\frac {a}{b}}1-e^{-bx}}$

La ecuación de Clench es el modelo más utilizado y recomendado para sitios cuyas áreas son muy extensas o bien para protocolos de muestreo muy largos donde la experiencia acumulada en las técnicas de muestreo también cumple un papel muy importante, pues, a medida que se pasa más tiempo en el campo los métodos y posibilidades de agregar nuevas especies tendrán mejora inevitablemente.^[3]

${\displaystyle E(S)={\frac {ax}{1+bx}}}$

Debe llevarse a cabo el ajuste de estas funciones, mismo que puede realizarse con métodos como el algoritmo de Quasi-Newton, el de Simplex o el de Hooke-Jeeves, mediante una estimación no lineal, basada en procedimientos geométricos para minimizar la función de pérdida.^[1]

Una vez que se ha construido la curva y se llega a la asíntota que nos indica la obtención de un inventario casi completo; el número total de especies para ambas fórmulas se calcula con a/b. Incluso si se cuenta con inventarios que son relativamente precisos el valor obtenido de la asíntota puede reemplazar el número total observado de especies, lo que resulta en la utilización de valores más realistas. Para la ecuación de Clench el inventario obtenido se considera confiable cuando la pendiente obtenida se hace aproximadamente <0.1.^[1]