Cómo medir la biodiversidad: el índice de biodiversidad

Esta lección es parte de Temario de Biología de Décimo año Lección 6 de 36

Por Andrea del Carmen actualizado el 26 de octubre de 2026 12 min de lectura

¿Hay más vida en un bosque que en un cafetal o en el parque del barrio? Decir «más» no basta: en Ciencias hay que medir. El programa del MEP propone una investigación de campo para comparar la biodiversidad de zonas diferentes, por ejemplo un ecosistema agrícola, uno urbano y uno natural, usando un transecto para determinar el número de especies y su abundancia, y calculando con esos datos un índice de biodiversidad.

En esta lección vas a aprender qué es un transecto, qué son la riqueza y la abundancia de especies, cómo se calculan e interpretan dos índices de biodiversidad y cómo se organiza el informe de la investigación. Todos los datos de los ejemplos son inventados, para practicar.

Definición

Un índice de biodiversidad es un número que se calcula con una fórmula a partir de la riqueza de especies de un sitio (cuántas especies hay) y de su abundancia (cuántos individuos hay de cada especie). Sirve para comparar sitios: según un artículo de divulgación de la Revista de Biología Tropical, de la UCR, los índices de biodiversidad son métodos matemáticos que permiten comparar dos o más sitios en cuanto a la riqueza y la abundancia de especies.

El transecto: cómo se toman los datos#

El programa llama transepto a un trayecto, línea o área que se recorre para contar los organismos. En los artículos de ecología, como los de la Revista de Biología Tropical de la UCR, la palabra aparece como transecto, y se menciona junto con los puntos de conteo y la captura y recaptura entre los métodos de muestreo sistemático; en esta lección usamos esa forma. Lo importante es que el transecto sea igual en todos los sitios que se van a comparar. Un procedimiento sencillo para un colegio es este:

Elige el grupo de organismos que vas a contar, por ejemplo las plantas, y úsalo en todos los sitios.
Extiende una cuerda o una cinta métrica de la misma longitud en cada sitio, por ejemplo 20 m.
Cuenta los organismos que tocan la cuerda o que están dentro de una franja fija, por ejemplo 1 m a cada lado.
Identifica cada organismo hasta especie. Si no sabes el nombre, sepáralos por su aspecto y llámalos especie A, especie B, especie C.
Anota en una tabla cuántos individuos hay de cada especie.
Repite el procedimiento en cada sitio, en la misma época y con el mismo esfuerzo.

Si la comparación no se hace con el mismo método, los resultados no se pueden comparar: un transecto más largo, por ejemplo, encontrará más individuos y probablemente más especies. Además, no hace falta dañar a los organismos: el artículo de la UCR explica que los animales que se capturan para identificarlos pueden liberarse después.

Riqueza y abundancia de especies#

Según el artículo de la UCR, la riqueza de especies es el número de especies de un sitio, y la abundancia es el número de individuos de cada especie encontrada. En las fórmulas se usan estos símbolos:

S: riqueza, el número de especies.
n_i: abundancia de cada especie, el número de individuos de la especie i.
N: número total de individuos, la suma de todas las abundancias.

Ejemplo. En un transecto de 20 m en el parque de un barrio (datos inventados) se contaron estas plantas: especie A, 12; especie B, 8; especie C, 6; especie D, 3; especie E, 1. ¿Cuáles son la riqueza y el total de individuos?

Solución. Hay cinco especies distintas, así que la riqueza es S = 5. El total de individuos es N = 12 + 8 + 6 + 3 + 1 = 30.

La riqueza sola no lo dice todo. Dos sitios pueden tener las mismas especies, pero en uno los individuos se reparten de forma pareja y en el otro una sola especie domina. A esa forma de repartirse se le llama equitatividad o uniformidad, y también forma parte de la biodiversidad.

El índice de biodiversidad (IB)#

El índice más sencillo divide el número de especies entre el número total de individuos:

Fórmula

IB = S / N

Donde S es el número de especies y N, el número total de individuos. El valor está entre 0 y 1: se acerca a 1 cuando casi cada individuo es de una especie distinta y se acerca a 0 cuando hay muchos individuos de pocas especies.

Ejemplo. Calcula el IB del parque del ejemplo anterior (S = 5, N = 30).

Solución. IB = 5 / 30 ≈ 0,17. Es un valor intermedio: hay varias especies, pero también varios individuos por especie.

Ejemplo. En un transecto de 20 m en un cafetal (datos inventados) se contaron 40 plantas de la especie A, 5 de la especie B y 3 de la especie C. Calcula el IB.

Solución. S = 3 y N = 40 + 5 + 3 = 48. IB = 3 / 48 = 0,0625 ≈ 0,06. Es un valor bajo: el sitio tiene pocas especies y una de ellas, el cultivo, domina.

Una limitación importante#

El IB no ve cómo se reparten los individuos. Imagina dos sitios con datos inventados: en el sitio X hay cuatro especies con 10 individuos cada una; en el sitio Y hay una especie con 37 individuos y otras tres con 1 individuo cada una. Los dos tienen S = 4 y N = 40, así que los dos dan IB = 4 / 40 = 0,1. Sin embargo, cualquiera que los visite diría que X es más diverso. Para notar esa diferencia hace falta un índice que use la abundancia de cada especie.

El índice de diversidad de Simpson#

El programa habla de los «índices de biodiversidad», en plural, y pide usar los distintos criterios que la forman. Un índice que toma en cuenta la abundancia de cada especie es el índice de diversidad de Simpson:

Fórmula

IS = 1 − D, con D = Σ n_i(n_i − 1) / [N(N − 1)]

Para cada especie se multiplica su abundancia n_i por esa abundancia menos 1, se suman todos los productos (Σ significa «suma») y el resultado se divide entre N(N − 1): ese cociente es D. Esta lección usa la versión 1 − D, llamada también índice de Gini-Simpson. Cuidado: hay textos que llaman «índice de Simpson» a D sola, en la que un valor alto indica menos diversidad, y otros que usan su inverso, 1/D, en el que un valor alto indica más diversidad. Fíjate siempre en qué versión usa tu texto.

IS tiene un significado concreto: es la probabilidad de que dos individuos tomados al azar, uno tras otro y sin devolver el primero, sean de especies distintas; D es la probabilidad contraria, la de que sean de la misma especie. IS vale 0 cuando hay una sola especie y se acerca a 1 cuando hay muchas especies con abundancias parecidas.

Ejemplo. Calcula el índice de Simpson del parque (12, 8, 6, 3 y 1 individuos; N = 30).

Solución. Σ n_i(n_i − 1) = 12 · 11 + 8 · 7 + 6 · 5 + 3 · 2 + 1 · 0 = 132 + 56 + 30 + 6 + 0 = 224. N(N − 1) = 30 · 29 = 870. Entonces IS = 1 − 224 / 870 ≈ 1 − 0,2575 ≈ 0,74. Hay un 74 % de probabilidad de que dos plantas tomadas al azar sean de especies distintas.

Ejemplo. Calcula el índice de Simpson de los sitios X (10, 10, 10, 10) y Y (37, 1, 1, 1), que tenían el mismo IB.

Solución. En ambos, N(N − 1) = 40 · 39 = 1560. En X, la suma es 4 · (10 · 9) = 360, y IS = 1 − 360 / 1560 ≈ 1 − 0,2308 ≈ 0,77. En Y, la suma es 37 · 36 + 0 + 0 + 0 = 1332, y IS = 1 − 1332 / 1560 ≈ 1 − 0,8538 ≈ 0,15. El índice de Simpson sí distingue los dos sitios: X, con las especies bien repartidas, es mucho más diverso que Y, dominado por una sola especie.

Comparar ecosistemas agrícolas, urbanos y naturales#

Un grupo aplica el mismo transecto de 20 m en tres sitios. Al cafetal y al parque de los ejemplos anteriores suma un bosque cercano, donde contó nueve especies con 6, 5, 5, 4, 4, 3, 3, 2 y 1 individuos (datos inventados). Para el bosque: N = 33, IB = 9 / 33 ≈ 0,27, la suma de n_i(n_i − 1) es 108 y N(N − 1) = 33 · 32 = 1056, así que IS = 1 − 108 / 1056 ≈ 0,90. Para el cafetal, la suma es 40 · 39 + 5 · 4 + 3 · 2 = 1586 y N(N − 1) = 48 · 47 = 2256, de modo que IS = 1 − 1586 / 2256 ≈ 0,30.

Sitio	Riqueza (S)	Individuos (N)	IB = S/N	Simpson (IS)
Cafetal (agrícola)	3	48	0,06	0,30
Parque (urbano)	5	30	0,17	0,74
Bosque (natural)	9	33	0,27	0,90

Con estos datos, el bosque tiene la mayor riqueza y la mayor diversidad según los dos índices; el cafetal, la menor. En el cafetal una especie domina porque es la que se sembró, y por eso su índice de Simpson es bajo. El parque queda en medio. Una buena conclusión, sin embargo, reconoce sus límites: un solo transecto por sitio es una muestra pequeña, y para afirmar algo con más seguridad habría que repetir el muestreo varias veces y en distintas épocas. Puedes repasar los tipos de ecosistemas y la lección sobre la biodiversidad.

El informe de investigación#

El programa pide registrar el proceso completo con el formato de un informe de investigación, con estas partes:

Título en forma de pregunta, por ejemplo: «¿Qué sitio tiene mayor biodiversidad de plantas: el cafetal, el parque o el bosque cercano al colegio?».
Finalidad o propósito: qué se quiere averiguar y por qué importa.
Argumento teórico: los conceptos de especie, riqueza, abundancia e índice de biodiversidad, con la bibliografía consultada.
Procedimiento: sitios, longitud del transecto, organismos contados, fecha y forma de identificar las especies. También pueden anotarse los supuestos o hipótesis.
Resultados: las tablas de conteo, los cálculos de los índices y un gráfico de barras que compare los sitios.
Conclusiones: la respuesta a la pregunta del título, comparada con la hipótesis, y los límites del estudio.

El programa insiste en que el informe deje constancia de la bibliografía consultada y de la citada. Cuando el profesorado entregue tablas de datos reales o ficticios de otros sitios, se analizan con el mismo método: calcular S, N y los índices, y comparar.

Ponte a prueba#

¿Qué diferencia hay entre la riqueza y la abundancia de especies?#

La riqueza es el número de especies distintas que hay en un sitio; la abundancia es el número de individuos de cada especie. Por ejemplo, si en un transecto hay 12 plantas de la especie A y 8 de la especie B, la riqueza es 2 y las abundancias son 12 y 8. Los índices de biodiversidad combinan las dos medidas para comparar sitios.

¿Cuánto valen el IB y el índice de Simpson de un transecto con tres especies de 5, 3 y 2 individuos?#

La riqueza es S = 3 y el total es N = 5 + 3 + 2 = 10, así que IB = 3 / 10 = 0,3. Para el índice de Simpson, la suma es 5 · 4 + 3 · 2 + 2 · 1 = 28 y N(N − 1) = 10 · 9 = 90. Entonces IS = 1 − 28 / 90 ≈ 1 − 0,31 ≈ 0,69: hay un 69 % de probabilidad de que dos individuos tomados al azar sean de especies distintas.

¿Por qué dos sitios con el mismo IB pueden tener una diversidad distinta?#

Porque el IB solo usa el número de especies y el total de individuos, no cómo se reparten. Un sitio con 8, 8 y 4 individuos y otro con 18, 1 y 1 tienen los dos S = 3, N = 20 e IB = 0,15. Pero el índice de Simpson del primero es 1 − 124 / 380 ≈ 0,67 y el del segundo, 1 − 306 / 380 ≈ 0,19: el primero, más parejo, es más diverso.

¿Por qué hay que usar el mismo transecto en todos los sitios que se comparan?#

Porque los índices dependen de cómo se tomó la muestra. Si en un sitio el transecto es más largo, se cuentan más individuos y es probable que aparezcan más especies, y la diferencia se debería al método y no a la biodiversidad. Por eso se usan la misma longitud, la misma franja, el mismo grupo de organismos y la misma época en todos los sitios.

¿Qué partes debe tener el informe de una investigación sobre biodiversidad?#

Según el programa del MEP, el informe lleva un título en forma de pregunta, la finalidad o propósito, el argumento teórico, el procedimiento, los resultados y las conclusiones. Además, debe dejar constancia de la bibliografía consultada y citada. En los resultados conviene incluir las tablas de conteo, los cálculos de los índices y un gráfico que compare los sitios.