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19.4: Ecología Comunitaria

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    En general, las poblaciones de una especie nunca viven aisladas de poblaciones de otras especies. Las poblaciones interactuantes que ocupan un hábitat determinado forman una comunidad ecológica. El número de especies que ocupan el mismo hábitat y su abundancia relativa se conoce como la diversidad de la comunidad. Las áreas con baja diversidad de especies, como los glaciares de la Antártida, aún contienen una amplia variedad de organismos vivos, mientras que la diversidad de las selvas tropicales es tan grande que no se puede evaluar con precisión. Los científicos estudian la ecología a nivel comunitario para comprender cómo las especies interactúan entre sí y compiten por los mismos recursos.

    Depredación y Herbivoría

    Quizás el ejemplo clásico de interacción entre especies es la relación depredador-presa. La definición más estrecha de la interacción depredador-presa describe individuos de una población que matan y luego consumen a los individuos de otra población. Los tamaños de población de depredadores y presas en una comunidad no son constantes a lo largo del tiempo, y pueden variar en ciclos que parecen estar relacionados. El ejemplo más citado de dinámica poblacional depredador-presa se observa en el ciclo del lince (depredador) y la liebre raqueta (presa), utilizando 100 años de datos de captura de América del Norte (Figura\(\PageIndex{1}\)). Este ciclo de tamaños de población de depredadores y presas tiene un período de aproximadamente diez años, con la población depredadora rezagada de uno a dos años por detrás de la población de presas. Una explicación aparente de este patrón es que a medida que aumentan los números de liebre, hay más alimentos disponibles para el lince, lo que permite que la población de lince aumente también. Cuando la población de lince crece a un nivel umbral, sin embargo, matan a tantas liebres que el número de liebre comienza a disminuir, seguido de una disminución en la población de lince debido a la escasez de alimentos. Cuando la población de lince es baja, el tamaño de la población de liebre comienza a aumentar debido, en parte, a la baja presión de depredación, iniciando de nuevo el ciclo.

    Gráfica el número de animales en miles versus tiempo en años. El número de liebres fluctúa entre 10,000 en los puntos bajos y 75,000 a 150,000 en los puntos altos. Normalmente hay menos linces que liebres, pero la tendencia en número de linces sigue a la del número de liebres.
    Figura\(\PageIndex{1}\): El ciclismo de poblaciones de liebre y lince con raquetas de nieve en el norte de Ontario es un ejemplo de la dinámica depredador-presa.

    Mecanismos de Defensa contra la Depredación y Herbivoría

    La depredación y la evitación de depredadores son fuertes agentes selectivos. Cualquier carácter heredable que permita a un individuo de una población de presas evadir mejor a sus depredadores se representará en mayor número en generaciones posteriores. De igual manera, los rasgos que permiten a un depredador localizar y capturar de manera más eficiente a su presa conducirán a un mayor número de crías y a un aumento en la comunalidad del rasgo dentro de la población. Tales relaciones ecológicas entre poblaciones específicas conducen a adaptaciones que son impulsadas por respuestas evolutivas recíprocas en esas poblaciones. Las especies han desarrollado numerosos mecanismos para escapar de la depredación y la herbivoría (el consumo de plantas como alimento). Las defensas pueden ser mecánicas, químicas, físicas o conductuales.

    Las defensas mecánicas, como la presencia de armaduras en animales o espinas en plantas, desalientan la depredación y la herbivoría al desalentar el contacto físico (Figura\(\PageIndex{2}\) a). Muchos animales producen u obtienen defensas químicas de las plantas y las almacenan para evitar la depredación. Muchas especies vegetales producen compuestos secundarios de plantas que no sirven para la planta excepto que son tóxicos para los animales y desalientan el consumo. Por ejemplo, la dedalera produce varios compuestos, entre ellos la digital, que son extremadamente tóxicos cuando se comen (Figura\(\PageIndex{2}\) b). (Los científicos biomédicos han propuesto el químico producido por la dedalera como un medicamento para el corazón, que ha salvado vidas durante muchas décadas).

    La foto (a) muestra las largas y afiladas espinas de un árbol de langosta de miel. La foto (b) muestra las flores rosadas en forma de campana de una dedalera.
    Figura\(\PageIndex{2}\): El (a) árbol de langosta de miel utiliza espinas, una defensa mecánica, contra herbívoros, mientras que la (b) dedalera utiliza una defensa química: las toxinas que produce la planta pueden causar náuseas, vómitos, alucinaciones, convulsiones, o la muerte al consumirse. (crédito a: modificación de obra de Huw Williams; crédito b: modificación de obra de Philip Jägenstedt)

    Muchas especies utilizan la forma y coloración de su cuerpo para evitar ser detectadas por depredadores. El bastón tropical es un insecto con la coloración y forma corporal de una ramita, lo que hace que sea muy difícil de ver cuando está estacionario sobre un fondo de ramitas reales (Figura\(\PageIndex{3}\) a). En otro ejemplo, el camaleón puede cambiar su color para que coincida con su entorno (Figura\(\PageIndex{3}\) b).

    La foto (a) muestra un insecto bastón verde que se asemeja al tallo sobre el que se asienta. La foto (b) muestra un camaleón verde que se asemeja a una hoja.
    Figura\(\PageIndex{3}\): (a) El bastón tropical y (b) el camaleón utilizan su forma corporal y/o coloración para evitar la detección por parte de los depredadores. (crédito a: modificación de obra de Linda Tanner; crédito b: modificación de obra de Frank Vassen)

    Algunas especies utilizan la coloración como una forma de advertir a los depredadores de que son de mal gusto o venenosos. Por ejemplo, la oruga mariposa monarca secuestra venenos de su alimento (plantas y algodoncillo) para hacerse venenosa o desagradable para los depredadores potenciales. La oruga es de color amarillo brillante y negro para anunciar su toxicidad. La oruga también es capaz de pasar las toxinas secuestradas al monarca adulto, que también es dramáticamente coloreado de negro y rojo como advertencia para posibles depredadores. Los sapos de vientre de fuego producen toxinas que los hacen de mal gusto para sus depredadores potenciales. Tienen una coloración roja o naranja brillante en sus vientres, que muestran a un depredador potencial para anunciar su naturaleza venenosa y desalentar un ataque. Estos son sólo dos ejemplos de coloración adversa, que es una adaptación relativamente común. La coloración de advertencia solo funciona si un depredador usa la vista para localizar presas y puede aprender—un depredador ingenuo debe experimentar las consecuencias negativas de comer una antes de evitar a otros individuos de color similar (Figura\(\PageIndex{4}\)).

    La foto muestra una vista lateral de un sapo en un acuario flotando en el agua: el vientre es de color naranja brillante y negro y su espalda y cabeza son verdes y negros.
    Figura\(\PageIndex{4}\): El sapo de vientre de fuego tiene una coloración brillante en su vientre que sirve para advertir a los posibles depredadores de que es tóxico. (crédito: modificación de obra de Roberto Verzo)

    Si bien algunos depredadores aprenden a evitar comer ciertas presas potenciales debido a su coloración, otras especies han desarrollado mecanismos para imitar esta coloración para evitar ser comidos, a pesar de que ellos mismos pueden no ser desagradables de comer o contener químicos tóxicos. En algunos casos de mimetismo, una especie inofensiva imita la coloración de advertencia de una especie dañina. Asumiendo que comparten los mismos depredadores, esta coloración protege entonces a los inofensivos. Muchas especies de insectos imitan la coloración de las avispas, que son picantes, insectos venenosos, desalentando así la depredación (Figura\(\PageIndex{5}\)).

    Las fotos A y B muestran lo que parecen ser avispas de aspecto prácticamente idéntico, pero B es en realidad una mosca voladora inofensiva.
    Figura\(\PageIndex{5}\): Una forma de mimetismo es cuando una especie inofensiva imita la coloración de una especie dañina, como se observa con la avispa (a) (Polistes sp.) y la (b) mosca aerodinámica (Syrphus sp.). (crédito: modificación de obra de Tom Ings)

    En otros casos de mimetismo, múltiples especies comparten la misma coloración de advertencia, pero todas ellas en realidad tienen defensas. La comunalidad de la señal mejora el cumplimiento de todos los depredadores potenciales. La figura\(\PageIndex{6}\) muestra una variedad de mariposas de mal sabor con coloración similar.

    Las fotos muestran cuatro pares de mariposas que son prácticamente idénticas entre sí en color y patrón de bandas.
    Figura\(\PageIndex{6}\): Varias especies de mariposas Heliconius de sabor desagradable comparten un patrón de color similar con variedades de mejor sabor, un ejemplo de mimetismo. (crédito: Joron M, Papa R, Beltrán M, Chambelán N, Mavárez J, et al.)

    Principio de exclusión competitiva

    Los recursos suelen ser limitados dentro de un hábitat y múltiples especies pueden competir para obtenerlos. Los ecologistas han llegado a entender que todas las especies tienen un nicho ecológico. Un nicho es el conjunto único de recursos utilizados por una especie, que incluye sus interacciones con otras especies. El principio de exclusión competitiva establece que dos especies no pueden ocupar el mismo nicho en un hábitat: es decir, diferentes especies no pueden coexistir en una comunidad si compiten por todos los mismos recursos. Este principio funciona porque si hay una superposición en el uso de recursos y por lo tanto la competencia entre dos especies, entonces se seleccionarán rasgos que disminuyan la dependencia del recurso compartido para conducir a una evolución que reduzca el solapamiento. Si alguna de las especies es incapaz de evolucionar para reducir la competencia, entonces la especie que explote más eficientemente el recurso conducirá a la otra especie a la extinción. Un ejemplo experimental de este principio se muestra en la Figura\(\PageIndex{7}\) con dos especies protozoarias: Paramecium aurelia y Paramecium caudatum. Cuando se cultivan individualmente en el laboratorio, ambos prosperan. Pero cuando se colocan juntos en el mismo tubo de ensayo (hábitat), P. aurelia supera a P. caudatum por los alimentos, lo que lleva a la eventual extinción de este último.

    Las tres gráficas representan el número de celdas versus el tiempo en días. En la gráfica (a), P. aurelia se cultiva sola. En la gráfica (b), P. caudatum se cultiva solo. En la gráfica (c), las dos especies se cultivan juntas. Cuando se cultivan solas, ambas especies exhiben crecimiento logístico y crecen a una densidad celular relativamente alta. Cuando las dos especies se cultivan juntas, P. aurelia muestra un crecimiento logístico casi a la misma densidad celular que exhibió cuando se cultivaba sola, pero P. caudatum apenas crece, y eventualmente su población cae a cero.
    Figura\(\PageIndex{7}\): Paramecium aurelia y Paramecium caudatum crecen bien individualmente, pero cuando compiten por los mismos recursos, la P. aurelia supera a la P. caudatum.

    Simbiosis

    Las relaciones simbióticas son interacciones cercanas a largo plazo entre individuos de diferentes especies. Las simbiosis pueden ser comensales, en las que una especie se beneficia mientras que la otra no es perjudicada ni beneficiada; mutualistas, en las que ambas especies se benefician; o parasitarias, en las que la interacción perjudica a una especie y beneficia a la otra.

    Comensalismo

    Una relación comensal ocurre cuando una especie se beneficia de una interacción estrecha y prolongada, mientras que la otra no se beneficia ni se ve perjudicada. Las aves que anidan en árboles proporcionan un ejemplo de una relación comensal (Figura\(\PageIndex{8}\)). El árbol no se ve perjudicado por la presencia del nido entre sus ramas. Los nidos son ligeros y producen poca tensión en la integridad estructural de la rama, y la mayoría de las hojas, que el árbol utiliza para obtener energía por fotosíntesis, están por encima del nido por lo que no se ven afectadas. El ave, por otro lado, se beneficia enormemente. Si el ave tuviera que anidar al aire libre, sus huevos y crías serían vulnerables a los depredadores. Muchas relaciones comensales potenciales son difíciles de identificar porque es difícil demostrar que una pareja no obtiene algún beneficio de la presencia del otro.

    La foto muestra un pájaro amarillo construyendo un nido en un árbol.
    Figura\(\PageIndex{8}\): El tejedor enmascarado sureño está comenzando a hacer un nido en un árbol en el valle de Zambezi, Zambia. Este es un ejemplo de una relación comensal, en la que una especie (el ave) se beneficia, mientras que la otra (el árbol) no beneficia ni se daña. (crédito: “Hanay” /Wikimedia Commons)

    Mutualismo

    Un segundo tipo de relación simbiótica se llama mutualismo, en el que dos especies se benefician de su interacción. Por ejemplo, las termitas tienen una relación mutualista con los protistas que viven en el intestino del insecto (Figura\(\PageIndex{9}\) a). La termita se beneficia de la capacidad de los protistas para digerir celulosa. Sin embargo, los protistas son capaces de digerir la celulosa solo por la presencia de bacterias simbióticas dentro de sus células que producen la enzima celulasa. La termita en sí no puede hacer esto: sin los protozoos, no podría obtener energía de su alimento (celulosa de la madera que mastica y come). Los protozoos se benefician al tener un ambiente protector y un suministro constante de alimentos de las acciones de masticación de madera de las termitas. A su vez, los protistas se benefician de las enzimas proporcionadas por sus endosimbiontes bacterianos, mientras que las bacterias se benefician de un ambiente doblemente protector y una fuente constante de nutrientes de dos huéspedes. Los liquen son una relación mutualista entre un hongo y algas fotosintéticas o cianobacterias (Figura\(\PageIndex{9}\) b). La glucosa producida por las algas proporciona alimento para ambos organismos, mientras que la estructura física del liquen protege a las algas de los elementos y hace que ciertos nutrientes en la atmósfera estén más disponibles para las algas. Las algas de los líquenes pueden vivir de forma independiente dado el ambiente adecuado, pero muchos de los socios fúngicos no pueden vivir solos.

    La foto (a) muestra termitas amarillas, y la foto (b) muestra un árbol cubierto de líquenes.
    Figura\(\PageIndex{9}\): a) Las termitas forman una relación mutualista con protozoos simbióticos en sus tripas, lo que permite a ambos organismos obtener energía de la celulosa que consume la termita. b) El liquen es un hongo que tiene algas fotosintéticas simbióticas que viven en estrecha asociación. (crédito a: modificación de obra de Scott Bauer, USDA; crédito b: modificación de obra por Cory Zanker)

    Parasitismo

    Un parásito es un organismo que se alimenta de otro sin matar inmediatamente al organismo del que se está alimentando. En esta relación, el parásito se beneficia, pero el organismo del que se alimenta, el huésped, se ve perjudicado. El hospedador suele ser debilitado por el parásito ya que sifona recursos que el huésped normalmente utilizaría para mantenerse. Los parásitos pueden matar a sus huéspedes, pero generalmente hay selección para ralentizar este proceso y permitir que el parásito complete su ciclo reproductivo antes de que éste o sus crías puedan propagarse a otro huésped.

    Los ciclos reproductivos de los parásitos suelen ser muy complejos, requiriendo a veces más de una especie hospedadora. Una tenia causa enfermedad en humanos cuando se consume carne contaminada y poco cocida como cerdo, pescado o carne de res (Figura\(\PageIndex{10}\)). La tenia puede vivir dentro del intestino del huésped durante varios años, beneficiándose de la comida del huésped, y puede crecer hasta alcanzar más de 50 pies de largo al agregar segmentos. El parásito se traslada de una especie hospedadora a una segunda especie hospedadora para completar su ciclo de vida. Plasmodium falciparum es otro parásito: los protistas que causan la malaria, una enfermedad importante en muchas partes del mundo. Al vivir dentro del hígado humano y los glóbulos rojos, el organismo se reproduce asexualmente en el huésped humano y luego sexualmente en el intestino de los mosquitos que se alimentan de sangre para completar su ciclo de vida. Así, la malaria se propaga de ser humano a mosquito y de vuelta a ser humano, una de las muchas enfermedades infecciosas transmitidas por artrópodos del ser humano.

    El ciclo de vida de una tenia comienza cuando los huevos o segmentos de tenia en las heces son ingeridos por cerdos o humanos. Los embriones eclosionan, penetran en la pared intestinal y circulan a la musculatura tanto en cerdos como en humanos. Esta figura muestra cómo los humanos pueden adquirir una infección por tenia al ingerir carne cruda o poco cocida. La infección puede resultar en quistes en la musculatura, o en tenias en el intestino. Las tenias se adhieren al intestino a través de una estructura similar a un gancho llamada escólex. Los segmentos de tenia y los huevos se excretan en las heces, completando el ciclo.
    Figura\(\PageIndex{10}\): Este diagrama muestra el ciclo de vida de la tenia, un parásito gusano humano. (crédito: modificación de obra por CDC)

    CONCEPT EN ACCIÓN

    Para conocer más sobre “Simbiosis en el mar”, mira este webisode del Mundo Azul de Jonathan Bird.

    Características de las Comunidades

    Las comunidades son sistemas complejos que pueden caracterizarse por su estructura (el número y tamaño de las poblaciones y sus interacciones) y dinámicas (cómo cambian los miembros y sus interacciones con el tiempo). Comprender la estructura y dinámica de la comunidad nos permite minimizar los impactos en los ecosistemas y manejar comunidades ecológicas de las que nos beneficiamos.

    Biodiversidad

    Los ecologistas han estudiado ampliamente una de las características fundamentales de las comunidades: la biodiversidad. Una medida de la biodiversidad utilizada por los ecologistas es el número de especies diferentes en un área en particular y su abundancia relativa. El área en cuestión podría ser un hábitat, un bioma o toda la biosfera. La riqueza de especies es el término utilizado para describir el número de especies que viven en un hábitat u otra unidad. La riqueza de especies varía en todo el mundo (Figura\(\PageIndex{11}\)). Los ecologistas han luchado por comprender los determinantes de la biodiversidad. La riqueza de especies está relacionada con la latitud: la mayor riqueza de especies ocurre cerca del ecuador y la menor riqueza ocurre cerca de los polos. Otros factores influyen también en la riqueza de especies. La biogeografía isleña intenta explicar la gran riqueza de especies que se encuentra en islas aisladas, y ha encontrado relaciones entre la riqueza de especies, el tamaño de la isla y la distancia del continente.

    La abundancia relativa de especies es el número de individuos en una especie en relación con el número total de individuos en todas las especies dentro de un sistema. Las especies de fundación, que se describen a continuación, suelen tener la mayor abundancia relativa de especies.

    El mapa muestra la distribución especial de la riqueza de especies de mamíferos en América del Norte y del Sur. El mayor número de especies de mamíferos, 179-228 por kilómetro cuadrado, ocurre en la región amazónica de América del Sur. La riqueza de especies es generalmente más alta en latitudes tropicales, y luego disminuye hacia el norte y el sur, y se encuentra en cero en las regiones árticas.
    Figura\(\PageIndex{11}\): La mayor riqueza de especies para mamíferos en América del Norte está asociada en las latitudes ecuatoriales. (crédito: modificación de obra por NASA, CIESIN, Universidad de Columbia)

    Especies de Fundación

    Las especies de cimentación son consideradas la “base” o “lecho rocoso” de una comunidad, teniendo la mayor influencia en su estructura general. Suelen ser productores primarios, y suelen ser un organismo abundante. Por ejemplo, las algas marinas, una especie de algas pardas, son una especie de cimentación que forma la base de los bosques de algas marinas frente a la costa de California.

    Las especies fundacionales pueden modificar físicamente el ambiente para producir y mantener hábitats que beneficien a los demás organismos que las utilizan. Los ejemplos incluyen las algas descritas anteriormente o las especies arbóreas que se encuentran en un bosque. Los corales fotosintéticos del arrecife de coral también proporcionan estructura al modificar físicamente el ambiente (Figura\(\PageIndex{12}\)). Los exoesqueletos de coral vivo y muerto conforman la mayor parte de la estructura del arrecife, que protege a muchas otras especies de las olas y las corrientes oceánicas.

    La foto muestra coral rosado parecido al cerebro y coral largo, parecido a dedos, creciendo en un arrecife. Los peces nadan entre los corales.
    Figura\(\PageIndex{12}\): El coral es la especie fundacional de los ecosistemas de arrecifes de coral. (crédito: Jim E. Maragos, USFWS)

    Especies Keystone

    Una especie clave es aquella cuya presencia tiene una influencia desmesurada en el mantenimiento de la prevalencia de diversas especies en un ecosistema, la estructura de la comunidad ecológica y, a veces, su biodiversidad. Pisaster ochraceus, la estrella de mar intermareal, es una especie clave en la porción noroeste de los Estados Unidos (Figura\(\PageIndex{13}\)). Los estudios han demostrado que cuando este organismo es removido de las comunidades, las poblaciones de mejillones (su presa natural) aumentan, lo que altera completamente la composición de la especie y reduce la biodiversidad. Otra especie clave es el tetra bandeado, un pez en arroyos tropicales, que abastece casi todo el fósforo, nutriente inorgánico necesario, al resto de la comunidad. El tetra bandeado se alimenta en gran medida de insectos del ecosistema terrestre y luego excreta fósforo en el ecosistema acuático. Las relaciones entre las poblaciones de la comunidad, y posiblemente la biodiversidad, cambiarían drásticamente si estos peces se extinguieran.

    La foto muestra una estrella de mar de color marrón rojizo.
    Figura\(\PageIndex{13}\): La estrella de mar Pisaster ochraceus es una especie clave. (crédito: Jerry Kirkhart)

    BIOLOGÍA EN ACCIÓN: Especies invas

    Las especies invasoras son organismos no nativos que, cuando se introducen en un área fuera de su área de distribución nativa, alteran la comunidad que invaden. En Estados Unidos, especies invasoras como la lisimaquia púrpura (Lythrum salicaria) y el mejillón cebra (Dreissena polymorpha) han alterado los ecosistemas acuáticos, y algunos bosques están amenazados por la propagación del espino cerval común (Rhamnus cathartica) y la mostaza de ajo ( Alliaria petiolata). Algunos animales invasores conocidos incluyen el barrenador esmeralda del fresno (Agrilus planipennis) y el estornino europeo (Sturnus vulgaris). Ya sea disfrutando de una caminata por el bosque, haciendo un viaje en barco de verano o simplemente caminando por una calle urbana, es probable que se haya encontrado con una especie invasora.

    Una de las muchas proliferaciones recientes de una especie invasora se refiere a la carpa asiática en Estados Unidos. Las carpas asiáticas fueron introducidas en los Estados Unidos en la década de 1970 por las pesquerías (estanques comerciales de bagres) y por las instalaciones de tratamiento de aguas residuales que utilizaron las excelentes capacidades de alimentación de filtro de los peces para limpiar sus estanques del exceso de plancton. Algunos de los peces escaparon, y en la década de 1980 habían colonizado muchas vías fluviales de la cuenca del río Mississippi, incluidos los ríos Illinois y Missouri.

    Alimentadores voraces y reproductores rápidos, la carpa asiática puede superar a las especies nativas por la alimentación y podría conducir a su extinción. Una especie, la carpa herbívora, se alimenta de fitoplancton y plantas acuáticas. Compite con especies nativas por estos recursos y altera los hábitats de vivero para otros peces mediante la eliminación de plantas acuáticas. Otra especie, la carpa plateada, compite con peces nativos que se alimentan de zooplancton. En algunas partes del río Illinois, la carpa asiática constituye el 95 por ciento de la biomasa de la comunidad. Aunque comestible, el pescado es huesudo y no deseado en Estados Unidos. Además, su presencia amenaza ahora a los peces nativos y a las pesquerías de los Grandes Lagos, que son importantes para las economías locales y los pescadores recreativos. Las carpas asiáticas incluso han herido a los humanos. Los peces, asustados por el sonido de lanchas motoras que se acercan, se empujan al aire, a menudo aterrizando en la embarcación o golpeando directamente a los navegantes.

    Los Grandes Lagos y sus preciadas pesquerías de salmón y trucha de lago están siendo amenazados por la carpa asiática. Las carpas aún no están presentes en los Grandes Lagos, y se está intentando impedir su acceso a los lagos a través del Chicago Ship and Sanitary Canal, que es la única conexión entre el río Mississippi y las cuencas de los Grandes Lagos. Para evitar que la carpa asiática salga del canal, se han utilizado una serie de barreras eléctricas para desalentar su migración; sin embargo, la amenaza es lo suficientemente significativa como para que varios estados y Canadá hayan demandado para que el canal de Chicago se corte permanentemente del lago Michigan. Los políticos locales y nacionales han influido en la manera de resolver el problema. En general, los gobiernos han sido ineficaces en la prevención o ralentización de la introducción de especies invasoras.

    Los temas asociados con la carpa asiática muestran cómo la ecología poblacional y comunitaria, el manejo pesquero y la política se cruzan en temas de vital importancia para el suministro de alimentos humanos y la economía. Temas sociopolíticos como la carpa asiática hacen un amplio uso de las ciencias de la ecología poblacional, el estudio de miembros de una especie en particular que ocupan un hábitat; y la ecología comunitaria, el estudio de la interacción de todas las especies dentro de un hábitat.

    Dinámica Comunitaria

    La dinámica comunitaria son los cambios en la estructura y composición de la comunidad a lo largo del tiempo, a menudo después de disturbios ambientales como volcanes, terremotos, tormentas, incendios y cambio climático. Se dice que las comunidades con un número relativamente constante de especies están en equilibrio. El equilibrio es dinámico con identidades de especies y relaciones que cambian con el tiempo, pero manteniendo números relativamente constantes. Después de una perturbación, la comunidad puede o no regresar al estado de equilibrio.

    La sucesión describe la aparición y desaparición secuencial de especies en una comunidad a lo largo del tiempo después de una perturbación severa. En sucesión primaria, la roca recién expuesta o recién formada es colonizada por organismos vivos; en sucesión secundaria, una parte de un ecosistema se altera y quedan restos de la comunidad anterior. En ambos casos, hay un cambio secuencial en las especies hasta que se desarrolla una comunidad más o menos permanente.

    Sucesión Primaria y Especies Pioneras

    La sucesión primaria ocurre cuando se forman nuevas tierras, por ejemplo, tras la erupción de volcanes, como los de la Isla Grande de Hawai. A medida que la lava desemboca en el océano, se forma continuamente nuevas tierras. En la Isla Grande, aproximadamente 32 acres de tierra se le agregan su tamaño cada año. La meteorización y otras fuerzas naturales descomponen la roca lo suficiente para el establecimiento de especies abundantes como líquenes y algunas plantas, conocidas como especies pioneras (Figura\(\PageIndex{14}\)). Estas especies ayudan a descomponer aún más la lava rica en minerales en un suelo donde otras especies menos resistentes pero más competitivas, como pastos, arbustos y árboles, crecerán y eventualmente reemplazarán a las especies pioneras. Con el tiempo la zona alcanzará un estado de equilibrio, con un conjunto de organismos muy diferentes a las especies pioneras.

    La foto muestra una planta suculenta creciendo en tierra desnuda.
    Figura\(\PageIndex{14}\): Durante la sucesión primaria en lava en Maui, Hawai, las plantas suculentas son la especie pionera. (crédito: Forest y Kim Starr)

    Sucesión secundaria

    Un ejemplo clásico de sucesión secundaria ocurre en bosques de encinos y nogales despejados por incendios forestales (Figura\(\PageIndex{15}\)). Los incendios forestales quemarán la mayor parte de la vegetación, y a menos que los animales puedan huir de la zona, son asesinados. Sus nutrientes, sin embargo, son devueltos al suelo en forma de ceniza. Así, aunque la comunidad ha sido dramáticamente alterada, existe un ecosistema de suelo presente que proporciona una base para una rápida recolonización.

    Antes del incendio, la vegetación estaba dominada por árboles altos con acceso al principal recurso energético vegetal: la luz solar. Su altura les dio acceso a la luz solar al tiempo que sombreaban el suelo y otras especies bajas. Después del incendio, sin embargo, estos árboles ya no son dominantes. Así, las primeras plantas en volver a crecer suelen ser plantas anuales seguidas en pocos años por pastos de rápido crecimiento y propagación y otras especies pioneras. Debido, al menos en parte, a los cambios en el ambiente provocados por el crecimiento de pastos y matorrales, a lo largo de muchos años emergen arbustos junto con pequeños pinos, encinos y nogales. Estos organismos se denominan especies intermedias. Eventualmente, a lo largo de 150 años, el bosque alcanzará su punto de equilibrio y se asemejará a la comunidad antes del incendio. A este estado de equilibrio se le conoce como la comunidad clímax, que permanecerá hasta el próximo disturbio. La comunidad clímax es típicamente característica de un clima y geología dados. Aunque la comunidad en equilibrio se ve igual una vez que se alcanza, el equilibrio es dinámico con constantes cambios en la abundancia y a veces identidades de especies. El retorno de un ecosistema natural después de las actividades agrícolas también es un proceso secundario de sucesión bien documentado.

    Las tres ilustraciones muestran la sucesión secundaria de un bosque de encino y nogal. La primera ilustración muestra una parcela de tierra cubierta con especies pioneras, incluyendo pastos y plantas perennes. La segunda ilustración muestra la misma parcela de tierra cubierta posteriormente con especies intermedias, incluyendo arbustos, pinos, encinos y nogal. La tercera ilustración muestra la parcela de terreno cubierta con una comunidad clímax de encino maduro y nogal. Esta comunidad se mantiene estable hasta el siguiente disturbio.
    Figura\(\PageIndex{15}\): La sucesión secundaria se observa en un bosque de encino y nogal después de un incendio forestal. Se representa una secuencia de la comunidad presente en tres momentos sucesivos en el mismo lugar.

    Resumen de la Sección

    Las comunidades incluyen todas las diferentes especies que viven en un área determinada. La variedad de estas especies se conoce como biodiversidad. Muchos organismos han desarrollado defensas contra la depredación y la herbivoría, incluyendo defensas mecánicas, coloración de advertencia y mimetismo. Dos especies no pueden existir indefinidamente en un mismo hábitat compitiendo directamente por los mismos recursos. Las especies pueden formar relaciones simbióticas como comensalismo, mutualismo o parasitismo. La estructura de la comunidad se describe por su fundación y especies clave. Las comunidades responden a las perturbaciones ambientales por sucesión: la aparición predecible de diferentes tipos de especies vegetales, hasta que se establece una estructura comunitaria estable.

    Glosario

    comunidad climax
    la etapa final de sucesión, donde una comunidad estable está formada por un surtido característico de especies vegetales y animales
    principio de exclusión competitiva
    no hay dos especies dentro de un hábitat que puedan coexistir indefinidamente cuando compiten por los mismos recursos al mismo tiempo y lugar
    perturbación ambiental
    un cambio en el medio ambiente causado por desastres naturales o actividades humanas
    especies de cimentación
    una especie que a menudo forma la mayor porción estructural del hábitat
    anfitrión
    un organismo en el que vive un parásito
    biogeografía de islas
    el estudio de la vida en las cadenas insulares y cómo su geografía interactúa con la diversidad de especies que allí se encuentran
    especies keystone
    una especie cuya presencia es clave para mantener la biodiversidad en un ecosistema y para mantener la estructura de una comunidad ecológica
    mimetismo
    una adaptación en la que un organismo se parece a otro organismo que es peligroso, tóxico o de mal gusto para sus depredadores
    mutualismo
    una relación simbiótica entre dos especies donde ambas especies se benefician
    parásito
    un organismo que utiliza recursos de otra especie: el hospedador
    especies pioneras
    las primeras especies que aparecen en sucesión primaria y secundaria
    sucesión primaria
    la sucesión en terrenos que anteriormente no han tenido vida
    abundancia relativa de especies
    el tamaño absoluto de la población de una especie particular en relación con el tamaño de la población de otras especies dentro de la comunidad
    sucesión secundaria
    la sucesión en respuesta a perturbaciones ambientales que alejan a una comunidad de su equilibrio
    riqueza de especies
    el número de especies diferentes en una comunidad

    Colaboradores y Atribuciones


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