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16.4: Exclusión competitiva

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    Considera lo que sucederá con dos especies que utilicen el mismo recurso, como la luz o el espacio o el fertilizante nitrogenado. La cantidad de recurso disponible será la cantidad máxima,\(R_{max}\), menos lo que esté atado en todos los individuos de todas las especies. \(u_i\)Al ser la cantidad de recurso amarrada en cada individuo de especie\(i\), el recurso restante en cualquier momento será

    \(R\,=\,R_{max}\,-\,u_1N_1\,-\,u_2N_2\)

    O para muchas especies

    \(R\,=\,R_{max}\,-\,u_1N_1\,-\,u_2N_2\,-u_3N_3\,-\cdots\,-u_hN_h\)

    \[R\,=\,R_{max}\,-\sum_{i=1}^h u_iN_i\]

    Cada especie tiene su propia ecuación de crecimiento, idéntica en forma para todas las especies, pero diferente en el nivel crítico de recurso\(R_i^{\ast}\), y el coeficiente de crecimiento,\(m_i\):

    \[\frac{1}{N_i}\frac{dN_i}{dt}\,=\,m_i(R\,-\,R_i^{\ast})\]

    Lo que queda es considerar cómo\(m_i\) se relaciona el coeficiente de crecimiento con el nivel mínimo de recurso tolerado,\(R_i^{\ast}\). Resulta ser una compensación entre los dos. Consideremos, por ejemplo, una especie de planta que está limitada por la cantidad de nitrógeno disponible, como están las plantas. Y para tener un gran coeficiente de crecimiento\(m_i\) la planta debe producir semillas abundantes. Para tener un uso superior de nitrógeno, medido por un bajo valor de\(R^{\ast}\), se necesitan raíces abundantes. Pero no puede hacer ambas cosas. Hay una cantidad limitada de energía solar para explotar, por lo que si la planta asigna más a las raíces hay menos que destinar a las semillas, y viceversa.

    Tradeoff.JPG
    Figura\(\PageIndex{1}\). Tradeoff medido entre colonización y capacidad para explotar nitrógeno (Tilman 1994, Ecology 75:2 —16).

    Por lo tanto, resulta que las especies que son buenos colonizadores, producen semillas abundantes, son competidores más pobres por los recursos, teniendo un mayor valor de\(R^{\ast}\). Esta idea se ilustra mediante mediciones reportadas en la Figura\(\PageIndex{1}\).

    individual vs resource.JPG
    Figura\(\PageIndex{2}\). Tasa de crecimiento individual de dos especies versus nivel de recursos, cuyo curso de tiempo se ilustra en la Figura\(\PageIndex{1}\)

    En la Figura\(\PageIndex{2}\), las compensaciones se formulan para modelar. La especie 2 crece más rápidamente cuando los recursos son abundantes. Este es el caso en el tiempo 0, marcado con\(t_0\) en el eje superior.

    A medida que las poblaciones crecen, reducen la cantidad de recursos disponibles en el medio ambiente. En el tiempo 1, marcado con\(t_1\) en el eje superior, la Especie 2 puede continuar creciendo más rápido que la Especie 1, aunque el margen se está deteriorando. Pero llega un punto en el que los recursos se agotan lo suficiente como para que las características de la Especie 2 no le permitan reunir suficientes recursos para mantener su ventaja. Este es el punto de cruce de las líneas azul y roja en la figura. En el momento 2, ambas especies siguen creciendo, pero la Especie 1 está creciendo más rápido. En el tiempo 3, con niveles de recursos aún más bajos, dibujados por Especie 1, el recurso cae por debajo del nivel mínimo para la Especie 2,\(R_2^{\ast}\). La tasa de crecimiento de la Especie 2 cae negativa y la Especie 2 comienza a morir.

    Por último, en el tiempo 4, la Especie 1 agota el recurso al nivel que apenas puede sobrevivir, y se mantiene sola, habiendo aniquilado a su competidor. Este proceso se llama “exclusión competitiva”.

    La forma en que esto se desarrolla con el tiempo se ilustra en la Figura\(\PageIndex{3}\). En la parte superior, la Especie 2 por sí sola le va bien, elevándose rápidamente a su capacidad de carga de 50 y arrastrando el recurso a su\ (R^ {\ ast}\

    ) de 2. En el medio, la Especie 1 por sí sola también le va bien, elevándose rápidamente a su capacidad de carga de 60 y arrastrando el recurso a su\(R^{\ast}\) de 1.

    Pero crecidos juntos, Species 2 da un chapoteo inicial y luego declina. Esto se debe al crecimiento incesante de la Especie 1, que la supera. La Especie 1 simplemente dibuja el recurso por debajo del nivel en el que la Especie 2 puede sobrevivir.

    La exclusión competitiva, que suponía que no podían existir más especies que los recursos, fue tratada como una ley inviolable de la ecología por más de cincuenta años. En la década de 1970, sin embargo, se demostró que este no era el caso (Armstrong y McGehee 1980). Más sobre eso más adelante en el capítulo.

    Competencia tradeoff.JPG
    Figura\(\PageIndex{3}\). Exclusión competitiva basada en las compensaciones de la Figura\(\PageIndex{2}\).


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