Un mesocosmos ( meso- o 'medio' y -cosmos 'mundo') es cualquier sistema experimental al aire libre que examina el medio ambiente natural en condiciones controladas. De esta manera, los estudios de mesocosmos proporcionan un vínculo entre los estudios de campo y los experimentos de laboratorio altamente controlados. [1]
Los mesocosmos también tienden a ser de tamaño mediano a grande (p. Ej., Rango de mesocosmos acuáticos: 1 a> 10,000 L) y contienen múltiples niveles tróficos de organismos que interactúan.
A diferencia de los experimentos de laboratorio, los estudios de mesocosmos normalmente se llevan a cabo al aire libre para incorporar variaciones naturales (por ejemplo, ciclos diarios). Los estudios de mesocosmos pueden realizarse en un recinto que sea lo suficientemente pequeño como para que las variables clave puedan controlarse o mediante la recolección de componentes clave del entorno natural en el campo para una mayor experimentación.
Se han realizado extensos estudios de mesocosmos para evaluar cómo los organismos o las comunidades podrían reaccionar al cambio ambiental, mediante la manipulación deliberada de variables ambientales, como el aumento de la temperatura, el dióxido de carbono o los niveles de pH. [2]
Ventajas
La ventaja de los estudios de mesocosmos es que los gradientes ambientales de interés (por ejemplo, el calentamiento de las temperaturas) se pueden controlar o combinar para separar y comprender los mecanismos subyacentes que afectan el crecimiento o la supervivencia de especies, poblaciones o comunidades de interés. Al manipular gradientes (por ejemplo, variables climáticas), los estudios de mesocosmos pueden extenderse más allá de los datos disponibles y ayudar a construir mejores modelos de los efectos de diferentes escenarios. Los experimentos de mesocosmos también tienden a incluir la replicación de diferentes niveles de tratamiento.
Manipular algo puede darnos una idea de qué esperar si algo ocurriera en ese ecosistema o entorno. [2] Para los mesocosmos de interior, las cámaras de crecimiento nos permiten controlar el experimento. [2] Puede colocar plantas en una cámara de crecimiento y manipular el aire, la temperatura, la distribución del calor y la luz y observar los efectos cuando se expone a diferentes cantidades de cada factor. [2]
Los invernaderos también contribuyen a los estudios de mesocosmos, aunque a veces pueden inducir el cambio climático, interfiriendo con el experimento y dando como resultado datos ineficientes. [3] [4]
Desventajas
El uso de cámaras de crecimiento para un experimento de laboratorio a veces es una desventaja debido a la cantidad limitada de espacio. [5] Otra desventaja del uso de mesocosmos es no imitar adecuadamente el ambiente, lo que hace que el organismo evite emitir una determinada reacción frente a su comportamiento natural en su ambiente original.
Ejemplos de
[A] Mazzeo y sus colegas examinaron los hábitos alimenticios de los peces Hoplias malabaricus cuando se exponen a diferentes cantidades de fitoplancton , zooplancton y competencia. [6] Tres meses antes de realizar el experimento, mantuvieron una precipitación promedio, temperatura del aire y ambiente subtropical general. [6] Usando 12 unidades, las llenaron con agua del acuífero, arena y plantas y las mantuvieron aisladas hasta que el ambiente se volvió adecuado para que emergiera el fitoplancton. [6] Después de una cuidadosa preparación, Mazzeo et al. comenzó el experimento dividiendo esas unidades en categorías de control (zooplancton y fitoplancton) y 3 experimentos: ( Jenynsia multidentata con zooplancton y fitoplancton), ( Hoplias malabaricus juveniles con zooplancton y fitoplancton), y ( Hoplias malabaricidenta grande , Jenynsopia multidentata , y fitoplancton) y observaron diferencias de biomasa en diferentes condiciones. [6]
[B] Flanagan y McCauley probaron los efectos del calentamiento climático en la concentración de dióxido de carbono en estanques poco profundos creando mesocosmos in situ con forma de ocho cilindros. [7] Lo dividieron en cuatro controles y cuatro experimentos en el estanque del campus de la Universidad de Calgary. [7] Esos mesocosmos contenían aberturas debajo y estaban sumergidos a la misma profundidad que el estanque. [7] Al mantener cuidadosamente los sedimentos y la temperatura de cualquier cambio, la producción de zooplancton y algas tuvo éxito. [7] Después de la manipulación (bombeando calor al agua), midieron los sedimentos en el fondo del estanque para determinar la concentración de dióxido de carbono. Después de recopilar datos y analizarlos, Flanagan y McCauley concluyeron que debido al calentamiento del medio ambiente en el estanque, el dióxido de carbono del estanque aumentará en los alrededores, a su vez, disminuirá la cantidad de dióxido de carbono dentro de los sedimentos, modificando indirectamente la ciclo del carbono de ese ecosistema. [7]
[C] Los mesocosmos son útiles para estudiar el destino de los contaminantes en entornos marinos, así como para proporcionar la capacidad de realizar experimentos de manipulación controlados que no podrían realizarse en entornos marinos naturales. Desde 1976, el Laboratorio de Investigación de Ecosistemas Marinos (REAL) de la Universidad de Rhode Island ha estado realizando estudios de contaminación y estudios ecológicos marinos experimentales utilizando tanques de mesocosmo que extraen agua de la cercana bahía de Narragansett . [8] [9]
[D] Los mesocosmos también se han utilizado para estudiar cómo la diversificación de espinosos de tres espinas influye en las comunidades tróficas y otros procesos del ecosistema. [10] [11] [12]
Las publicaciones de ejemplo de estudios científicos que utilizan los mesocosmos REAL incluyen:
- Hinga, KR, MEQ Pilson, RF Lee, JW Farrington, K. Tjessem y AC Davis. 1980. Biogeoquímica del benzantraceno en un ecosistema marino cerrado. Ciencia y tecnología ambientales 14: 1136-1143.
- Hunt, CD y SL Smith. 1982. Ecosistemas marinos controlados: una herramienta para estudiar los ciclos de metales traza estables: respuesta y variabilidad a largo plazo. pp. 123-135 En: GD Grice y MR Reeves, (eds.) Mesocosmos marinos: Investigación biológica y química en ecosistemas experimentales. Springer Verlag, Nueva York.
- Donaghay, PL 1984. Utilidad de mesocosmos para evaluar la contaminación marina. págs. 589–620 En: HH White, (ed). Conceptos de medición de la contaminación marina. Maryland Sea Grant College, College Park, Maryland.
- Doering, PH, CA Oviatt y JR Reilly 1986. Los efectos de la almeja que se alimenta por filtración Mercenaria mercenaria sobre el ciclo del carbono en mesocosmos marinos experimentales. Revista de investigación marina 44: 839-861.
- Oviatt, CA, DT Rudnick, AA Keller, PA Sampou y GT Almquist. 1986. Una comparación de las mediciones del sistema de oxígeno y dióxido de carbono y C-14 del metabolismo en mesocosmos estuarinos. Serie del progreso de la ecología marina 28: 57-67.
- Nowicki, BL y CA Oviatt. 1990. ¿Son los estuarios trampas para nutrientes antropogénicos? Evidencia de mesocosmos estuarinos. Serie 66 del progreso de la ecología marina: 131-146.
- Doering, PH, CA Oviatt, BL Nowicki, EG Klos y LW Reed. 1995. Limitación de fósforo y nitrógeno de la producción primaria en un gradiente estuarino simulado. Limnología y Oceanografía. 124: 271-287.
- Peitros, JM y MA Rice. 2003. Los impactos de las ostras acuícolas, Crassostrea virginica (Gmelin, 1791) sobre la calidad del agua y la sedimentación: resultados de un estudio de mesocosmos. Acuicultura 220: 407-422.
Referencias
- ^ "¿Qué es un mesocosmos?" . Consultado el 18 de julio de 2011 .
- ^ a b c d Sala, Jackson, Mooney, Howarth, EO, RB, HA, RW (2000). Métodos en ciencia de ecosistemas . Nueva York: Springer-Verlag. pag. 353.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Kennedy, AD (1995a). "Efectos de la temperatura del aparato de invernadero pasivo en experimentos de cambio climático de alta latitud". Funct. Ecol . 9 (2): 340–350. doi : 10.2307 / 2390583 . JSTOR 2390583 .
- ^ Kennedy, AD (1995b). "Cambio climático simulado: ¿Son los invernaderos pasivos un microcosmos válido para probar los efectos biológicos de las perturbaciones ambientales?". Biología del cambio global . 1 (1): 29–42. Código Bibliográfico : 1995GCBio ... 1 ... 29K . doi : 10.1111 / j.1365-2486.1995.tb00004.x .
- ^ Dudzik, M .; Harte; Jassby; Lapan; Exacción; Rees (1979). "Algunas consideraciones en el diseño de microcosmos acuáticos para estudios de plancton". En t. Estudios de J. Environ . 13 (2): 125–130. doi : 10.1080 / 00207237908709813 .
- ^ a b c d Mazzeo, Ne'stor; Iglesias, C .; Teixeira-de Mello, F .; Borthagaray, A .; Fosalba, C .; Ballabio, R .; Larrea, D .; Vilches, J .; García, S .; Pacheco, JP; Jeppesen, E. (mayo de 2010). "Efectos de cascada trófica de Hoplias malbaricus (Characiformes, Erythrinidae) en las redes alimentarias de los lagos subtropicales: un enfoque de mesocosmos". Hydrobiologia . 644 (1): 325. doi : 10.1007 / s10750-010-0197-8 . S2CID 35996980 .
- ^ a b c d e Flanagan, Kyla; McCauley (2010). "Edward" (PDF) . Ecología acuática . 44 (4): 749–759. doi : 10.1007 / s10452-010-9313-0 . S2CID 41656231 .
- ^ "El Laboratorio de Investigación de Ecosistemas Marinos" . Universidad de Rhode Island . Consultado el 12 de julio de 2011 .
- ^ Klos, E (1989). "Técnicas de buceo en mesocosmos marinos" . En: Lang, MA; Jaap, WC (Ed). Buceo por la ciencia ... 1989. Actas del Simposio Anual de Buceo Científico de la Academia Americana de Ciencias Subacuáticas 28 de septiembre - 1 de octubre de 1989 Institución Oceanográfica Wood Hole, Woods Hole, Massachusetts, EE . UU . Consultado el 27 de abril de 2013 .
- ^ Harmon, LJ, B. Matthews, S. Des Roches, JM Chase, JB Shurin y D. Schluter. 2009. La diversificación evolutiva del espinoso afecta el funcionamiento del ecosistema. Nature 458: 1167-1170.
- ^ Matthews, B., T. Aebischer, KE Sullam, B. Lundsgaard-Hansen y O. Seehausen. 2016. Evidencia experimental de una retroalimentación eco-evolutiva durante la Divergencia adaptativa. Current Biology 26: 483–489.
- ^ Rudman, SM y D. Schluter. 2016. Impactos ecológicos de la especiación inversa en el espinoso treespino. Current Biology 26: 490–495.