En ecología, una comunidad es un grupo o asociación de poblaciones de dos o más especies diferentes que ocupan la misma área geográfica al mismo tiempo, también conocida como biocenosis , comunidad biótica , comunidad biológica , comunidad ecológica o ensamblaje de vida . El término comunidad tiene una variedad de usos. En su forma más simple, se refiere a grupos de organismos en un lugar o tiempo específico, por ejemplo, "la comunidad de peces del lago Ontario antes de la industrialización".
La ecología comunitaria o sinecología es el estudio de las interacciones entre especies en comunidades en muchas escalas espaciales y temporales, incluida la distribución, estructura, abundancia, demografía e interacciones entre poblaciones coexistentes. [1] El enfoque principal de la ecología comunitaria está en las interacciones entre poblaciones determinadas por características genotípicas y fenotípicas específicas .
La ecología comunitaria también tiene en cuenta factores abióticos, como la temperatura anual o el pH del suelo . Estos factores no vivos pueden influir en la forma en que las especies interactúan entre sí. [2] Los factores abióticos filtran las especies que están presentes en la comunidad y, por tanto, la estructura de la comunidad. Por ejemplo, la diferencia de plantas presentes en el desierto en comparación con la selva tropical viene dictada por la precipitación anual. Estos factores no vivos también influyen en la forma en que las especies interactúan entre sí. [2] Los seres humanos también pueden tener un efecto en la estructura de la comunidad a través de la alteración del hábitat, como la introducción de especies invasoras .
La ecología comunitaria tiene su origen en la sociología vegetal europea . Examina procesos como la dinámica o la sucesión de poblaciones depredador-presa . Al mismo tiempo que examina patrones como la variación en:
- Riqueza de especies
- Uniformidad de especies
- La biodiversidad
- Productividad (ecología)
- Red alimentaria
- Estructura de la comunidad
En un nivel más profundo, el significado y el valor del concepto de comunidad en ecología está sujeto a debate. Las comunidades se han entendido tradicionalmente en una escala fina en términos de procesos locales que construyen (o destruyen) un conjunto de especies, como la forma en que es probable que el cambio climático afecte la composición de las comunidades de pastos. [3] Recientemente, este enfoque de la comunidad local ha sido criticado. Robert Ricklefs ha argumentado que es más útil pensar en comunidades a escala regional, basándose en la taxonomía evolutiva y la biogeografía , [1] donde algunas especies o clados evolucionan y otras se extinguen. [4]
Organización
Nicho
Dentro de la comunidad, cada especie ocupa un nicho . El nicho de una especie determina cómo interactúa con el entorno que la rodea y su función dentro de la comunidad. Al tener diferentes nichos, las especies pueden coexistir. [5] Esto se conoce como partición de nicho. Por ejemplo, la hora del día en que caza una especie o la presa que caza.
La partición de nichos reduce la competencia entre especies. [6] De tal manera que las especies pueden coexistir ya que suprimen su propio crecimiento más de lo que limitan el crecimiento de otras especies. La competencia dentro de una especie es mayor que la competencia entre especies. La competencia intraespecífica es mayor que la interespecífica.
El número de nichos presentes en una comunidad determina el número de especies presentes. Si dos especies tienen exactamente el mismo nicho (por ejemplo, las mismas demandas de alimentos), una especie superará a la otra. Cuantos más nichos se llenen, mayor será la biodiversidad de la comunidad.
Nivel trópico
El nivel trófico de una especie es su posición en la cadena o red alimentaria. En la parte inferior de la red alimentaria se encuentran los autótrofos , también conocidos como productores primarios . Los productores aportan su propia energía a través de la fotosíntesis o quimiosíntesis , las plantas son los productores primarios. El siguiente nivel son los herbívoros (consumidores primarios), estas especies se alimentan de la vegetación como fuente de energía. Los herbívoros son consumidos por omnívoros o carnívoros . Estas especies son consumidores secundarios y terciarios. Los niveles adicionales a la escala trófica llegan cuando los omnívoros más pequeños o los carnívoros son devorados por los más grandes. En la parte superior de la red alimentaria se encuentra el depredador ápice , esta especie animal no es consumida por ninguna otra en la comunidad. Los herbívoros, omnívoros y carnívoros son todos heterótrofos . [7]
Un ejemplo básico de una cadena alimentaria es; hierba → conejo → zorro. Las cadenas alimentarias se vuelven más complejas cuando hay más especies presentes, que a menudo son redes alimentarias. La energía se transmite a través de los niveles tróficos. Se pierde energía en cada nivel, debido a ineficiencias ecológicas . [8]
El nivel trófico de un organismo puede cambiar en función de las otras especies presentes. Por ejemplo, el atún puede ser un depredador ápice que se come a los peces más pequeños, como la caballa. Sin embargo, en una comunidad donde está presente una especie de tiburón, el tiburón se convierte en el depredador principal, alimentándose del atún. [9]
Los descomponedores juegan un papel en la pirámide trófica. Proporcionan fuente de energía y nutrientes a las especies de plantas de la comunidad. Los descomponedores, como los hongos y las bacterias, reciclan la energía de regreso a la base de la red alimentaria alimentándose de organismos muertos de todos los niveles tróficos. [10]
Gremio
Un gremio es un grupo de especies de la comunidad que utilizan los mismos recursos de manera similar. Los organismos del mismo gremio experimentan la competencia debido a su recurso compartido. [11] Las especies estrechamente relacionadas tienden a estar en el mismo gremio, debido a rasgos heredados por descendencia común de su ancestro común . Sin embargo, los gremios no son especies exclusivamente relacionadas. [12]
Los carnívoros, omnívoros y herbívoros son todos ejemplos básicos de gremios. Un gremio más preciso serían los vertebrados que se alimentan de artrópodos que viven en el suelo , esto incluiría ciertas aves y mamíferos. [13] Las plantas con flores que tienen el mismo polinizador también forman un gremio. [14]
Especies influyentes
Ciertas especies tienen una mayor influencia en la comunidad a través de sus interacciones directas e indirectas con otras especies. La pérdida de estas especies da como resultado grandes cambios en la comunidad, que a menudo reducen la estabilidad de la comunidad. El cambio climático y la introducción de especies invasoras pueden afectar el funcionamiento de especies clave y, por lo tanto, tener efectos en cadena en los procesos comunitarios.
Especies de fundación
Las especies fundamentales influyen en gran medida en la población, la dinámica y los procesos de una comunidad. Estas especies pueden ocupar cualquier nivel trófico pero tienden a ser productoras. [15] El mangle rojo es una especie fundamental en las comunidades marinas. La raíz del manglar proporciona zonas de cría para peces jóvenes, como pargos . [dieciséis]
El pino de corteza blanca ( Pinus albicaulis ) es una especie fundamental. Después de la perturbación posterior al incendio, el árbol proporciona sombra (debido a su denso crecimiento) permitiendo el rebrote de otras especies de plantas en la comunidad. Este crecimiento provoca el regreso de invertebrados y microbios que son necesarios para la descomposición. Las semillas de pino de corteza blanca proporcionan alimento a los osos pardos. [17]
especie clave
Las especies clave tienen una influencia desproporcionada en la comunidad que la mayoría de las especies. Las especies clave tienden a estar en los niveles tróficos más altos, siendo a menudo el depredador ápice. La eliminación de las especies clave provoca cascadas tróficas de arriba hacia abajo . Los lobos son especies clave, siendo un depredador ápice.
En el Parque Nacional de Yellowstone, la pérdida de la población de lobos debido a la caza excesiva resultó en la pérdida de biodiversidad en la comunidad. Los lobos habían controlado la cantidad de alces en el parque a través de la depredación. Sin los lobos, la población de alces aumentó drásticamente, lo que resultó en un pastoreo excesivo. Esto afectó negativamente a los demás organismos del parque; el mayor pastoreo de los alces eliminó las fuentes de alimento de otros animales presentes. Desde entonces, los lobos han sido reintroducidos para devolver a la comunidad del parque a un funcionamiento óptimo. Consulte Reintroducción de lobos e Historia de los lobos en Yellowstone para obtener más detalles sobre este estudio de caso.
Un ejemplo marino de una especie clave es Pisaster ochraceus . Esta estrella de mar controla la abundancia de Mytilus californianus , permitiendo suficientes recursos para las otras especies de la comunidad. [18]
Ingenieros ecologicos
Un ingeniero de ecosistemas es una especie que mantiene, modifica y crea aspectos de una comunidad. Provocan cambios físicos en el hábitat y alteran los recursos disponibles para los demás organismos presentes. [19]
Los castores que construyen represas son ingenieros ecológicos. A través de la tala de árboles para formar presas, alteran el flujo de agua en una comunidad. Estos cambios influyen en la vegetación de la zona ribereña , los estudios muestran que la biodiversidad aumenta. [20] Las madrigueras de los castores crean canales, aumentando las conexiones entre los hábitats. Esto ayuda al movimiento de otros organismos de la comunidad como las ranas. [21]
Teorías de la estructura comunitaria
La estructura comunitaria es la composición de la comunidad. Se puede medir a través de la riqueza de especies , uniformidad de especies . Estas medidas ayudan a comprender la biodiversidad de la comunidad. [22]
Teoría holística
La teoría holística se refiere a la idea de que una comunidad se define por las interacciones entre los organismos que la integran. Todas las especies son interdependientes y cada una desempeña un papel vital en el funcionamiento de la comunidad. Debido a esto, las comunidades son repetibles y fáciles de identificar, con factores abióticos similares controlando en todas partes.
Clements desarrolló el concepto holístico (u organísmico) de comunidad, como si fuera un superorganismo o una unidad discreta, con límites definidos. [23] Clements propuso esta teoría después de notar que ciertas especies de plantas se encontraban juntas regularmente en hábitats, concluyó que las especies dependían unas de otras. La formación de comunidades no es aleatoria e implica coevolución . [24]
La teoría holística se deriva del pensamiento más amplio del holismo ; que se refiere a un sistema con muchas partes, todas las cuales son necesarias para el funcionamiento del sistema.
Teoría individualista
Gleason desarrolló el concepto individualista (también conocido como abierto o continuo) de comunidad, con la abundancia de una población de una especie cambiando gradualmente a lo largo de gradientes ambientales complejos. [25] Cada especie cambia independientemente en relación con otras especies presentes a lo largo del gradiente. [26] La asociación de especies es aleatoria y se debe a la coincidencia. Las diferentes condiciones ambientales y la probabilidad de que cada especie llegue y se establezca a lo largo del gradiente influyen en la composición de la comunidad. [27]
La teoría individualista propone que las comunidades pueden existir como entidades continuas, además de los grupos discretos a los que se refiere la teoría holística.
Teoría neutral
Hubbell introdujo la teoría neutral de la ecología. Dentro de la comunidad (o metacomunidad ), las especies son funcionalmente equivalentes, y la abundancia de una población de una especie cambia mediante procesos demográficos estocásticos (es decir, nacimientos y muertes al azar). [28] La equivalencia de las especies en la comunidad conduce a la deriva ecológica. La deriva ecológica hace que las poblaciones de las especies fluctúen aleatoriamente, mientras que el número total de individuos en la comunidad permanece constante. Cuando un individuo muere, existe la misma posibilidad de que cada especie colonice esa parcela. Los cambios estocásticos pueden hacer que las especies dentro de la comunidad se extingan, sin embargo, esto puede llevar mucho tiempo si hay muchos individuos de esa especie.
Las especies pueden coexistir porque son similares, los recursos y las condiciones aplican un filtro al tipo de especies que se encuentran presentes en la comunidad. Cada población tiene el mismo valor adaptativo (capacidad competitiva y de dispersión) y demanda de recursos. La composición local y regional representa un equilibrio entre la especiación o dispersión (que aumenta la diversidad) y las extinciones aleatorias (que disminuyen la diversidad). [29]
Interacciones interespecíficas
Las especies interactúan de diversas formas: competencia, depredación , parasitismo , mutualismo , comensalismo , etc. La organización de una comunidad biológica con respecto a las interacciones ecológicas se denomina estructura comunitaria.
Interacciones | Especie 1 | |||
---|---|---|---|---|
Negativo | Neutral | Positivo | ||
Especie 2 | Negativo | Competencia | Amensalismo | Depredación / Parasitismo |
Neutral | Amensalismo | Neutralismo | Comensalismo | |
Positivo | Depredación / Parasitismo | Comensalismo | Mutualismo |
Competencia
Las especies pueden competir entre sí por recursos finitos . Se considera un factor limitante importante del tamaño de la población , la biomasa y la riqueza de especies . Se han descrito muchos tipos de competencia, pero probar la existencia de estas interacciones es un tema de debate. Se ha observado competencia directa entre individuos, poblaciones y especies, pero hay poca evidencia de que la competencia haya sido la fuerza impulsora en la evolución de grandes grupos. [30]
- Competencia por interferencia : ocurre cuando un individuo de una especie interfiere directamente con un individuo de otra especie. Esto puede ser por comida o por territorio. Los ejemplos incluyen un león que persigue a una hiena de una presa, o una planta que libera sustancias químicas alelopáticas para impedir el crecimiento de una especie competidora.
- Competencia aparente : ocurre cuando dos especies comparten un depredador. Por ejemplo, un puma se alimenta de caribúes y ciervos del bosque. Las poblaciones de ambas especies pueden verse deprimidas por la depredación sin una competencia explotadora directa. [31]
- Competencia explotadora : se produce a través del consumo de recursos. Cuando un individuo de una especie consume un recurso (por ejemplo, alimento, refugio, luz solar, etc.), ese recurso ya no está disponible para ser consumido por un miembro de una segunda especie. Se cree que la competencia explotadora es de naturaleza más común, pero se debe tener cuidado para distinguirla de la competencia aparente. Un ejemplo de competencia explotadora podría ser entre herbívoros que consumen vegetación; conejo y ciervo comiendo hierba del prado. La competencia explotadora varía:
- Completamente simétrico : todas las personas reciben la misma cantidad de recursos, independientemente de su tamaño.
- tamaño perfecto simétrico: todos los individuos explotan la misma cantidad de recurso por unidad de biomasa
- tamaño absoluto asimétrico: los individuos más grandes explotan todos los recursos disponibles. [32]
- El grado de asimetría de tamaño tiene efectos importantes en la estructura y diversidad de las comunidades ecológicas.
Depredacion
La depredación consiste en cazar otra especie para alimentarse. Esta es una interacción positiva-negativa, la especie depredadora se beneficia mientras que la especie presa se ve perjudicada. Algunos depredadores matan a sus presas antes de comerlas, también conocido como matar y consumir. Por ejemplo, un halcón atrapando y matando a un ratón. Otros depredadores son parásitos que se alimentan de presas mientras están vivos, por ejemplo, un murciélago vampiro que se alimenta de una vaca. Sin embargo, el parasitismo puede provocar la muerte del organismo huésped con el tiempo. Otro ejemplo es la alimentación de plantas de herbívoros , por ejemplo, una vaca pastando. La depredación puede afectar el tamaño de la población de depredadores y presas y el número de especies que coexisten en una comunidad.
La depredación puede ser especializada, por ejemplo, la menos comadreja depreda únicamente en el campañol de campo. O generalista, por ejemplo, el oso polar se alimenta principalmente de focas, pero puede cambiar la dieta a las aves cuando la población de focas es baja. [33] [34]
Las especies pueden ser depredadoras solitarias o grupales. La ventaja de cazar en grupo significa que se pueden capturar presas más grandes, sin embargo, la fuente de alimento debe ser compartida. Los lobos son depredadores grupales, mientras que los tigres son solitarios.
La depredación depende de la densidad , lo que a menudo conduce a ciclos de población. Cuando la presa es abundante, las especies de depredadores aumentan, por lo que comen más especies de presas y hacen que la población de presas disminuya. Debido a la falta de alimentos, la población de depredadores disminuye. Debido a la falta de depredación, la población de presas aumenta. Consulte las ecuaciones de Lotka-Volterra para obtener más detalles sobre esto. Un ejemplo bien conocido de esto es el lince , los ciclos de población de liebres que se observan en el norte. [35]
La depredación puede resultar en coevolución : carrera armamentista evolutiva , la presa se adapta para evitar al depredador, el depredador evoluciona. Por ejemplo, una especie de presa desarrolla una toxina que matará a su depredador, el depredador desarrolla resistencia a la toxina haciéndola ya no letal.
Mutualismo
El mutualismo es una interacción entre especies en la que ambas se benefician.
Un ejemplo son las bacterias Rhizobium que crecen en nódulos en las raíces de las leguminosas. Esta relación entre planta y bacteria es endosimbiótica , la bacteria que vive en las raíces de la leguminosa. La planta proporciona compuestos producidos durante la fotosíntesis a las bacterias, que pueden usarse como fuente de energía. Mientras que el Rhizobium es una bacteria fijadora de nitrógeno , que aporta aminoácidos o amonio a la planta. [36]
Los insectos que polinizan las flores de las angiospermas , es otro ejemplo. Muchas plantas dependen de la polinización de un polinizador. Un polinizador transfiere el polen de la flor masculina al estigma de la hembra . Esto fertiliza la flor y permite que la planta se reproduzca. Las abejas, como las abejas , son los polinizadores más conocidos. Las abejas obtienen el néctar de la planta que utilizan como fuente de energía. El polen no transferido proporciona proteínas a la abeja. La planta se beneficia de la fertilización, mientras que la abeja recibe alimento. [37]
Comensalismo
El comensalismo es un tipo de relación entre organismos en la que un organismo se beneficia mientras que el otro organismo no se beneficia ni daña. El organismo que se benefició se llama comensal, mientras que el otro organismo que no se beneficia ni daña se llama anfitrión .
Por ejemplo, una orquídea epífita adherida al árbol como soporte beneficia a la orquídea pero no daña ni beneficia al árbol. Este tipo de comensalismo se llama inquilinismo , la orquídea vive permanentemente en el árbol.
Phoresy es otro tipo de comensalismo, el comensal utiliza al huésped únicamente para el transporte. Muchasespecies de ácaros dependen de otro organismo, como aves o mamíferos, para su dispersión. [38]
La metabiosis es la forma final de comensalismo. El comensal confía en el anfitrión para preparar un entorno adecuado para la vida. Por ejemplo, Kelp tiene un sistema similar a una raíz, llamado holdfast , que lo une al lecho marino. Una vez enraizado, proporciona a los moluscos , como los caracoles marinos, un hogar que los protege de la depredación. [39]
Amensalismo
Lo opuesto al comensalismo es el amensalismo , una relación interespecífica en la que un producto de un organismo tiene un efecto negativo en otro organismo, pero el organismo original no se ve afectado. [40]
Un ejemplo es una interacción entre los renacuajos de la rana común y un caracol de agua dulce . Los renacuajos consumen grandes cantidades de microalgas. Al hacer que las algas sean menos abundantes para el caracol, las algas disponibles para el caracol también son de menor calidad. El renacuajo, por lo tanto, tiene un efecto negativo sobre el caracol sin obtener una ventaja notable del caracol. Los renacuajos obtendrían la misma cantidad de alimento con o sin la presencia del caracol. [41]
Un árbol más viejo y más alto puede inhibir el crecimiento de árboles más pequeños. Un nuevo retoño que crece a la sombra de un árbol maduro tendrá dificultades para obtener luz para la fotosíntesis. El árbol maduro también tendrá un sistema de raíces bien desarrollado, lo que le permitirá competir con el árbol joven por los nutrientes. Por lo tanto, se impide el crecimiento del árbol joven, lo que a menudo resulta en la muerte. La relación entre los dos árboles es amensalismo, el árbol maduro no se ve afectado por la presencia del más pequeño. [42]
Parasitismo
El parasitismo es una interacción en la que un organismo, el huésped, resulta dañado mientras que el otro, el parásito, se beneficia.
El parasitismo es una simbiosis , un vínculo a largo plazo en el que el parásito se alimenta del huésped o le quita recursos. Los parásitos pueden vivir dentro del cuerpo, como una tenia . O en la superficie del cuerpo, por ejemplo , piojos
La malaria es el resultado de una relación parasitaria entre un mosquito Anopheles hembra y " Plasmodium ". Los mosquitos contraen el parásito al alimentarse de un vertebrado infectado. Dentro del mosquito, el plasmodio se desarrolla en la pared del intestino medio. Una vez desarrollado a un cigoto, el parásito se mueve a las glándulas salivales donde puede transmitirse a una especie de vertebrado, por ejemplo a los humanos. [43] El mosquito actúa como vector de la malaria. El parásito tiende a reducir la vida útil del mosquito e inhibe la producción de crías. [44]
Un segundo ejemplo de parasitismo es el parasitismo de cría . Los cucos suelen hacer este tipo de parasitismo. Los cucos ponen sus huevos en el nido de otra especie de aves. El anfitrión, por lo tanto, provee al polluelo de cuco como si fuera suyo, incapaz de notar la diferencia. [45] Los polluelos de cuco expulsan a las crías del anfitrión del nido, lo que significa que reciben un mayor nivel de atención y recursos de los padres. La crianza de las crías es costosa y puede reducir el éxito de la futura descendencia, por lo que el cuco intenta evitar este costo mediante el parasitismo de la cría. [46]
De manera similar a la depredación, el parasitismo puede conducir a una carrera armamentista evolutiva . El huésped evoluciona para protegerse del parásito y el parásito evoluciona para superar esta restricción. [47]
Neutralismo
El neutralismo es donde las especies interactúan, pero la interacción no tiene efectos notables en ninguna de las especies involucradas. Debido a la interconexión de las comunidades, el verdadero neutralismo es raro. Los ejemplos de neutralismo en los sistemas ecológicos son difíciles de probar, debido a los efectos indirectos que las especies pueden tener unas sobre otras.
Ver también
- Biocenosis : los organismos interactuantes que viven juntos en un hábitat en el campo de la paleontología.
- Coevolución
- Estructura de la comunidad
- Evolución convergente: evolución independiente de características similares en especies de diferentes linajes que crea estructuras análogas.
- Teoría de la convivencia
- Comunidad de aguas profundas : grupos de organismos que viven en las profundidades del mar y comparten un hábitat.
- Efectos ecológicos de la biodiversidad
- Radiación evolutiva : aumento de la diversidad taxonómica o disparidad morfológica, debido al cambio adaptativo o la apertura del ecosistema.
- Limitar la similitud - Concepto en ecología teórica y ecología comunitaria
- Metacomunidad - grupo de comunidades en ecología
- Ecología de poblaciones : estudio de la dinámica de las poblaciones de especies y cómo estas poblaciones interactúan con el medio ambiente.
- Ecología de la comunidad de fagos
- Filogeografía - Campo de estudio
- Fitocenosis
- Comunidad vegetal
- clasificación cientifica
- competencia de tamaño asimétrico
- Regla R *
- Teoría de la RSE
- Vegetación
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Otras lecturas
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- Ricketts, Taylor H., Eric Dinerstein, David M. Olson, Colby J. Loucks y col. ( WWF ) (1999). Ecorregiones terrestres de América del Norte: una evaluación de la conservación . Island Press. ISBN 1-55963-722-6 .
enlaces externos
- Comunidad, BioMineWiki
- Identificar especies microbianas en una comunidad, BioMineWiki
- Glosario , estado y tendencias de los recursos biológicos de la nación, USGS.
- Glosario , ENTRIX Environmental Consultants.