La ecología sensorial es un campo relativamente nuevo que se centra en la información que los organismos obtienen sobre su entorno. Incluye preguntas sobre qué información se obtiene, cómo se obtiene (el mecanismo ) y por qué la información es útil para el organismo (la función ).
La ecología sensorial es el estudio de cómo los organismos adquieren, procesan y responden a la información de su entorno. Todos los organismos individuales interactúan con su entorno (que consta de componentes animados e inanimados) e intercambian materiales, energía e información sensorial. La ecología se ha centrado generalmente en los intercambios de materia y energía, mientras que las interacciones sensoriales generalmente se han estudiado como influencias en el comportamiento y las funciones de ciertos sistemas fisiológicos (órganos de los sentidos). El área relativamente nueva de la ecología sensorial ha surgido a medida que más investigadores se centran en cuestiones relativas a la información en el medio ambiente. [1] [2]Este campo cubre temas que van desde los mecanismos neurobiológicos de los sistemas sensoriales hasta los patrones de comportamiento empleados en la adquisición de información sensorial y el papel de la ecología sensorial en procesos evolutivos más amplios como la especiación y el aislamiento reproductivo. Si bien la percepción humana es en gran parte visual, [3] otras especies pueden depender más de diferentes sentidos. De hecho, la forma en que los organismos perciben y filtran la información de su entorno varía mucho. Los organismos experimentan diferentes mundos perceptivos, también conocidos como " umwelten ", como resultado de sus filtros sensoriales. [4] Estos sentidos van desde el olfato (olfato), el gusto (gusto), el oído (mecanorrecepción) y la vista (visión) hasta la detección de feromonas, la detección del dolor (nocicepción), la electrorrecepción y la magnetorrecepción. Debido a que las diferentes especies dependen de diferentes sentidos, los ecologistas sensoriales buscan comprender qué señales ambientales y sensoriales son más importantes para determinar los patrones de comportamiento de ciertas especies. En los últimos años, esta información se ha aplicado ampliamente en los campos de la conservación y el manejo.
Reacciones de los organismos a los cambios ambientales.
Cambios en el nivel de ruido
La comunicación es la clave para las interacciones de muchas especies. En particular, muchas especies dependen de las vocalizaciones para obtener información, como posibles parejas, depredadores cercanos o disponibilidad de alimentos. Los cambios humanos en el hábitat modifican los entornos acústicos y pueden dificultar la comunicación de los animales. Los seres humanos pueden alterar los entornos acústicos modificando los niveles de ruido de fondo, modificando el hábitat o cambiando la composición de las especies. [5] Estos cambios en los ambientes acústicos pueden enmascarar las vocalizaciones de varias especies. Debido a que los humanos pueden ejercer cambios tan fuertes en entornos acústicos, los ecólogos sensoriales se han interesado particularmente en investigar y comprender cómo reaccionan los organismos a estos cambios.
Los cambios antropogénicos en los ambientes acústicos han tenido quizás los impactos más significativos en las especies que dependen de señales auditivas para alimentarse y comunicarse. Los murciélagos, por ejemplo, dependen de la ecolocalización ultrasónica para localizar y atrapar a sus presas. Cuando estas señales auditivas están enmascaradas por fuertes ruidos de fondo, los murciélagos se vuelven menos eficientes para encontrar presas. [6] Los ecologistas sensoriales también han descubierto que los murciélagos que buscan alimento evitan los hábitats ruidosos, tal vez como resultado de esta disminución en la eficiencia de la búsqueda. [7] Mientras tanto, en las comunidades de aves, los ecologistas encontraron que el aumento del ruido conducía a cambios en la composición de la comunidad aviar, disminuía la diversidad e incluso disminuía el éxito reproductivo. [8] [9] Un estudio mostró que para evitar la contaminación acústica, algunas aves cambiaron la frecuencia de sus llamadas. [9] Estos estudios demuestran la importancia de las señales auditivas y han dado lugar a llamamientos para la preservación de los "paisajes sonoros", o los sonidos colectivos de los ecosistemas. [10]
La audición es un sentido particularmente importante para las especies marinas. Debido a la poca penetración de la luz, la audición suele ser más útil que la visión en entornos marinos. Además, el sonido viaja unas cinco veces más rápido en el agua que en la tierra y en distancias mayores. [11] Los sonidos son importantes para la supervivencia y reproducción de las especies marinas. [12] Durante el último siglo, las actividades humanas han agregado cada vez más sonidos a los ambientes acuáticos. Estas actividades pueden impedir la capacidad de los peces para escuchar sonidos y pueden interferir con la comunicación, la evitación de depredadores, la detección de presas e incluso la navegación. [11] Las ballenas, por ejemplo, corren el riesgo de reducir la eficiencia de la búsqueda de alimento y las oportunidades de apareamiento como resultado de la contaminación acústica. [13] En los últimos años, la creación de turbinas eólicas marinas ha llevado a conservacionistas y ecologistas a estudiar cómo los ruidos producidos por estas turbinas pueden afectar a las especies marinas. Los estudios han encontrado que los sonidos creados por las turbinas eólicas pueden tener efectos significativos en la comunicación de especies de mamíferos marinos como focas y marsopas. [14] [15] [16] Esta investigación se ha aplicado a proyectos de desarrollo. Por ejemplo, un informe reciente evaluó los riesgos de los cambios acústicos provocados por los parques eólicos marinos en las comunidades de peces. [17]
Cambios en la iluminación
Los seres humanos han alterado fuertemente la iluminación nocturna. Esta contaminación lumínica ha tenido graves impactos en especies que dependen de señales visuales para la navegación. Un estudio reciente de comunidades de roedores mostró que las noches más brillantes conducían a cambios a nivel de la comunidad en el comportamiento de búsqueda de alimento; mientras que las especies menos susceptibles a los depredadores se alimentaban en gran medida, las especies susceptibles a la depredación redujeron su actividad de alimentación como resultado de su mayor visibilidad nocturna. [18] Las aves también están fuertemente influenciadas por la contaminación lumínica. Por ejemplo, los ecologistas han descubierto que las luces en las estructuras altas pueden desorientar a las aves migratorias, provocando millones de muertes cada año. [19] Estos hallazgos han guiado los esfuerzos de conservación recientes. El Servicio de Pesca y Vida Silvestre de EE. UU. Ha creado un conjunto de pautas para reducir los impactos de la iluminación en las aves migratorias, como limitar la construcción de torres, limitar la altura de las torres y mantener las torres alejadas de las zonas migratorias. [20] Además, programas como el Programa de Concientización sobre la Luz Fatal (FLAP) en Toronto han reducido las colisiones de aves al reducir las emisiones de luz de los edificios altos. [21] Los estudios también han encontrado que la iluminación artificial interrumpe la orientación de las crías de tortugas marinas. [22] Esto, a su vez, ha aumentado la mortalidad en las poblaciones de tortugas marinas.
Esta información ha llevado a la implementación propuesta de una serie de estrategias de conservación y manejo. Los mismos investigadores, por ejemplo, han sugerido combinar la reducción de la luz con la restauración de dunas para mejorar la orientación y el éxito de las crías. Además, los investigadores han utilizado información sobre la ecología sensorial de las tortugas marinas para disminuir su tasa de captura incidental por parte de los pescadores. Captura incidental es el término para peces, tortugas o mamíferos marinos no objetivo que son capturados incidentalmente por pescadores. [23] Debido a que los investigadores saben que los peces y las tortugas marinas difieren en sus respuestas a las señales sensoriales visuales, han ideado un sistema de cebo que no es detectable para los peces, pero menos atractivo o incluso repelente para las tortugas marinas. [24] En este estudio reciente, este método condujo a una disminución en la captura incidental de tortugas sin imponer una reducción notable en el rendimiento de la pesca.
Papel de la ecología sensorial en las estrategias de conservación
Un objetivo de los ecologistas sensoriales ha sido estudiar qué información ambiental es más importante para determinar cómo estos organismos perciben su mundo. Esta información ha sido particularmente relevante para comprender cómo los organismos podrían responder al rápido cambio ambiental y a los nuevos ambientes modificados por humanos. [3] Recientemente, los científicos han pedido una integración de la ecología sensorial en las estrategias de conservación y gestión. [25] Por lo tanto, la ecología sensorial se puede utilizar como una herramienta para comprender (1) por qué diferentes especies pueden reaccionar de diferentes maneras al cambio antropogénico y ambiental, y (2) cómo se podrían mitigar los impactos negativos del cambio ambiental y antropogénico. Además, la ecología sensorial se ha empleado como una herramienta para dar forma a estrategias de manejo para el control y erradicación de plagas y especies invasoras tan diversas como plagas de cultivos, animales marinos, sapos de caña y serpientes pardas.
Conservación mediante la reducción de trampas ecológicas
Una trampa ecológica es un caso en el que los organismos eligen hábitats de mala calidad en lugar de mejores hábitats disponibles debido a su evaluación incorrecta de la calidad del hábitat. [26] Los paisajes creados por el hombre presentan entornos novedosos para los organismos. Además, los materiales artificiales pueden confundirse con materiales naturales, lo que lleva a algunos organismos a elegir hábitats de mala calidad en lugar de ubicaciones de hábitats de mejor calidad. La ecología sensorial se puede utilizar para mitigar los efectos de estas trampas ecológicas al aclarar qué información particular utilizan los organismos para tomar decisiones "malas".
Los organismos a menudo malinterpretan las superficies artificiales como el asfalto y los paneles solares como superficies naturales. Los paneles solares, por ejemplo, reflejan la luz polarizada horizontalmente que muchos insectos perciben como agua. Dado que los insectos ponen sus huevos en el agua, intentarán depositar sus huevos en los paneles solares. Esto conduce a una mortalidad generalizada de insectos juveniles en los paneles solares. [27] Para mitigar los efectos de esta trampa ecológica, los investigadores rompieron la forma del área activa solar en los paneles. Al hacerlo, los paneles se volvieron menos atractivos para los insectos, reduciendo así la mortalidad. [27] Varias especies de murciélagos también caen presas de trampas ecológicas que son el resultado de superficies hechas por el hombre. Un estudio reciente de Greif y Siemers [28] encontró que los murciélagos determinan la ubicación del agua basándose en la suavidad de una superficie, no por la presencia real de agua. Por tanto, los murciélagos intentan beber de superficies lisas que en realidad no son agua, como el vidrio. Como resultado, los murciélagos desperdician energía y tiempo, lo que podría conducir a una disminución de la condición física. [28] Las especies de aves también suelen estar sujetas a trampas ecológicas como resultado de su ecología sensorial. Una de las áreas de interés recientes de la ecología sensorial aviar ha sido cómo las aves pueden percibir grandes turbinas eólicas y otros edificios. Cada año, innumerables aves mueren después de chocar con líneas eléctricas, cercas, turbinas eólicas y edificios. [29] Las rutas de vuelo alrededor de estas estructuras actúan como formas de trampas ecológicas; Si bien las aves pueden percibir las áreas alrededor de los edificios como un “buen hábitat” y corredores de vuelo viables, en realidad pueden aumentar la mortalidad de las aves debido a las colisiones. Los ecologistas sensoriales han relacionado estas trampas ecológicas con la ecología sensorial aviar. Los investigadores han descubierto que, si bien la visión humana es binocular, la visión de las aves lo es mucho menos. Además, las aves no poseen visión frontal de alta resolución. [29] Como resultado, es posible que las aves no vean grandes estructuras directamente frente a ellas, lo que provoca colisiones.
Se han propuesto varias soluciones a este problema. Un estudio mostró que la respuesta de las aves a los diferentes esquemas de iluminación de los aeropuertos era diferente, y que los choques con aves podrían reducirse alterando los patrones de iluminación. [30] Otros investigadores han sugerido que los sonidos de advertencia o las señales visuales colocadas en el suelo pueden ayudar a reducir las colisiones de aves. [31] Al ajustar las otras señales sensoriales de las aves, los ecologistas pueden ayudar a reducir la presencia de trampas ecológicas para aves alrededor de estas estructuras.
Control de plagas
Además de utilizar la ecología sensorial como una herramienta para informar las estrategias de conservación, los científicos también han utilizado conceptos y hallazgos de la ecología sensorial para informar las estrategias de manejo de plagas. En particular, la explotación de los sentidos se ha utilizado para controlar plagas de insectos, marinas y anfibias. Los administradores han utilizado la ecología sensorial para crear trampas visuales, feromonales y químicas altamente individualizadas para plagas.
Las trampas visuales son importantes en el manejo de varias especies de insectos. Por ejemplo, las moscas tsetsé , un vector de la tripanosomiasis africana (enfermedad del sueño), se sienten atraídas por los colores azules. Por lo tanto, las moscas pueden ser atraídas y matadas por trampas de tela azul impregnadas de pesticidas. [32] Los científicos creen que estas telas azules atraen a las moscas porque los colores azules son similares al color del suelo debajo de un árbol a la sombra. Dado que las moscas deben buscar lugares frescos en el calor del día, los colores azules son más atractivos. [33] La explotación de señales visuales también se ha utilizado para el control de pulgones y moscas blancas. Muchas especies de pulgones muestran una fuerte preferencia por los colores amarillos. Los científicos han sugerido que esto puede ser el resultado de una preferencia por las hojas amarillas, que tienden a tener mayores flujos de fuentes de nitrógeno accesibles. [34]
Las feromonas son señales químicas específicas de cada especie. Cuando se liberan, las feromonas pueden influir fuertemente en el comportamiento y la fisiología de otros organismos de la misma especie. Debido a que las feromonas son en gran parte específicas de la especie y debido a que a menudo provocan fuertes respuestas de comportamiento, los científicos y administradores han utilizado feromonas para atraer y atrapar una variedad de especies. Este método se ha aprovechado especialmente en poblaciones de insectos. Este método se ha utilizado para capturar y controlar especies como el gorgojo de la caña de azúcar, [35] polillas gitanas, [36] moscas orientales invasoras de la fruta, [37] escarabajos de la corteza [38] y Carpophilus spp.
Ver también
- Biosemióticos
- Señalización celular
- Quimiotaxis
- Ecología
- Ecosemióticos
- Información
- Migración (desambiguación) , subtemas relevantes
- Olfato (sentido del olfato)
- Semiosfera
- Teoría de la señalización
- Sonar
- Estímulo (fisiología)
- Taxis
- Termotaxis
- Percepción visual
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