Queremos aprender:
- ¿Qué es una comunidad ecológica y qué tipo de interacciones tienen lugar dentro de ella?
- ¿Qué importancia tienen las diversas categorías de interacciones entre especies, incluidos mutualismos, comensalismos, competencia y depredación?
- ¿Qué tipos de interacciones entre especies se vuelven importantes cuando muchas especies se afectan entre sí?
- Qué consecuencias tienen estas interacciones para la biodiversidad
| 26/10/2008 |
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Interacciones de especies, Redes Alimentarias y Comunidades ecológicas
Una comunidad ecológica se define como un grupo de especies que interactúan real o potencialmente viviendo en el mismo lugar. Una comunidad está unida por la red de influencias que las especies tienen unas sobre otras. Inherente a este punto de vista es la noción de que lo que afecta a una especie también afecta a muchas otras: el «equilibrio de la naturaleza».Construimos una comprensión de las comunidades al examinar las interacciones bidireccionales, y luego las múltiples, que involucran pares de especies o muchas especies.
| type of interaction | sign | effects |
|---|---|---|
| mutualism | +/+ | both species benefit from interaction |
| commensalism | +/0 | one species benefits, one unaffected |
| competition | -/- | each species affected negatively |
| predation, parasitism, herbivory | +/- | one species benefits, one is disadvantaged |
Food webs are graphical representaciones de las interconexiones entre especies basadas en el flujo de energía . La energía entra en esta red biológica de vida en la parte inferior del diagrama, a través de la fijación fotosintética de carbono por plantas verdes. Muchas redes alimentarias también obtienen insumos energéticos a través de la descomposición de materia orgánica, como hojas en descomposición en el suelo del bosque, ayudadas por microbios. Las redes de alimentos fluviales en los arroyos de cabecera boscosos son buenos ejemplos de esto.
La energía pasa de niveles inferiores a niveles superiores de energía trófica (alimentación) por consumo: los herbívoros consumen plantas, los depredadores consumen herbívoros, y a su vez pueden ser comidos por los depredadores superiores. Algunas especies se alimentan a más de un nivel trópico, por lo que se denominan omnívoros. La Figura 1 proporciona un modelo simplificado de dicha red alimentaria.
Red alimentaria generalizada. Una red alimentaria es un conjunto de organismos, incluidos productores, consumidores y descomponedores, a través del cual la energía y los materiales pueden moverse en una comunidad
Podemos ver esta red alimentaria de dos maneras. Puede ser un diagrama del flujo de energía (carbono) de las plantas a los herbívoros a los carnívoros, y así sucesivamente. Adoptaremos este enfoque cuando examinemos el flujo de energía en los ecosistemas. Además, los miembros de afoodweb pueden interactuar entre sí a través de cualquiera de los cuatro tipos de interacción mencionados anteriormente. Una interacción entre dos especies en una parte de la red puede afectar a especies a cierta distancia, dependiendo de la fuerza y el signo de las interconexiones. A menudo, agregar una especie (como cuando una especie exótica invade una nueva área) o eliminar una especie (como en una extinción local) tiene efectos sorprendentemente de gran alcance en muchas otras especies. Esto se debe a las complejas interconexiones de especies en redes ecológicas.
Los ecologistas utilizan los siguientes términos para describir varias categorías de los efectos de un cambio (en abundancia,o presencia vs ausencia) de una especie sobre otra.
- Los efectos directos se refieren al impacto de la presencia (o cambio en la abundancia) de la especie A sobre la especie B en la interacción entre dos especies.
- Los efectos indirectos se refieren al impacto de la presencia (o cambio en la abundancia) de la especie A en la especie C a través de una especie intermedia (A > B B> C).
- Los efectos en cascada son aquellos que se extienden a través de tres o más niveles tróficos, y pueden ser de arriba hacia abajo (predator> herbívoro herb> plant) o de abajo hacia arriba (plant plant> herbívoro herb> predator).
- Las especies clave son aquellas que producen fuertes efectos indirectos.
El concepto de especie clave es una de las ideas más conocidas en ecología comunitaria. Aunque
es cierto que muchas especies potencialmente interactúan entre sí en una red alimentaria como la que se muestra en la Figura 1, en la naturaleza hay grandes jugadores y pequeños jugadores. Los jugadores más importantes de todos se conocen como especies clave. Se trata de una especie cuya presencia o ausencia, o aumento sustancial o aumento de la abundancia, afecta profundamente a otras especies de la comunidad. La evidencia generalmente proviene de experimentos en los que se agrega o elimina una especie de una comunidad. El nombre deriva de la piedra central en un arco que sostiene su peso por piedras inclinadas hacia adentro. La eliminación de la piedra angular hace que el arco colapse.
En la zona rocosa inter-mareas del estado de Washington, y en otras áreas similares, se ha demostrado que las estrellas de mar son especies clave 
Toda la comunidad vive en caras de roca relativamente verticales en la zona de marea inter-olas. La comunidad de invertebrados marinos y algas está adaptada para aferrarse o adherirse a la cara de la roca, donde la mayoría se alimenta de la pequeña vida animal suspendida en el agua (plancton). Un bivalvo, el musselMytilus, es superior a unirse a las caras de roca, lo que lo convierte en el dominante competitivo. Una estrella de mar (Pisaster) es un depredador efectivo de los mejillones,haciendo espacio disponible para otras especies, y en consecuencia es crítico mantener una comunidad biológica diversa.
Se conocen casos en los que un depredador suprime fuertemente a su presa (herbívoros), que el nivel trófico inferior(plantas) se beneficia porque se libera de las presiones de la herbivoría. Estas cascadas tróficas «de arriba hacia abajo», donde la comunidad se ve más o menos «verde» dependiendo de la abundancia de depredadores, son bien conocidas en los lagos. También conocemos ejemplos en los que fertilizar un sistema, que aumenta el crecimiento de las plantas, resulta en más depredadores, a través del aumento de la abundancia de herbívoros. Esta es una cascada trófica «ascendente».
Nuestra comprensión de estas complejas interacciones entre especies da sustancia a la frase popular, el «equilibrio de la naturaleza». También se puede apreciar cómo una eliminación inducida por el hombre de una especie (un evento de extinción) o la adición de una especie (invasión de una comunidad por una especie no nativa) podría resultar en daño a muchas especies adicionales, un tema que consideraremos en el segundo semestre.
Obtendremos una apreciación más completa de las complejas interacciones de múltiples vías entre las especies a medida que avanzamos a través de esta serie de conferencias. Sin embargo, podemos apreciar plenamente la complejidad de estas interacciones de múltiples vías, es útil comprender primero las orientaciones de las diversas interacciones de dos vías. Desarrollaremos nuestra comprensión de las interacciones de las especies en las comunidades ecológicas a partir de estos bloques de construcción.
Interacciones mutualistas
Un mutualismo es una interacción en la que ambos lados se benefician. La polinización es una interacción mutualista común. La planta gana transferencia de gametos, el animal obtiene néctar (y también polen). Los mutualismos facultativos son beneficiosos, pero no esenciales para la supervivencia y la reproducción de cualquiera de las partes. Obligatemutualisms son aquellos que son esenciales para la vida de uno o ambos asociados.Examinaremos un ejemplo de cada uno.
Una fascinante mutua facultativa involucra al pueblo boran de África y a un pájaro conocido como la guía de la miel.Según pinturas rupestres, los seres humanos han recolectado miel en África durante 20.000 años. H
a los grupos de caza de abejas se les une a menudo la guía de la abeja mayor (Indicador indicador), que los lleva a las colonias de abejas.En áreas desconocidas, el tiempo promedio de búsqueda fue de 8,9 horas sin guía, pero solo de 3,2 horas cuando fue guiado por el ave. Los boranos usan fuego y humo para expulsar a las abejas, abrir el nido y quitar la miel, pero las hojas y la cera detrás. El ave obtiene acceso a larvas y cera. El uso de fuego y humo reduce el riesgo de picadura de las aves, y los seres humanos aumentan la accesibilidad de los nidos. Según los Boranos, la guía de miel les informa de: dirección, desde el rumbo de la brújula del vuelo de las aves; distancia, desde la duración de la desaparición de las aves y la altura de la perca; andarrival, por el «indicador de llamada». Las aves y los boranos pueden sobrevivir sin el otro, pero cada uno se beneficia de este mutualismo facultativo.
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Un mutualismo betweencertain hormigas y un pequeño árbol de la acacia, proporciona una excelente exampleof un mutualismo obligado. Este sistema en particular ha sido ampliamente estudiado en Costa Rica. La acacia proporciona una serie de beneficios a las hormigas, que incluyen soporte (espinas huecas), proteínas (cuerpos beltianos en la punta de las hojuelas), néctar(secretado cerca de la base de las hojas). La hormiga (Pseudomyrmex) proporciona varias formas de protección. Ataca y elimina los insectos herbívoros, también elimina las vides que podrían crecer en exceso en la acacia y mata los brotes de plantas cercanas que podrían convertirse en competidores. Elimina el volanteador de cerca de la planta, y dado que la acacia crece en un ambiente estacionalmente seco donde ocasionalmente se ve amenazada por el fuego, las actividades de la hormiga también protegen al árbol del daño causado por el fuego. |
| Hormigas Pseudomyrmex attacka Katydid colocadas en una planta de Acacia |
Muchos otros ejemplos de mutualismo pueden resultarle familiares.
- Simbiontes intestinales en herbívoros: los mamíferos no pueden digerir la celulosa
- la endosimbiosis y el origen de las células eucariotas: se cree que las mitocondrias, flagelos y cloroplastos se derivan de bacterias vivas
- sistemas de polinización
- el pólipo de coral y su alga endosimbionte (en realidad un dinoflagelado)
Comensalismo
Cuando una especie se beneficia y la otra no se beneficia ni se daña, la interacción es «+/0». En el sureste de los Estados Unidos y en América del Sur, es común ver garzas en pasturas de ganado. Siguen al ganado, comiendo insectos que son desalojados o forzados a volar mientras el ganado pastaba en el campo. Uno podría suponer que las garzas se benefician del ganado, al consumir insectos que podrían competir con las vacas por comida.La interacción sería un mutualismo si esto se demostrara (pero parece un poco inverosímil). Suponiendo que no hay beneficio para el ganado, este es un commensalism.It a menudo es el caso, como ilustra este ejemplo, que no estamos seguros si la interacción es «+/O» o «+/+».
El pez payaso y la anémona también ilustran este punto. El pez payaso se esconde de los enemigos dentro de los tentáculos punzantes de una anémona de mar, a la que el pez payaso es inmune. Algunos reportan esta interacción como un mutualismo, argumentando que el pez payaso deja caer restos de comida en la boca de la anémona. Los estudios cuidadosos no han encontrado mucho apoyo para ningún beneficio para la anémona, por lo que esto parece ser un comensalismo.
Resumen
Las interacciones de especies dentro de redes ecológicas incluyen cuatro tipos principales de interacciones bidireccionales: mutualismo, comensalismo, competencia y depredación (que incluye herbivoría y parasitismo). Debido a los numerosos vínculos entre las especies dentro de una red alimentaria, los cambios en una especie pueden tener efectos de gran alcance. A continuación examinaremos la competencia y la depredación, y luego volveremos a considerar los efectos indirectos y en cascada más complicados.
Lecturas sugeridas
- Purves, W. K., G. H. Orian y H. C. Heller. Life: The Science of Biology (en inglés). Sinauer, Sunderland MA.