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Curso: Biología avanzada (AP Biology) > Unidad 8

Lección 5: Biodiversidad

Estructura de la comunidad

Riqueza y diversidad de especies. Por qué los ecosistemas más diversos pueden ser más estables. Las funciones de las especies clave y estructurantes.

Puntos más importantes:

La estructura de una comunidad puede describirse mediante su riqueza, que es el número de especies presente, y su diversidad, que es una medida de la riqueza y la uniformidad de especies (porcentaje).
La estructura de la comunidad se ve afectada por muchos factores, entre los que están los factores abióticos, las interacciones entre especies, el grado de perturbación y los sucesos aleatorios.
Algunas especies, como las especies fundadoras y las especies clave, tienen funciones especialmente importantes en la conformación de la estructura de su comunidad.

Introducción

Las diferentes comunidades ecológicas pueden ser muy diferentes en términos del tipo y número de especies que las componen. Por ejemplo, algunas comunidades del Ártico tienen solo unas cuantas especies, mientras que las de algunas selvas tienen enormes cantidades de especies en cada metro cúbico.

Una forma de describir esta diferencia es decir que las comunidades tienen estructuras diferentes. Esencialmente, la estructura de la comunidad es su composición, tanto en número de especies como en sus porcentajes

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. En una interpretación más amplia se pueden incluir también los patrones de interacción entre las distintas especies

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Algunos ecólogos también usan el término "estructura de la comunidad" para referirse al patrón espacial de la comunidad: cómo se distribuyen las poblaciones que la componen en el entorno físico

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. Por ejemplo, una comunidad puede tener límites bien definidos o mezclarse gradualmente con una comunidad vecina. Del mismo modo, las distintas poblaciones pueden ocupar diferentes áreas dentro de los límites de la comunidad.

En este artículo, nos enfocaremos en la estructura de la comunidad entendida como la composición de especies.

En este artículo, veremos algunas de las formas en las que se puede cuantificar (medir numéricamente) la estructura de la comunidad. Luego, analizaremos los factores que modelan la estructura de la comunidad, y nos concentraremos especialmente en las especies fundadoras y las especies clave.

¿Cómo medimos la estructura de las comunidades?

Hay dos medidas importantes que usan los ecólogos para describir la composición de una comunidad: la riqueza y la diversidad de especies.

Riqueza de especies

La riqueza de especies es el número de especies diferentes en una comunidad particular. Si encontráramos

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especies en una comunidad y

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en otra, la segunda tendría una riqueza de especies mucho mayor que la primera.

Las comunidades con la mayor riqueza de especies tienden a estar en áreas cercanas al ecuador, las cuales tienen una gran cantidad de energía solar (que mantiene una alta productividad primaria), temperaturas cálidas, grandes cantidades de lluvia y pocos cambios estacionales. Las comunidades con la menor riqueza de especies se encuentran cerca de los polos, obtienen poca energía solar, son más frías, secas y menos propicias para la vida. Este patrón se ilustra abajo para la riqueza de especies de mamíferos (riqueza de especies calculada solo para los mamíferos). Además de la la latitud, hay muchos otros factores que también pueden afectar la riqueza de especies de una comunidad.

Riqueza mundial de especies calculada para mamíferos. Crédito de la imagen: "Ecología de comunidades: Figura 14", de OpenStax College, Biology, CC BY 4.0. Modificación de obra de la NASA, CIESIN, Columbia University.

Diversidad de especies

La diversidad de especies es una medida de la complejidad de una comunidad. Es una función tanto del número de especies diferentes (riqueza de especies) como de sus abundancias relativas (uniformidad de especies). Un mayor número de especies y una abundancia más uniforme de las mismas resultan en una mayor diversidad de especies. Por ejemplo:

Una comunidad forestal con $20$ ‍ tipos diferentes de árboles tiene una mayor diversidad de especies que una con solo $5$ ‍ tipos (en el supuesto de que las especies de árboles tuvieran la misma abundancia relativa en ambos casos).
Una comunidad forestal con $20$ ‍ tipos de árboles diferentes con abundancias relativas similares tiene una mayor diversidad de especies que un bosque con el mismo número de especies y abundancias relativas desiguales (que el $90 %$ ‍ de sus árboles sea de una sola especie, por ejemplo).

En general, los ecólogos piensan que las comunidades más diversas son más estables (esto es, tienen más capacidad para recuperarse después de una perturbación) que las menos diversas. Puedes ver por qué sucede así en el video sobre redes ecológicas. Sin embargo, la relación entre diversidad y estabilidad no es una regla universal y hay algunos casos en los que otros factores (además de la diversidad de especies) son más importantes para determinar la estabilidad de las comunidades y los ecosistemas

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¿Qué factores dan forma a la estructura de la comunidad?

La estructura de una comunidad es el resultado de muchos factores que interactúan, tanto abióticos (físicos), como bióticos (relacionados con los seres vivos). Estos son algunos factores importantes que influyen en la estructura de la comunidad:

Los patrones climáticos de la ubicación de la comunidad.
Como vimos en la discusión sobre la riqueza de especies, los patrones climáticos globales (variación de la temperatura, incidencia de energía solar, distancia del ecuador) pueden afectar la estructura de la comunidad. Del mismo modo, los patrones climáticos locales también pueden afectarla mediante los efectos generados por la presencia de cordilleras, cuerpos de agua e incluso valles y arroyos.
La previsibilidad o variabilidad del clima también puede afectar la estructura de la comunidad: algunas especies, por ejemplo, no pueden sobrevivir en una región con sequías o heladas esporádicas.
La geografía de la ubicación de la comunidad.
La heterogeneidad (fragmentación) del ambiente $^{7}$ ‍.
Si hay más variedad o heterogeneidad en el ambiente de una comunidad, esto permitirá que exista una mayor riqueza de especies porque hay más hábitats distintos que ocupar.
Por ejemplo, imagina una comunidad que ocupa un campo llano y otra que está en un campo salpicado con montículos de roca. La segunda comunidad puede tener una mayor riqueza de especies porque, además de las especies que pueden vivir en el campo, también estarán presentes las especies que pueden vivir en las rocas (pero no en el campo abierto).
La frecuencia de las perturbaciones o sucesos perjudiciales.
Las interacciones entre los organismos.
Todas las interacciones interespecíficas que pueden ocurrir entre organismos (competencia, depredación y las diversas formas de simbiosis) tienen el potencial para dar forma a la comunidad. Por ejemplo, dos especies que compiten intensamente entre ellas pueden ser incapaces de coexistir en la misma comunidad, o bien, una especie de presa puede no persistir en una comunidad con un depredador altamente eficaz.
Más adelante veremos algunos otros ejemplos de interacciones interespecíficas con efectos especialmente importantes en la estructura de la comunidad.

La estructura de una comunidad también puede ser modelada por los sucesos aleatorios que ocurren durante su historia. Por ejemplo, supongamos que una sola semilla vuela hasta la tierra de un área particular. Si logra arraigarse, la especie puede establecerse y, después de un tiempo, volverse dominante (excluye a especies similares). Si la semilla no germina, otra especie semejante puede ser la afortunada, establecerse y convertirse en dominante.

Especies clave y especies fundadoras

Algunas especies tienen un impacto especialmente fuerte en la estructura de la comunidad, ya que conservan el equilibrio de la misma o incluso hacen posible su existencia. Estas especies "especiales" son las especies fundadoras y las especies clave.

Especies fundadoras

Una especie fundadora tiene una función única y esencial en la creación y conformación de una comunidad. A menudo las especies fundadoras modifican el ambiente de manera que este puede mantener a los otros organismos que componen la comunidad

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El kelp (algas pardas) es una especie fundadora que forma la base de los bosques de kelp en la costa de California. El kelp crea un ambiente que permite la supervivencia de otros organismos que forman la comunidad del bosque de kelp

^{9}

. Los corales de los arrecifes coralinos son otro ejemplo de especies fundadoras. Los exoesqueletos de corales vivos y muertos forman la mayor parte de la estructura del arrecife, el cual protege a otras especies de las olas y corrientes oceánicas. Los castores, que modifican su entorno mediante la construcción de presas, también pueden ser vistos como una especie fundadora

^{9, 11}

Especies clave

Una especie clave es aquella que tiene un efecto desproporcionadamente grande en la estructura de la comunidad en relación con su biomasa o abundancia. Las especies clave se diferencian de las fundadoras en dos cosas principales: es más probable que pertenezcan a niveles tróficos altos (que sean superdepredadores) y actúan de formas más diversas que las especies fundadoras, que tienden a modificar su medio ambiente

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La ecología a veces es un poco desordenada con respecto a los nombres de las cosas. Las distintas fuentes usan definiciones diferentes para las especies clave y fundadoras. Si en tu clase es necesario que sepas estas definiciones, asegúrate de consultar tu libro o preguntarle a tu maestro la definición que debes usar. En algunas fuentes bibliográficas las especies fundadoras se manejan como una subclase de las especies clave.

Si solo estas tratando de entender los conceptos básicos de la estructura de una comunidad, el punto más importante no son las deficiniciones, sino que algunas especies tienen efectos inusualmente grandes en la estructura de sus comunidades. En algunos casos, estas especies modifican físicamente el ambiente o proporcionan las condiciones necesarias para la existencia de la comunidad (una especie fundadora, como se describe en este artículo). En otros casos, algunas especies controlan la composición de la comunidad mediante otras interacciones, como la depredación, y pueden tener un fuerte impacto a pesar de su poca abundancia (una especie clave, como se describe en este artículo).

La estrella de mar intermareal Pisaster ochraceus, que se encuentra en el noroeste de los Estados Unidos, es quizás el ejemplo más famoso de especie clave. En un experimento clásico de ecología de comunidades, se retiró experimentalmente a las estrellas de mar de la zona intermareal en la que vivían. Como resultado, las poblaciones de su presa (el mejillón) aumentaron, lo que alteró la composición de especies de la comunidad y redujo drásticamente su diversidad. Cuando las estrellas estaban presentes, podían encontrarse alrededor de

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especies de percebes y algas en la parte inferior de la zona intermareal, pero, al retirarlas, la población de mejillones se extendió hacia la zona inferior y reemplazó casi por completo a las otras especies

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Este tipo de reducción en la diversidad o colapso de la estructura de la comunidad ocurre comúnmente cuando se elimina una especie clave. En este caso, la pérdida de la diversidad se debió a que los mejillones desplazaron a las otras especies, las cuales persistían gracias a que las estrellas de mar mantenían controlada la cantidad de mejillones.

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LabXchange es una plataforma de educación en ciencias gratuita en línea creada en la Facultad de Artes y Ciencias de Harvard que recibe apoyo de Amgen Foundation.

Créditos:

Este artículo es un derivado modificado de "Community ecology (Ecología de comunidades)," escrito por Robert Bear y David Rintoul, CC BY 4.0. Descarga gratis el artículo original en http://cnx.org/contents/db89c8f8-a27c-4685-ad2a-19d11a2a7e2e@24.18.

El artículo modificado está autorizado bajo una licencia CC BY-NC-SA 4.0.

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cesar.db.777
Publicado hace hace 5 años. Enlace directo a la publicación “Una pregunta, ¿la comunid...” de cesar.db.777
Una pregunta, ¿la comunidad incluye factores abióticos y bióticos o, solo incluye factores bióticos?
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melmar02
Publicado hace hace 2 años. Enlace directo a la publicación “como es posible que los p...” de melmar02
como es posible que los peses pueden respitar vajo el agua y las personas no pero si no hay agua las personas mueren de sed
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Mario E Ponce
Publicado hace hace un año. Enlace directo a la publicación “La estrella de mar y la a...” de Mario E Ponce
La estrella de mar y la abeja se considera un factor bióticos
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