Biodiversidad de la comunidad ecológica

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Especies dominantes en una comunidad biológica

Figura 70.  Especies dominantes en el planeta Tierra. En términos de biomasa, este sigue siendo un mundo de bacterias.

En contraste con las especies clave, que poseen un impacto fuera de proporciones en un ecosistema, las especies dominantes afectan fuertemente a los ecosistemas en base a sus grandes números de individuos (M. D. Smith & Knapp, 2003). Los árboles y en general las especies vegetales son especies dominantes en la tierra seca. Los vegetales ofrecen no solo alimento, también refugio para multitud de especies de depredadores y presas. En el mar las especies dominantes pueden ser microorganismos de tipo vegetal como el fitoplancton. Por lo general todos los productores primarios se los puede clasificar como especies dominantes de un ecosistema.

Figura 71.  Un monocultivo es un ecosistema pobre. La riqueza de una comunidad es una función que depende del número de especies y su distribución al interior de fronteras arbitrarias.

La denominación de especie dominante depende de observador, por ejemplo, en términos de masa biológica las especies dominantes siempre serán las bacterias, pero estas no pueden verse. Después de ellas siempre serán los productores primarios, aunque en el caso del mar también son invisibles como las bacterias.  Así la definición de especie dominante se puede basar en la biomasa, o en la visibilidad, como en la tierra donde las especies más visibles son las vegetales, mientras que los animales permanecen ocultos la mayoría de las veces.

La riqueza de una comunidad biológica

Por lo general los modelos matemáticos como el Lotka-Volterra solo pueden mostrarnos los efectos de las interacciones entre pocas especies. El solo hecho de agregar una presa más al modelo, por ejemplo, afecta fuertemente los ciclos de equilibrio dinámico en las relaciones depredador presa. Ahora hay que tener en cuenta que las comunidades reales están compuestas por decenas o miles de especies. Sin embargo, no todas las comunidades tienen el mismo número de especies y allí ingresa el concepto de riqueza de una comunidad biológica. La riqueza se define como el número de especies que posee una comunidad, en el modelo de grafos sería igual al número de nodos que posee esa comunidad.

Las selvas húmedas tropicales, o los arrecifes de corales tropicales representan algunas de las comunidades más ricas del planeta en la actualidad. En contrasta las comunidades en ambientes aislados como las islas representan comunidades muy pobres. Peor aún, los ecosistemas que han afrontado disturbios muy fuertes que generan la extinción de sus comunidades tienen riquezas de las más bajas. Como se ha insistido a lo largo de esta serie de artículos, la comunidad se describe en términos de la teoría de redes. La riqueza es representada por la cantidad absoluta de nodos, y la diversidad por la cantidad de vínculos.

Figura 72.   Crecimiento poblacional después de una extinción. La riqueza de especies es una función dinámica, aumenta después de un evento de sucesión y se estabiliza de acuerdo a las capacidades de carga entabladas por las interacciones ecológicas.

Figura 73.  Riqueza de un ecotono. Los ecotonos o fronteras son diversos dado que sostienen a especies de ecosistemas diferentes

El término de diversidad de especies se emplea de manera sinónima a la de riqueza de una comunidad biológica con bastante frecuencia, sin embargo, poseen diferencias. La diversidad es un concepto más complejo que toma en cuenta no solo el número de especies individuales, sino también la importancia de cada una. En el modelo de grafos sería una representación relativa del número de nodos con respecto al número e intensidad de vínculos entre cada nodo, donde los vínculos representan las interacciones de una especie. Una especie es más importante en la medida en que sus vínculos son más fuertes y más numerosos. Aunque los ecólogos han desarrollado varios índices y modelos matemáticos para aproximarse a este problema, el asunto dista mucho de ser estudiable de una manera completa debido a su absurda complejidad matemática.

¿Que determina la cantidad de especies en una comunidad?, hasta el día de hoy nadie ha podido otorgar una respuesta conclusiva, sin embargo, varias explicaciones parecen ser plausibles, o al menos son parte de la hipotética solución general. Si tomamos por ejemplo el caso de Krakatoa, uno de los factores que influye en la diversidad es el tiempo. La isla de Krakatoa fue colonizada por los seres vivos relativamente hace poco tiempo en comparación a las comunidades de islas circundantes, lo cual hace que posea una menor cantidad de especies vegetales y animales. A pesar de tener suelos patéticamente pobres en términos de nutrientes, las selvas húmedas tropicales son las comunidades más diversas del planeta. Varias hipótesis hay para ello, aunque de las que se discuten a continuación puede ser la suma de varias, falta de aislamiento al ser una comunidad continental, altas dosis de energía solar y antigüedad del ecosistema con respecto al último disturbio grave.

A largo plazo el tiempo no solo provoca que las especies inmigren hacia el sistema de la comunidad, también permite la evolución de las especies al interior de la comunidad incrementando su diversidad. Sin embargo, si tomamos a un sistema que es difícil de colonizar, el tiempo necesario para que ese ecosistema alcance un equilibrio ecológico puede ser aún mayor, por lo que el nivel de aislamiento parece ser otro de los factores clave. Relacionado con el aislamiento geográfico y el tiempo desde el último disturbio grave tenemos a la dificultad de sobrevivencia de un ecosistema. Los ecosistemas más diversos son aquellos suyos factores abióticos son más tolerables por la mayoría de los seres vivos, con mucha luz, aguadulce, presión normal entre otros. Sin embargo, ambientes como los climas de las montañas con extremos de temperaturas, condiciones cambiantes de presión y humedad, y especialmente con falta de oxígeno pueden mantener una cantidad más limitada de especies.

Comunidades ecológicas con una mayor disponibilidad de energía abiótica pueden sustentar una mayor cantidad de biomasa, y en últimas una mayor cantidad de especies. Ejemplo el esto es el Amazonas en su conjunto “Colombia, Ecuador, Perú y Brasil” ocupa solo el 2% de la tierra seca contiene aproximadamente unas 45 000 especies de plantas, mientras que el área continental de Estados Unidos y Canadá juntas solo contienen unas 19 000 especies de plantas nativas. Cuando existe desequilibrio y una especie domina fácilmente sobre las demás, ocurre una disminución den la diversidad de una comunidad. Esto ocurre frecuentemente con las especies invasoras que computen o exterminan a las especies nativas generando disturbios en los ecosistemas, como en el caso de la introducción de los conejos en Australia.

Las zonas con mayor diversidad biológica se denominan ecotonos, que son las márgenes de transición entre dos comunidades diferentes con factores abióticos diferentes (es decir de dos ecosistemas diferentes). Esto se debe a que las zonas de transición contienen la mayoría de los nichos de los ecosistemas individuales, más algunos propios, lo cual le permite a una mayor cantidad de especies convivir allí. A este cambio en la diversidad de especies debido al ecotono se denomina efecto de frontera.