El cambio de nicho ontogenético (abreviado ONS ) [1] es un fenómeno ecológico en el que un organismo (normalmente un animal) cambia su dieta o hábitat durante su ontogenia (desarrollo). [2] Durante el cambio de nicho ontogenético, el nicho ecológico de un individuo cambia su amplitud y posición. [3] Los representantes más conocidos de taxones que exhiben algún tipo de cambio de nicho ontogenético son los peces (por ejemplo, la migración de los llamados peces diádromos entre agua salada y agua dulce con fines de reproducción [2] ), insectos (por ejemplo, metamorfosis entre diferentes etapas de vida ; como larva , pupa e imago [2] ) y anfibios (por ejemplo, metamorfosis de renacuajo a rana adulta [2] ). [4] Se cree que un cambio de nicho está determinado genéticamente , aunque también es irreversible. [5] Un aspecto importante del ONS es el hecho de que los individuos de diferentes etapas de una población (por ejemplo, de diferentes edades o tamaños) utilizan diferentes tipos de recursos y hábitats. [6] [7] El término fue introducido en un artículo de 1984 por los biólogos Earl E. Werner y James F. Gilliam. [1] [8]
Se cree que el cambio de nicho ontogenético está determinado genéticamente , aunque también es irreversible. [5] En sistemas naturales complejos, el ONS ocurre varias veces durante la vida de un individuo (en algunos ejemplos, el cambio de nicho ontogenético puede ocurrir continuamente). [4] El cambio de nicho ontogenético varía según la especie; en algunos es apenas visible y gradual (por ejemplo, un cambio de dieta o de tamaño en mamíferos y reptiles ), mientras que en otros es obvio y abrupto (la metamorfosis de los insectos, que a menudo resulta en cambios de hábitat, dieta y otras condiciones ecológicas). ). [5] [9] Uno de los estudios sugiere que las diferencias en el ONS entre especies podrían explicarse (al menos hasta cierto punto) por la diversidad de rasgos y roles funcionales de una especie. Como consecuencia, se cree que las diferencias en el cambio de nicho ontogenético siguen algunos patrones generales. [10]
Se cree que casi todos los organismos muestran algún tipo de cambio de nicho ontogenético. El ONS, que es responsable de provocar una variación fenotípica notable entre individuos de una misma especie, juega un papel importante en la estructuración de las comunidades e influye en su dinámica interna. [4] En algunos casos, los individuos que se someten a ONS, en los que cambian de hábitat, se convierten en un vínculo (móvil) entre dos comunidades diferentes (por ejemplo, a través del flujo de energía , materia y nutrientes ). [11] Una estructura de etapas de una población puede resultar en varias etapas que interactúan con diferentes representantes de una comunidad o incluso con individuos de otras comunidades, [2] [12] teniendo así un papel ecológico distinto de otras etapas de la historia de vida de la misma. población. [13] Los modelos teóricos, donde las comunidades están estructuradas por etapas, proponen que el cambio de nicho ontogenético de los organismos estudiados está influyendo en toda la comunidad (especialmente en su resiliencia y respuestas a las perturbaciones). [4]
La consecuencia más evidente del cambio de nicho ontogenético es una reducción de la competencia entre diferentes etapas de la misma población. Debido al ONS, los individuos de diferente edad o tamaño no compiten por alimentos, materiales y otros recursos del hábitat. [6] Las diferentes etapas de la misma población también tienen diferentes efectos tróficos en la red alimentaria de una comunidad. [7] Una división de una población en distintas etapas de su historia de vida es útil y evidente cuando hay una falta de recursos para una etapa (por ejemplo, cuando los juveniles no obtienen suficientes recursos para sí mismos). En ese caso, una etapa faltante tendrá una tasa de mortalidad más alta . [6]
El ONS es de gran importancia para la supervivencia de las poblaciones. Los investigadores notaron que muchas especies exhiben cambios de nicho ontogenético en diferentes momentos y en muchos ejemplos el ONS ocurrió como respuesta a diversos factores ambientales abióticos y bióticos . Se cree que el cambio de nicho ontogenético podría ser una respuesta adaptativa a las condiciones cambiantes en el hábitat del individuo. Los autores de la teoría de la historia de vida predijeron que los organismos pueden afectar el momento en que cambia su nicho ontogenético. Mientras que los individuos que viven en condiciones favorables normalmente retrasarían su ONS hacia nichos ecológicos sucesivos, los organismos que viven en un nicho con malas condiciones normalmente avanzan a otro nicho. [2]
Comprender el cambio de nicho ontogenético en diferentes especies y su impacto en toda la comunidad es importante al estudiar la biodiversidad y el funcionamiento de los ecosistemas . [4] Se cree que es útil cuando se trata de poblaciones amenazadas por perturbaciones antropogénicas [4] [13] y cambios ambientales . [10] [13]
Aunque se cree que la ocurrencia de cambios de nicho ontogenéticos está ampliamente distribuida, los taxones representativos más conocidos con ONS ampliamente estudiados son los insectos y algunos grupos de vertebrados , especialmente peces y anfibios, donde los individuos a menudo cambian de hábitat , así como muchos de ellos. otros aspectos de su nicho durante el desarrollo. El cambio de nicho ontogenético menos pronunciado se puede observar en muchos otros taxones, donde su hábitat permanece igual. Por lo general, el ONS en esas especies es evidente cuando se observan los recursos utilizados por organismos de la misma especie pero de diferentes edades o clases de tamaño (por ejemplo, un cambio en su dieta). [2]
El cambio de nicho ontogenético, que está relacionado con cambios extremos de hábitat, se puede observar entre los insectos . [2] Se sabe que los individuos del taxón Insecta exhiben uno de los diversos tipos de metamorfosis , siendo el mejor estudiado el hemimetabolismo (donde un insecto pasa por tres etapas de vida; huevo , ninfa e imago ) y holometabolismo (caracterizado por cuatro etapas de vida de un insecto). ; huevo, larva , pupa e imago). [14] Los nichos nutricionales y sus cambios durante una ontogenia se pueden medir con precisión utilizando una firma isotópica estable de los animales. [15] [16] Este método se ha utilizado para estudiar el ONS en gasterópodos , como las babosas de campo . [15]
El ONS similar al de los insectos ocurre en los taxones de anfibios, [2] las más conocidas son las ranas , que comienzan como un huevo y luego eclosionan en una etapa larvaria llamada renacuajo . [17] Los renacuajos exhiben muchas diferencias que los distinguen de una etapa adulta de una rana; Los renacuajos de la mayoría de las especies son acuáticos , suelen poseer branquias externas y se alimentan principalmente de material vegetal (aunque hay algunas excepciones que consumen carne de animales muertos o una dieta mixta). [18] Otro ejemplo bien estudiado de ONS ocurre en peces, que exhiben un comportamiento diádromo . Las especies de peces diádromos cambian drásticamente su hábitat, cuando emprenden un viaje desde el mar (agua salada) a los ríos (agua dulce) y viceversa. [2] Muchas especies de peces de agua dulce muestran ONS en su dieta, cuando pasan de alimentarse de plancton a realizar actividades de bentivoría . [5]
El ONS puede no ser tan visible en los reptiles , aunque estos vertebrados sí lo utilizan. El cambio de nicho ontogenético se estudió en el caimán americano ( Alligator mississippiensis ), que es ideal para estudiar aspectos ecológicos del ONS debido a que hay muchas etapas de tamaño distintas en una población. Los caimanes estaban cambiando su nicho de hábitat entre humedales estacionales hidrológicamente aislados y sistemas fluviales. El estudio ha demostrado que los sistemas fluviales estaban poblados principalmente por adultos y subadultos de ambos sexos , que utilizaban la zona como hábitat no nidificante. Por otro lado, los juveniles y las hembras adultas se encontraron en humedales estacionales, que sirvieron como sitio de cría y anidación respectivamente. [11]
Un buen ejemplo de ONS en las aves son las grandes aves marinas , como los albatros , que pasan parte de su tiempo como aves totalmente oceánicas y cuando alcanzan la madurez sexual comienzan a visitar sus zonas de reproducción . Los juveniles inmaduros suelen permanecer en aguas subtropicales, donde ocupan altos niveles tróficos . Los investigadores notaron que las aves jóvenes se dirigen progresivamente hacia posiciones tróficas más bajas a medida que se acercan a la madurez sexual. Con el tiempo, adoptan el nicho isotópico de un ave adulta. [19]
El cambio de nicho ontogenético es un concepto ampliamente estudiado en paleontología y paleozoología . Se sabe que los grandes dinosaurios no aviares exhibieron uno de los cambios de nicho ontogenéticos más intensos, ya que nacieron de un huevo y tuvieron que experimentar grandes cambios de tamaño durante su ontogenia. [20] Uno de los problemas relacionados con la comprensión de la fauna de dinosaurios mesozoicos fue la falta de los llamados mesocarnívoros . Se predice que el cambio de nicho ontogenético es una respuesta, porque los dinosaurios carnívoros comenzaron como pequeñas crías y progresaron hacia el tamaño adulto, mientras ocupaban diferentes nichos sucesivos y limitaban la diversidad de especies tróficas. Se cree que los individuos juveniles de megaterópodos ocupan el nicho de mesocarnívoros. [21]
El cambio de nicho ontogenético se estudia principalmente en animales, pero hay algunos estudios que se ocupan del ONS en plantas . [3] [22] [23] Uno de los ONS estudiados en plantas está cambiando de nicho de regeneración. Los autores del artículo notaron que durante la ontogenia el nicho de regeneración de Acer opalus , el arce italiano, se había reducido. Se cree que tal cambio de nicho ontogenético fue principalmente consecuencia de la herbivoría , la profundidad de la capa de hojarasca y la presencia de otras plantas (especialmente árboles y arbustos adultos). [23]