La ecología evolutiva se encuentra en la intersección de la ecología y la biología evolutiva . Aborda el estudio de la ecología de una manera que considera explícitamente las historias evolutivas de las especies y las interacciones entre ellas. Por el contrario, puede verse como un enfoque para el estudio de la evolución que incorpora una comprensión de las interacciones entre las especies bajo consideración. Los principales subcampos de la ecología evolutiva son la evolución de la historia de vida , la sociobiología (la evolución del comportamiento social ), la evolución de las interacciones interespecíficas (p. ej., cooperación , interacciones depredador-presa , parasitismo , mutualismo ) y la evolución de la biodiversidad y de las comunidades ecológicas .
La ecología evolutiva considera principalmente dos cosas: cómo las interacciones (tanto entre especies como entre especies y su entorno físico) dan forma a las especies a través de la selección y la adaptación, y las consecuencias del cambio evolutivo resultante.
Una gran parte de la ecología evolutiva consiste en utilizar modelos y encontrar datos empíricos como prueba. [1] Los ejemplos incluyen el modelo de tamaño de nidada de Lack ideado por David Lack y su estudio de los pinzones de Darwin en las Islas Galápagos. El estudio de Lack sobre los pinzones de Darwin fue importante para analizar el papel de diferentes factores ecológicos en la especiación . Lack sugirió que las diferencias entre especies eran adaptativas y producidas por selección natural , basándose en la afirmación de GF Gause de que dos especies no pueden ocupar el mismo nicho. [2]
Richard Levins introdujo su modelo de especialización de especies en 1968, que investigaba cómo evolucionaba la especialización del hábitat dentro de entornos heterogéneos utilizando los conjuntos de aptitud que posee un organismo o especie. Este modelo desarrolló el concepto de escalas espaciales en entornos específicos, definiendo escalas espaciales de grano fino y escalas espaciales de grano grueso. [3] Las implicaciones de este modelo incluyen un rápido aumento en la comprensión de los ecólogos ambientales sobre cómo las escalas espaciales impactan la diversidad de especies en un determinado entorno. [4]
Otro modelo son los modelos de Law y Diekmann de 1996 sobre mutualismo , que se define como una relación entre dos organismos que beneficia a ambos individuos. [5] Law y Diekmann desarrollaron un marco llamado dinámica adaptativa, que supone que los cambios en las poblaciones de plantas o animales en respuesta a una perturbación o la falta de ella ocurren a un ritmo más rápido que las mutaciones. Su objetivo es simplificar otros modelos que abordan las relaciones dentro de las comunidades. [6]
El modelo de naturaleza enredada proporciona diferentes métodos para demostrar y predecir tendencias en la ecología evolutiva. El modelo analiza un individuo propenso a mutar dentro de una población, así como otros factores como la tasa de extinción. [7] El modelo fue desarrollado por Simon Laird, Daniel Lawson y Henrik Jeldtoft Jensen del Imperial College de Londres en 2002. El propósito del modelo es crear un modelo ecológico simple y lógico basado en la observación. El modelo está diseñado de manera que se puedan tener en cuenta los efectos ecológicos al determinar la forma y aptitud de una población.
La genética ecológica se vincula con la ecología evolutiva a través del estudio de cómo evolucionan los rasgos en las poblaciones naturales. [8] A los ecologistas les preocupa cómo el medio ambiente y el marco temporal conducen a que los genes se vuelvan dominantes. Los organismos deben adaptarse continuamente para sobrevivir en hábitats naturales. Los genes definen qué organismos sobreviven y cuáles morirán. Cuando los organismos desarrollan diferentes variaciones genéticas, aunque provengan de la misma especie, se conoce como polimorfismo. [9] Los organismos que transmiten genes beneficiosos continúan evolucionando en su especie para tener una ventaja dentro de su nicho.
La base de los principios centrales de la ecología evolutiva se puede atribuir a Charles Darwin (1809-1882), específicamente al hacer referencia a su teoría de la selección natural y la dinámica de poblaciones , que analiza cómo las poblaciones de una especie cambian con el tiempo. [10] Según Ernst Mayr , profesor de zoología en la Universidad de Harvard, las contribuciones más distintivas de Darwin a la biología y la ecología evolutivas son las siguientes: "La primera es la no constancia de las especies, o la concepción moderna de la evolución misma. La segunda es la noción de evolución ramificada, que implica el descenso común de todas las especies de seres vivos en la Tierra desde un origen único y único". [11] Además, "Darwin señaló además que la evolución debe ser gradual, sin interrupciones ni discontinuidades importantes. Finalmente, razonó que el mecanismo de la evolución era la selección natural". [11]
Las contribuciones de George Evelyn Hutchinson (1903-1991) al campo de la ecología abarcaron más de 60 años, en los que tuvo una influencia significativa en ecología de sistemas, ecología de radiación, limnología y entomología . [12] Descrito como el "padre de la ecología moderna" [12] por Stephen Jay Gould , Hutchinson fue uno de los primeros científicos en vincular las materias de ecología y matemáticas. Según Hutchinson, construyó "modelos matemáticos de poblaciones, las proporciones cambiantes de individuos de distintas edades, la tasa de natalidad, el nicho ecológico y la interacción de la población en esta introducción técnica a la ecología de poblaciones". [13] También tenía un gran interés en la limnología, debido a su creencia de que los lagos podrían estudiarse como un microcosmos que proporciona información sobre el comportamiento del sistema. [14] Hutchinson también es conocido por su trabajo Circular Causal Systems in Ecology, en el que afirma que "grupos de organismos pueden verse afectados por su entorno y pueden reaccionar sobre él. Si un conjunto de propiedades en cualquiera de los sistemas cambia en de tal manera que la acción del primer sistema sobre el segundo cambia, esto puede provocar cambios en las propiedades del segundo sistema que alteran el modo de acción del segundo sistema sobre el primero. [15]
Robert MacArthur (1930-1972) es mejor conocido en el campo de la ecología evolutiva por su trabajo La teoría de la biogeografía insular , en el que él y su coautor proponen "que el número de especies en cualquier isla refleja un equilibrio entre la tasa de qué nuevas especies lo colonizan y el ritmo al que se extinguen las poblaciones de especies establecidas ". [16]
Según la Universidad de Texas, el trabajo de Eric Pianka (1939-2022) en ecología evolutiva incluye estrategias de búsqueda de alimento, tácticas reproductivas, teoría de la competencia y de los nichos, estructura y organización comunitaria, diversidad de especies y comprensión de la rareza. [17] Pianka también es conocido por su interés en los lagartos para estudiar sucesos ecológicos, ya que afirmó que "a menudo eran abundantes, lo que los hacía relativamente fáciles de localizar, observar y capturar". [17] [ fuente autoeditada? ]
Michael L. Rosenzweig (1941-presente) creó y popularizó la ecología de la reconciliación , que comenzó con su teoría de que las reservas naturales designadas no serían suficiente tierra para conservar la biodiversidad de la Tierra, ya que los humanos han utilizado tanta tierra que han impactado negativamente los ciclos biogeoquímicos. y tuvo otros impactos ecológicos que han afectado negativamente la composición de las especies. [18]
La idea de Michael Rosenzweig de la ecología de la reconciliación se desarrolló sobre la base de investigaciones existentes, que se llevaron a cabo según el principio sugerido por primera vez por Alexander von Humboldt, que afirmaba que las áreas más grandes de tierra tendrán una mayor diversidad de especies en comparación con áreas más pequeñas. Esta investigación se centró en las relaciones especie-área (SPAR) y las diferentes escalas en las que existen, desde área de muestra hasta SPAR interprovinciales. La dinámica de estado estacionario de la diversidad dio lugar a estos SPAR, que ahora se utilizan para medir la reducción de la diversidad de especies en la Tierra. En respuesta a esta disminución de la diversidad, nació la ecología de la reconciliación de Rosenzweig. [22]
La ecología evolutiva se ha estudiado utilizando relaciones simbióticas entre organismos para determinar las fuerzas evolutivas mediante las cuales se desarrollan dichas relaciones. En las relaciones simbióticas, el simbionte debe conferir alguna ventaja a su anfitrión para poder persistir y seguir siendo evolutivamente viable. Se han realizado investigaciones utilizando pulgones y las bacterias simbióticas con las que coevolucionan. Estas bacterias se conservan con mayor frecuencia de generación en generación y muestran altos niveles de transmisión vertical . Los resultados han demostrado que estas bacterias simbióticas, en última instancia, confieren cierta resistencia a los parásitos a sus pulgones huéspedes, lo que aumenta la aptitud de los pulgones y conduce a una coevolución mediada por simbiontes entre las especies. [23]
Los efectos de la ecología evolutiva y sus consecuencias pueden verse en el caso de la variación de color entre los peces cíclidos africanos . Con más de 2.000 especies, los peces cíclidos son muy ricos en especies y capaces de interacciones sociales complejas. [24] El policromatismo, la variación de los patrones de color dentro de una población, ocurre dentro de los peces cíclidos debido a adaptaciones ambientales y para aumentar las posibilidades de reproducción sexual. [25]
Medios relacionados con la ecología evolutiva en Wikimedia Commons