La ecomorfología o morfología ecológica es el estudio de la relación entre el papel ecológico de un individuo y sus adaptaciones morfológicas . [1] El término "morfológico" se utiliza aquí en el contexto anatómico . Tanto la morfología como la ecología que exhibe un organismo están influenciadas directa o indirectamente por su entorno, y la ecomorfología tiene como objetivo identificar las diferencias. [2] La investigación actual pone énfasis en vincular la morfología y el nicho ecológico midiendo el rendimiento de los rasgos (es decir, la velocidad de carrera, la fuerza de mordida, etc.), los comportamientos asociados y los resultados de aptitud física de las relaciones.
La investigación ecomorfológica actual se centra en un enfoque funcional y su aplicación a la ciencia. La ampliación de este campo da la bienvenida a nuevas investigaciones en el debate sobre las diferencias entre la composición ecológica y morfológica de un organismo .
Las raíces de la ecomorfología se remontan a finales del siglo XIX. [3] Entonces, la descripción y comparación de la forma morfológica, principalmente para su uso en la clasificación de las aves , fue el punto focal de la investigación morfológica. Sin embargo, durante las décadas de 1930 y 1940, la morfología como campo se redujo. Esto probablemente se debió a la aparición de nuevas áreas de investigación biológica posibilitadas por nuevas técnicas. La década de 1950 trajo consigo no solo un cambio en el enfoque de los estudios morfológicos, lo que resultó en el desarrollo de la morfología evolutiva en forma de preguntas teóricas, y un resurgimiento del interés en el campo. [4] La cinematografía de alta velocidad y la cinematografía de rayos X comenzaron a permitir observaciones de movimientos de partes, mientras que la electromiografía permitió la observación de la integración de las actividades musculares. Juntas, estas metodologías permitieron a los morfólogos profundizar mejor en las complejidades de su estudio. Fue entonces, en las décadas de 1950 y 1960, cuando los ecólogos comenzaron a utilizar medidas morfológicas para estudiar cuestiones evolutivas y ecológicas. Esto culminó con Karr y James acuñando el término "ecomorfología" en 1975. [5] Al año siguiente, finalmente se establecieron los vínculos entre la morfología y la ecología de los vertebrados , creando las bases de la ecomorfología moderna. [6] [7]
La morfología funcional se diferencia de la ecomorfología en que se ocupa de las características que surgen de la forma en distintos niveles de organización . [8] La ecomorfología, por otro lado, se refiere a aquellas características que se puede demostrar que derivan de la ecología que rodea a la especie. En otras palabras, la morfología funcional se centra en gran medida en la relación entre la forma y la función, mientras que la ecomorfología se interesa por la forma y las influencias de las que surge. Los estudios de morfología funcional a menudo investigan las relaciones entre la forma del músculo esquelético y las propiedades físicas como la generación de fuerza y la movilidad articular. [9] Esto significa que los experimentos de morfología funcional pueden realizarse en condiciones de laboratorio, mientras que los experimentos ecomorfológicos no. Además, los estudios de morfología funcional en sí mismos proporcionan datos insuficientes sobre los que sacar conclusiones sobre las adaptaciones ambientales de una especie. Sin embargo, los datos proporcionados por estos estudios pueden apoyar y enriquecer la comprensión de las adaptaciones ecomorfológicas de una especie. [3] Por ejemplo, se ha investigado la relación entre la organización del sistema de brazo de palanca de la mandíbula, el tamaño de la boca y la generación de fuerza del músculo de la mandíbula y el comportamiento alimentario del pez luna. [10] Los trabajos de este tipo brindan respaldo científico a conceptos aparentemente intuitivos. Por ejemplo, el aumento del tamaño de la boca corresponde a un aumento del tamaño de la presa. Sin embargo, también existen tendencias menos obvias. El tamaño de la presa de los peces no parece correlacionarse tanto con el tamaño corporal como con las características del aparato de alimentación.
El trabajo anterior es sólo un ejemplo de un estudio conductual basado en la ecomorfología. Los estudios de este tipo están adquiriendo cada vez mayor importancia en este campo. Los estudios conductuales interrelacionan la ecomorfología y la funcional. Se ha demostrado mediante estudios de este tipo que características como la capacidad locomotora de las aves en busca de alimento afectan las preferencias dietéticas. [11] Los estudios conductuales son particularmente comunes en la pesca y en el estudio de las aves. [12] Otros estudios intentan relacionar los hallazgos ecomorfológicos con los hábitos dietéticos de las especies. Griffen y Mosblack (2011) investigaron las diferencias en la dieta y la tasa de consumo como función de la ecomorfología intestinal . [13] De hecho, se descubrió que el volumen intestinal se correlacionaba positivamente con el aumento de la tasa metabólica. Los estudios ecomorfológicos a menudo se pueden utilizar para determinar la presencia de parásitos en un contexto temporoespacial dado, ya que la presencia de parásitos puede alterar el uso del hábitat del huésped . [14]
Otros trabajos actuales en el campo de la ecomorfología se centran en ampliar la base de conocimientos para permitir que los estudios ecomorfológicos incorporen una gama más amplia de hábitats , taxones y sistemas. Gran parte del trabajo actual también se centra en la integración de la ecomorfología con otros campos comparativos como la filogenética y la ontogenética para comprender mejor la morfología evolutiva. [15]
Una comprensión de la ecomorfología es necesaria cuando se investigan tanto los orígenes como las razones de la biodiversidad dentro de una especie . La ecomorfología es fundamental para comprender los cambios en la morfología de una especie en la que los subconjuntos ocupan diferentes nichos ecológicos , demuestran diferentes técnicas reproductivas y tienen varias modalidades sensoriales. [15] [16] Los estudios realizados en especies con alta biodiversidad con frecuencia investigan hasta qué punto la morfología de las especies está influenciada por su ecología. Los peces óseos se utilizan a menudo para estudiar la ecomorfología debido a su larga historia evolutiva, alta biodiversidad y ciclo de vida de múltiples etapas. [15] Los estudios sobre la diversidad morfológica de los cíclidos africanos realizados por Fryer e Iles fueron algunos de los primeros en demostrar la ecomorfología. Esto se debe en gran medida a que los cíclidos tienen una gran biodiversidad , una amplia distribución, la capacidad de ocupar varios nichos ecológicos y obvias diferencias morfológicas. [17] La ecomorfología también se utiliza a menudo para estudiar el paleohábitat de una especie y/o su morfología evolutiva.
La historia de cómo una especie ha experimentado adaptaciones morfológicas para adaptarse mejor a su papel ecológico se puede utilizar para sacar conclusiones sobre su paleohábitat. Las morfologías de las paleoespecies encontradas en un lugar ayudan a hacer inferencias sobre la apariencia y las propiedades anteriores de ese hábitat. La investigación que utiliza este enfoque se ha llevado a cabo ampliamente utilizando fósiles de bóvidos debido a sus grandes esqueletos y la amplia radiación de especies . [18] Plummer y Bishop llevaron a cabo un estudio utilizando bóvidos africanos existentes para investigar el paleoambiente del animal en función de su preferencia de hábitat. [19] La fuerte correlación encontrada entre la filogenia de los bóvidos y la preferencia de hábitat sugiere que la vinculación de la morfología y el hábitat depende del taxón . La evidencia también sugiere que un estudio adicional de la ecomorfología de hábitats previamente existentes puede ser útil para determinar el riesgo filogenético asociado con las especies que viven en un hábitat específico. [18]
El estudio de la morfología evolutiva se ocupa de los cambios que sufre la morfología de las especies a lo largo del tiempo para adaptarse mejor a su entorno. [3] [16] Estos estudios se llevan a cabo comparando las características de los grupos de especies para proporcionar una narrativa histórica de los cambios en la morfología observados con los cambios en el hábitat. Primero se debe conocer una historia de fondo de las características y la homología de una especie antes de poder observar una historia de la morfología evolutiva. Esta área de la biología sirve solo para proporcionar una explicación nominal de la biología evolutiva, ya que se requiere una explicación más profunda de la historia de las especies para proporcionar una explicación completa de la evolución dentro de una especie.
Se ha sugerido que las correlaciones entre la biodiversidad de las especies y determinados entornos pueden no deberse necesariamente a la ecomorfología, sino más bien a una decisión consciente de las especies de trasladarse a un ecosistema al que sus morfologías se adaptan mejor. Sin embargo, actualmente no existen estudios que aporten pruebas concretas que respalden esta teoría. Se han realizado estudios para predecir la preferencia de hábitat de los peces en función de la morfología corporal, pero no se ha podido hacer una distinción definitiva entre la correlación y la causalidad de la preferencia de hábitat de los peces. [20]
Betz, O. (2006), Ecomorfología: integración de forma, función y ecología en el análisis de estructuras morfológicas, Mitteilungen der Deutschen Gesellschaft für Allgemeine und Angewandte Entomologie 15, 409-416.