Un factor limitante es una variable de un sistema que provoca un cambio notable en la producción u otra medida de un tipo de sistema. El factor limitante está en una forma piramidal de organismos que van desde los productores hasta los consumidores, etc. Un factor que no limita un determinado dominio de condiciones iniciales puede aún ser limitante en otro dominio de condiciones iniciales, incluido el del factor.
La identificación de un factor como limitante sólo es posible en distinción de uno o más factores que no son limitantes. Las disciplinas difieren en el uso del término en cuanto a si permiten la existencia simultánea de más de un factor limitante (que luego puede llamarse "co-limitante"), pero todas requieren la existencia de al menos un factor no limitante cuando Se utilizan los términos. Hay varios escenarios posibles de limitación cuando más de un factor está presente. El primer escenario, llamado limitación única, ocurre cuando un solo factor, el de máxima demanda, limita el Sistema. La co-limitación en serie es cuando un factor no tiene efectos limitantes directos en el sistema, pero debe estar presente para aumentar la limitación de un segundo factor. Un tercer escenario, la limitación independiente, ocurre cuando dos factores tienen efectos limitantes en el sistema pero funcionan a través de mecanismos diferentes. Otro escenario, la limitación sinérgica, ocurre cuando ambos factores contribuyen al mismo mecanismo de limitación, pero de diferentes maneras. [1]
En 1905, Frederick Blackman articuló el papel de los factores limitantes de la siguiente manera: "Cuando la rapidez de un proceso está condicionada por varios factores separados, la velocidad del proceso está limitada por el ritmo del factor más lento". En términos de la magnitud de una función, escribió: "Cuando la magnitud de una función está limitada por uno de un conjunto de factores posibles, se encontrará que el aumento de ese factor, y sólo de ese, produce un aumento de la magnitud de la función." [2]
En ecología de poblaciones , un factor regulador , también conocido como factor limitante , [3] es algo que mantiene una población en equilibrio (sin aumentar ni disminuir de tamaño con el tiempo). [ cita necesaria ] Los recursos de factores limitantes comunes son características ambientales que limitan el crecimiento, la abundancia o la distribución de un organismo o una población de organismos en un ecosistema. [4] : G-11 [5] El concepto de factores limitantes se basa en la Ley del Mínimo de Liebig , que establece que el crecimiento no está controlado por la cantidad total de recursos disponibles, sino por el recurso más escaso. En otras palabras, un factor es limitante si un cambio en el factor produce un mayor crecimiento, abundancia o distribución de un organismo cuando otros factores necesarios para la vida del organismo no lo hacen. Los factores limitantes pueden ser físicos o biológicos. [4] : 417, 8
Los factores limitantes no se limitan a la condición de la especie. Algunos factores pueden aumentarse o reducirse según las circunstancias. Un ejemplo de factor limitante es la luz solar en la selva tropical , donde el crecimiento está limitado a todas las plantas en el suelo del bosque a menos que haya más luz disponible. Esto disminuye la cantidad de factores potenciales que podrían influir en un proceso biológico, pero solo uno está vigente en un lugar y momento determinados. Este reconocimiento de que siempre hay un único factor limitante es vital en ecología , y el concepto tiene paralelos en muchos otros procesos. El factor limitante también provoca competencia entre individuos de una población de especies. Por ejemplo, el espacio es un factor limitante. Muchos depredadores y presas necesitan una cierta cantidad de espacio para sobrevivir: comida, agua y otras necesidades biológicas. Si la población de una especie es demasiado alta, empiezan a competir por esas necesidades. Así, los factores limitantes restringen la población en un área al hacer que algunos individuos busquen mejores perspectivas en otros lugares y otros se queden y mueran de hambre. Algunos otros factores limitantes en biología incluyen la temperatura y otros factores relacionados con el clima . Las especies también pueden verse limitadas por la disponibilidad de macro y micronutrientes. Incluso ha habido evidencia de co-limitación en los ecosistemas de pradera. Un estudio publicado en 2017 demostró que el sodio (un micronutriente) no tenía ningún efecto por sí solo, pero cuando se combinaba con nitrógeno y fósforo (macronutrientes), sí mostraba efectos positivos, lo que es evidencia de co-limitación en serie. [1]
En oceanografía, un excelente ejemplo de factor limitante es un nutriente limitante . La disponibilidad de nutrientes en ambientes marinos y de agua dulce juega un papel fundamental a la hora de determinar qué organismos sobreviven y prosperan. Los nutrientes son los componentes básicos de todos los organismos vivos, ya que apoyan la actividad biológica. Son necesarios para producir proteínas, ADN, membranas, orgánulos y exoesqueletos. Los principales elementos que constituyen >95% de la masa de materia orgánica son el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno, el azufre y el fósforo. Los elementos menores son hierro, manganeso, cobalto, zinc y cobre. Estos elementos menores a menudo solo están presentes en cantidades mínimas, pero son factores colimitantes clave como partes de enzimas, transportadores, vitaminas y aminoácidos. Dentro de los ambientes acuáticos, el nitrógeno y el fósforo son los principales contendientes por la mayoría de los nutrientes limitantes.
El descubrimiento de la proporción de Redfield fue un descubrimiento importante que ayudó a comprender la relación entre la disponibilidad de nutrientes en el agua de mar y su abundancia relativa en los organismos. Redfield pudo notar consistencias elementales entre el carbono, el nitrógeno y el fósforo al observar organismos más grandes que viven en el océano (C:N:P = 106:16:1). [6] También observó consistencias en los nutrientes dentro de la columna de agua; La proporción de nitrato a fosfato fue de 16:1. La idea general era que el medio ambiente influye fundamentalmente en los organismos que crecen en él y los organismos en crecimiento influyen fundamentalmente en el medio ambiente. La declaración inicial de Redfield en su artículo de 1934 explica: "Ahora es bien sabido que el crecimiento del plancton en las capas superficiales del mar está limitado en parte por las cantidades de fosfato y nitrato disponibles para su uso y que los cambios en las cantidades relativas de ciertas sustancias en el agua de mar están determinadas en sus proporciones relativas por la actividad biológica". [7] Las desviaciones de Redfield se pueden utilizar para inferir limitaciones elementales. Los nutrientes limitantes se pueden discutir en términos de nutrientes disueltos, partículas suspendidas y partículas que se hunden, entre otros. Cuando se habla de estequiometría de nutrientes disueltos, grandes desviaciones de la proporción de Redfield original pueden determinar si un ambiente está limitado por fósforo o nitrógeno. Cuando se habla de estequiometría de partículas suspendidas, se observan relaciones N:P más altas en aguas oligotróficas (ambientes dominados por cianobacterias ; latitudes bajas/ecuador) y relaciones N:P más bajas en ecosistemas ricos en nutrientes (ambientes dominados por diatomeas ; latitudes altas/polos). . [8]
Muchas áreas tienen graves limitaciones de nitrógeno, pero también se ha observado limitación de fósforo. En muchos casos se producen trazas de metales o co-limitación. Las co-limitaciones se refieren a cuando dos o más nutrientes limitan simultáneamente un proceso. Identificar un solo factor limitante puede ser un desafío, ya que la demanda de nutrientes varía entre organismos, ciclos de vida y condiciones ambientales (por ejemplo, el estrés térmico puede aumentar la demanda de nutrientes para reparaciones biológicas).
AllBusiness.com define un factor limitante (restricción) como un "elemento que restringe o limita la producción o venta de un producto determinado". Los ejemplos proporcionados incluyen: "horas de máquina y de mano de obra limitadas y escasez de materiales y mano de obra calificada. Otros factores limitantes pueden ser los pies cúbicos de espacio de exhibición o de almacén, o el capital de trabajo". [9] El término también se utiliza con frecuencia en la literatura tecnológica. [10] [11]
El análisis de los factores empresariales limitantes es parte de la técnica de evaluación y revisión del programa , el análisis de la ruta crítica y la teoría de las restricciones , tal como se presenta en la novela The Goal .
En la estequiometría de una reacción química para producir un producto químico, se puede observar o predecir que con cantidades suministradas en proporciones específicas, uno de los reactivos será consumido por la reacción antes que los demás. Por tanto, la cantidad de producto está limitada por el suministro de este reactivo. Este reactivo limitante determina el rendimiento teórico de la reacción. Se dice que los demás reactivos no son limitantes o están en exceso. Esta distinción sólo tiene sentido cuando el equilibrio químico favorece tanto a los productos que provocan el consumo completo de uno de los reactivos.
En estudios de cinética de reacción , la velocidad de progreso de la reacción puede estar limitada por la concentración de uno de los reactivos o catalizador . En reacciones de múltiples pasos, un paso puede limitar la velocidad en términos de producción del producto final. In vivo , en un organismo o en un sistema ecológico , factores como estos pueden ser limitantes de la velocidad, o en el análisis general de un proceso de múltiples pasos que incluye el transporte biológico , geológico , hidrológico o atmosférico y las reacciones químicas , el transporte de un El reactivo puede ser limitante.