Un ingeniero de ecosistemas es cualquier especie que crea, modifica significativamente, mantiene o destruye un hábitat . Estos organismos pueden tener un gran impacto en la riqueza de especies y la heterogeneidad a nivel del paisaje de un área. [1] Como resultado, los ingenieros de ecosistemas son importantes para mantener la salud y la estabilidad del medio ambiente en el que viven. Dado que todos los organismos impactan el medio ambiente en el que viven de una forma u otra, se ha propuesto que el término "ingenieros de ecosistemas" utilizarse sólo para especies clave cuyo comportamiento afecta muy fuertemente a otros organismos. [2]
Jones y cols. [3] identificó dos tipos diferentes de ingenieros de ecosistemas:
Los ingenieros alogénicos modifican el entorno biofísico cambiando mecánicamente materiales vivos o no vivos de una forma a otra. Los castores son el modelo original para los ingenieros de ecosistemas; En el proceso de tala rasa y represas, los castores alteran ampliamente su ecosistema . La construcción de una represa cambiará tanto la distribución como la abundancia de muchos organismos en el área. [2] Las orugas son otro ejemplo de que al crear refugios a partir de las hojas, también crean refugios para otros organismos que pueden ocuparlos simultánea o posteriormente. [4] Un ejemplo adicional puede ser el de los pájaros carpinteros u otras aves que crean agujeros en los árboles para anidar. Una vez que estas aves terminan con ellos, otras especies de aves o mamíferos utilizan los agujeros como vivienda. [2]
Los ingenieros autógenos modifican el medio ambiente modificándose a sí mismos. Los árboles son un ejemplo de esto; a medida que crecen, sus troncos y ramas crean hábitats para otros seres vivos, que pueden incluir ardillas, pájaros o insectos. En los trópicos, las lianas conectan los árboles, lo que permite a muchos animales viajar exclusivamente a través del dosel del bosque. [5] [ se necesita una mejor fuente ]
Ser capaz de identificar a los ingenieros de ecosistemas en un entorno puede ser importante cuando se analiza la influencia que estos individuos pueden tener sobre otros organismos que viven en el mismo entorno, especialmente en términos de disponibilidad de recursos. [6] También es vital reconocer que los ingenieros de ecosistemas no son organismos que proporcionan directamente a otros tejido vivo o muerto. En otras palabras, se les identifica como ingenieros por su capacidad de modificar recursos, no por su efecto trófico. [7] Si bien el impacto de los ingenieros de ecosistemas puede ser tan grande como el de las especies clave, difieren en sus tipos de impacto. Las especies clave suelen ser esenciales debido a su efecto trófico, mientras que los ingenieros de ecosistemas no lo son.
Al igual que las especies clave, una especie de ingenieros de ecosistemas no siempre tiene necesariamente una gran abundancia. Aunque su efecto es más fácilmente identificable y más a menudo se trata de especies con mayor densidad y gran efecto per cápita, las especies con menor abundancia aún pueden tener un gran impacto. Un buen ejemplo es la especie de camarón de barro Biffarius filholi , un ingeniero de ecosistemas con una pequeña densidad de población, pero se evaluó que afecta el crecimiento temporal y espacial de la macrofauna con sus estructuras de madrigueras. [8]
La presencia de algunos ingenieros de ecosistemas se ha relacionado con una mayor riqueza de especies a nivel de paisaje . Al modificar el hábitat, organismos como el castor crean una mayor heterogeneidad en el hábitat y, por lo tanto, pueden sustentar especies que no se encuentran en otros lugares. [1] Los pensamientos pueden ser similares a otras especies paraguas , al conservar un ingeniero de ecosistemas se puede proteger la diversidad general de un paisaje. [1] También se ha demostrado que los castores mantienen hábitats de tal manera que protegen a la rara mariposa sátiro de San Francisco y aumentan la diversidad de plantas. [9]
La biodiversidad también puede verse afectada por la capacidad del ingeniero de ecosistemas para aumentar la complejidad de los procesos dentro de un ecosistema, permitiendo potencialmente una mayor riqueza y diversidad de especies en los entornos locales. Por ejemplo, los castores tienen la capacidad de modificar los bosques ribereños y ampliar los hábitats de los humedales, lo que resulta en un aumento de la diversidad de los hábitats al permitir que un mayor número de especies habiten el paisaje. Los hábitats de arrecifes de coral , creados por especies de coral ingenieros de ecosistemas, contienen algunas de las mayores abundancias de especies acuáticas del mundo. [10]
Existe controversia en torno al uso del término "ingeniero de ecosistemas" para clasificar una especie, ya que puede percibirse como una "palabra de moda" para la comunidad científica ecológica. El uso del término "ingeniería de ecosistemas" podría sugerir que la especie estaba modificando intencional y conscientemente su entorno. [11] Otro argumento postula que la ubicuidad de los ingenieros de ecosistemas se traduce en que todas las especies son ingenieros de ecosistemas. [12] Esto invitaría a realizar más investigaciones ecológicas para profundizar en la clasificación de un ingeniero de ecosistemas. [7] La generalidad y las especificaciones de la identificación de un ingeniero de ecosistemas han sido la raíz de la controversia, y ahora se están realizando más investigaciones para clasificar y categorizar definitivamente las especies en función de su impacto como ingeniero de ecosistemas. [7]
Los ingenieros de ecosistemas tienen sus tipos generales, alogénicos y autógenos, pero investigaciones posteriores han sugerido que todos los organismos pueden clasificarse en casos específicos. [7] Se propuso que hubiera seis casos específicos. [7] Estos casos se diferenciaron por la capacidad de las especies para transformar sus recursos a diferentes estados, así como por su capacidad para combatir fuerzas abióticas. Un estado se refiere a la condición física de un material y un cambio de estado se refiere a un cambio físico de material abiótico o biótico [7]
Las especies pueden ser transportadas a todas partes del mundo por humanos o embarcaciones construidas por humanos a velocidades ilimitadas, lo que hace que los ingenieros de ecosistemas extranjeros cambien la dinámica de las interacciones entre especies y la posibilidad de que la ingeniería ocurra en lugares a los que los ingenieros no habrían podido acceder. sin la mediación de los humanos.
Las especies introducidas , que pueden ser especies invasoras , suelen ser ingenieros de ecosistemas. Kudzu , una leguminosa introducida en el sureste de Estados Unidos, cambia la distribución y el número de especies de animales y aves en las áreas que invade. También desplaza a las especies de plantas nativas. El mejillón cebra es un ingeniero de ecosistemas en América del Norte. Al proporcionar refugio de los depredadores , fomenta el crecimiento de invertebrados de agua dulce a través de microhábitats cada vez mayores. La penetración de la luz en los lagos infectados también mejora el ecosistema, lo que provoca un aumento de las algas . En contraste con los beneficios que pueden generar algunos ingenieros de ecosistemas, las especies invasoras suelen tener el efecto contrario.
Se cree que los humanos son los ingenieros de ecosistemas más espectaculares. La construcción de nichos ha prevalecido desde los primeros días de la actividad humana. [13] A través del desarrollo urbano, las prácticas agrícolas, la tala, las represas y la minería, los humanos han cambiado la forma en que interactúan con el medio ambiente. Esta interacción está más estudiada en el campo de la ecología humana . Considerados tanto como ingenieros alogénicos como autógenos, los humanos no encajan necesariamente en ninguna de las categorías de ingenieros de ecosistemas. [7] Los humanos son capaces de imitar efectos autógenos así como implementar sus propios efectos alogénicos. [7] El aire acondicionado es un excelente ejemplo de la forma en que los humanos imitan los efectos autógenos [7]
Debido a la complejidad de muchas comunidades y ecosistemas, los proyectos de restauración suelen ser difíciles. Se ha propuesto a los ingenieros de ecosistemas como un medio para restaurar un área determinada a su estado anterior. Si bien lo ideal sería que todos estos fueran agentes naturales, con el nivel actual de desarrollo también puede ser necesaria alguna forma de intervención humana. Además de poder ayudar en la restauración de la ecología , los ingenieros de ecosistemas pueden ser un agente útil en el manejo de especies invasoras . [14] Se están desarrollando nuevos campos que se centran en restaurar aquellos ecosistemas que han sido perturbados o destruidos por actividades humanas, así como en desarrollar ecosistemas que sean sostenibles con valores tanto humanos como ecológicos. [15]
Además del castor mencionado anteriormente que actúa como ingeniero de ecosistemas, otros animales terrestres hacen lo mismo. Esto puede deberse a hábitos alimentarios, patrones migratorios u otros comportamientos que resultan en cambios más permanentes.
Las investigaciones han sugerido que los primates son ingenieros de ecosistemas como resultado de sus estrategias de alimentación ( frugivoría y folivería ) que los hacen actuar como dispersores de semillas. [6] En su conjunto, los primates son muy abundantes y se alimentan de una gran cantidad de frutos que luego se distribuyen por su territorio. Los elefantes también han sido designados ingenieros de ecosistemas, ya que causan cambios muy grandes en su entorno, ya sea a través de la alimentación, la excavación o el comportamiento migratorio. [dieciséis]
Los perros de la pradera son otra forma terrestre de ingenieros de ecosistemas alogénicos debido al hecho de que la especie tiene la capacidad de realizar modificaciones sustanciales excavando y removiendo el suelo . Son capaces de influir en los suelos y la vegetación del paisaje al tiempo que proporcionan corredores subterráneos para artrópodos , aves , otros pequeños mamíferos y reptiles . Esto tiene un efecto positivo en la riqueza de especies y la diversidad de sus hábitats, lo que da como resultado que los perritos de las praderas sean etiquetados como especies clave. [17]
Los artrópodos también pueden ser ingenieros de ecosistemas, como las arañas , las hormigas y muchos tipos de larvas que crean refugios a partir de las hojas, así como insectos inductores de agallas que cambian la forma de las plantas. [18] [19] Los escarabajos de la corteza son ingenieros de ecosistemas forestales y pueden afectar la propagación y la gravedad del fuego cuando atacan a sus especies de pino hospedantes. [20]
No sólo los animales son ingenieros de ecosistemas. Los hongos son capaces de conectar regiones distantes entre sí y translocar nutrientes entre ellas. [21] Al hacerlo, crean nichos nutricionales para invertebrados xilófagos, [22] [23] suministran a los árboles nitrógeno translocado de animales previamente depredados [24] o incluso forman una "tubería subterránea" que redistribuye el carbono entre los árboles. [25] Por lo tanto, los hongos son ingenieros que controlan los ciclos de nutrientes en los ecosistemas.
En ambientes marinos, los filtradores y el plancton son ingenieros de ecosistemas porque alteran la turbidez y la penetración de la luz, controlando la profundidad a la que puede ocurrir la fotosíntesis . [26] Esto a su vez limita la productividad primaria de los hábitats bentónicos y pelágicos [27] e influye en los patrones de consumo entre grupos tróficos . [28]
Otro ejemplo de ingenieros de ecosistemas en ambientes marinos serían los corales escleractinios , ya que crean el marco para el hábitat del que dependen la mayoría de los organismos de los arrecifes de coral. [29] Algunos ingenieros de ecosistemas, como los corales, han ayudado a mantener su entorno. Los peces loro suelen ayudar a mantener los arrecifes de coral, ya que se alimentan de macroalgas que compiten con el coral. [30] Como esta relación es mutuamente beneficiosa, se forma un ciclo de retroalimentación positiva entre los dos organismos, lo que los hace responsables de crear y mantener los ecosistemas de arrecifes de coral. [30]
Las ballenas también son cada vez más reconocidas por su papel como ingenieras de ecosistemas a pesar de la pérdida de hasta el 90% de su número durante la era de la caza comercial de ballenas . [31] Las ballenas defecan en la superficie y liberan nutrientes que estimulan el crecimiento del fitoplancton. A medida que las ballenas migran a través de los océanos y suben y bajan por la columna de agua, ayudan a distribuir estos nutrientes en un proceso que se conoce como " bomba de ballena ".