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 de paisaje de un área. [1] Como resultado, los ingenieros de ecosistemas son importantes para mantener la salud y la estabilidad del entorno en el que viven. Dado que todos los organismos impactan el entorno en el que viven de una manera u otra, se ha propuesto que el término "ingenieros de ecosistemas" se use solo para especies clave cuyo comportamiento afecta muy fuertemente a otros organismos. [2]
Jones et al. [3] identificaron 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 de los ingenieros de ecosistemas; en el proceso de tala rasa y construcción de represas, los castores alteran su ecosistema en gran medida. La adición de una represa cambiará tanto la distribución como la abundancia de muchos organismos en el área. [2] Las orugas son otro ejemplo, ya que al crear refugios a partir de hojas, también están creando refugios para otros organismos que pueden ocuparlos de manera simultánea o posterior. [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 estos pájaros terminan con ellos, los agujeros son utilizados por otras especies de aves o mamíferos como vivienda. [2]
Los ingenieros autógenos modifican el medio ambiente modificándose a sí mismos. Los árboles son un ejemplo de ello: a medida que crecen, sus troncos y ramas crean hábitats para otros seres vivos, entre los que pueden incluirse ardillas, pájaros o insectos. En los trópicos, las lianas conectan los árboles, lo que permite a muchos animales desplazarse exclusivamente a través del dosel forestal. [5] [ se necesita una mejor fuente ]
Ser capaz de identificar a los ingenieros de ecosistemas en un entorno puede ser importante a la hora de analizar 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 los identifica como ingenieros por su capacidad de modificar los 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 ocurre con las especies clave, los ingenieros de ecosistemas no son necesariamente abundantes. Las especies con mayor densidad y un gran efecto per cápita tienen un efecto más fácilmente perceptible, pero las especies menos abundantes pueden tener un gran impacto. Un buen ejemplo es el camarón de fango Filhollianassa filholi , un ingeniero de ecosistemas con una pequeña densidad de población, pero que afecta el crecimiento temporal y espacial de la macrofauna con sus estructuras de madriguera. [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 del hábitat y, por lo tanto, pueden sustentar especies que no se encuentran en otros lugares. [1] Se puede pensar que, de manera similar 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 los 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 de los ingenieros de ecosistemas para aumentar la complejidad de los procesos dentro de un ecosistema, lo que potencialmente permite una mayor riqueza y diversidad de especies en los entornos locales. Por ejemplo, los castores tienen la capacidad de modificar los bosques riparios y expandir los hábitats de humedales, lo que da como resultado 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 las especies de coral de los ingenieros de ecosistemas, albergan 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 ser percibido 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 que se realicen más investigaciones ecológicas para ahondar 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 caer en casos específicos. [7] Se propuso que había seis casos específicos. [7] Estos casos se diferenciaban por la capacidad de las especies para transformar sus recursos a diferentes estados, así como 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 abiótico o biótico del material [7]
Las especies pueden ser transportadas a través de todas partes del mundo por humanos o por embarcaciones construidas por el hombre a velocidades ilimitadas, lo que da como resultado que ingenieros de ecosistemas extranjeros cambien la dinámica de las interacciones de las 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 , a menudo son ingenieros de ecosistemas. El kudzu , una planta leguminosa introducida en el sureste de los EE. UU., cambia la distribución y el número de especies animales y de aves en las áreas que invade. También desplaza a las especies vegetales 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 mediante el aumento de microhábitats. La penetración de la luz en lagos infectados también mejora el ecosistema, lo que resulta en un aumento de las algas . En contraste con los beneficios que pueden causar algunos ingenieros de ecosistemas, las especies invasoras a menudo tienen el efecto inverso.
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, la construcción de represas y la minería, los humanos han cambiado la forma en que interactúan con el medio ambiente. Esta interacción se estudia más en el campo de la ecología humana . Considerados tanto 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 los efectos autógenos, así como de 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 el uso de ingenieros de ecosistemas como un medio para restaurar un área determinada a su estado anterior. Si bien lo ideal sería que todos ellos fueran agentes naturales, con el nivel de desarrollo actual también puede ser necesaria alguna forma de intervención humana. Además de poder ayudar en la ecología de la restauración , los ingenieros de ecosistemas pueden ser un agente útil en la gestión de especies invasoras . [14] Se están desarrollando nuevos campos que se centran en restaurar aquellos ecosistemas que han sido alterados o destruidos por actividades humanas, así como en desarrollar ecosistemas que sean sostenibles con valores tanto humanos como ecológicos. [15]
Además del castor, que ya hemos mencionado, que actúa como ingeniero del ecosistema, otros animales terrestres hacen lo mismo, ya sea a través de sus hábitos alimentarios, patrones migratorios u otros comportamientos que dan lugar a cambios más permanentes.
Las investigaciones han sugerido que los primates son ingenieros de ecosistemas como resultado de sus estrategias de alimentación ( frugivoría y folívoría ), que los hacen actuar como dispersores de semillas. [6] En general, los primates son muy abundantes y se alimentan de una gran cantidad de fruta que luego distribuyen por su territorio. Los elefantes también han sido designados ingenieros de ecosistemas, ya que provocan cambios muy grandes en su entorno, ya sea a través de la alimentación, la excavación o el comportamiento migratorio. [16]
Los perros de las praderas 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 . Pueden 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 hace que los perros 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 hojas, así como los insectos que producen agallas y cambian la forma de las plantas. [18] Los escarabajos descortezadores son ingenieros de ecosistemas forestales y pueden afectar la propagación y la gravedad de los incendios cuando atacan a sus especies de pino hospedantes. [19]
No sólo los animales son ingenieros de ecosistemas. Los hongos son capaces de conectar regiones que están alejadas unas de otras y trasladar nutrientes entre ellas. [20] Al hacerlo, crean nichos nutricionales para invertebrados xilófagos, [21] [22] suministran a los árboles el nitrógeno transportado de animales depredadores anteriores [23] o incluso forman una "tubería subterránea" que redistribuye el carbono entre los árboles. [24] Por lo tanto, los hongos son ingenieros que controlan los ciclos de nutrientes en los ecosistemas.
En los ambientes marinos, los organismos filtradores y el plancton son ingenieros del ecosistema porque alteran la turbidez y la penetración de la luz, controlando la profundidad a la que puede ocurrir la fotosíntesis . [25] Esto a su vez limita la productividad primaria de los hábitats bentónicos y pelágicos [26] e influye en los patrones de consumo entre los grupos tróficos . [27]
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. [28] Algunos ingenieros de ecosistemas, como los corales, ayudan a mantener su entorno. Los peces loro a menudo ayudan a mantener los arrecifes de coral, ya que se alimentan de macroalgas que compiten con el coral. [29] 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 los arrecifes de coral. [29]
Las ballenas también están siendo cada vez más reconocidas por su papel como ingenieros de ecosistemas a pesar de la pérdida de hasta el 90% de sus números durante la era de la caza comercial de ballenas . [30] 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 se mueven hacia arriba y hacia abajo en la columna de agua, ayudan a distribuir estos nutrientes en un proceso que se conoce como la " bomba de ballenas ".