Ecología teórica
La ecología teórica es la disciplina científica dedicada al estudio de los sistemas ecológicos utilizando métodos teóricos como modelos conceptuales simples, modelos matemáticos, simulaciones computacionales y análisis avanzado de datos.
Además, el campo tiene como objetivo unificar una amplia gama de observaciones empíricas al suponer que los procesos mecanicistas comunes generan fenómenos observables a través de especies y entornos ecológicos.
Con base en suposiciones biológicamente realistas, los ecólogos teóricos pueden descubrir nuevas ideas no intuitivas sobre los procesos naturales.
[5] La teoría de la bifurcación se usa para ilustrar cómo pequeños cambios en los valores de los parámetros pueden dar lugar a resultados a largo plazo dramáticamente diferentes, un hecho matemático que puede usarse para explicar las diferencias ecológicas drásticas que se producen en sistemas cualitativamente muy similares.
Estos modelos pueden simular las acciones e interacciones de organismos múltiples y heterogéneos donde las técnicas analíticas más tradicionales son inadecuadas.
La ecología teórica aplicada produce resultados que se utilizan en el mundo real.
También se puede describir como r = bd, donde byd son las tasas de natalidad y mortalidad invariantes en el tiempo per cápita, respectivamente.
Esta ecuación diferencial lineal de primer orden se puede resolver para producir la solución una trayectoria conocida como crecimiento maltusiano, en honor a Thomas Malthus, quien describió por primera vez su dinámica en 1798.
Por ejemplo, muchos factores afectan la tasa de crecimiento intrínseca y, a menudo, no es invariante en el tiempo.
La ecuación diferencial es ahora:[16] Esto se puede reescribir como:[16] donde r = bd y K = (b - d)/(a + c).
Esto se ha hecho para varias especies, incluidas las tortugas bobas y las ballenas francas.
Las interacciones depredador-presa exhiben oscilaciones naturales en las poblaciones tanto del depredador como de la presa.
[21] En 1925, el matemático estadounidense Alfred J. Lotka desarrolló ecuaciones simples para las interacciones depredador-presa en su libro sobre biomatemáticas.
Según los autores de la visión alternativa, los datos muestran que las verdaderas interacciones en la naturaleza están tan lejos del extremo Lotka-Volterra en el espectro de interferencia que el modelo simplemente puede descartarse como incorrecto.
[30] La segunda interacción, la del huésped y el patógeno, se diferencia de las interacciones depredador-presa en que los patógenos son mucho más pequeños, tienen tiempos de generación mucho más rápidos y requieren un huésped para reproducirse.
Se utilizan habitualmente modelos compartimentales, que clasifican la población de huéspedes en grupos como susceptibles, infectados y recuperados (SIR).
En este caso, cada especie le resta valor a la otra, potencialmente sobre la competencia por recursos escasos.
La hipótesis ha suscitado controversia y algunos autores la consideran una versión más compleja de otros modelos nulos que se ajustan mejor a los datos.
Si e es cero, la dinámica del sistema favorece a la especie que mejor coloniza (es decir, tiene el valor m más alto).
[45] La introducción de nuevos elementos, ya sean bióticos o abióticos, en los ecosistemas puede resultar perjudicial.
En algunos casos, conduce al colapso ecológico, cascadas tróficas y la muerte de muchas especies dentro del ecosistema.
Cada cadena alimentaria comienza con un productor primario o autótrofo, un organismo, como una planta, que puede fabricar su propio alimento.
Adopta un enfoque holístico e interdisciplinario para el estudio de los sistemas ecológicos y, en particular, los ecosistemas.
[52] El comportamiento de enjambre es un comportamiento colectivo exhibido por animales de tamaño similar que se agregan, tal vez dando vueltas en el mismo lugar o tal vez migrando en alguna dirección.
Recientemente, se han descubierto varios modelos matemáticos que explican muchos aspectos del comportamiento emergente.
[60]El cibernético y antropólogo Gregory Bateson observó en la década de 1970 que, aunque lo escribió solo como un ejemplo, Wallace "probablemente había dicho lo más poderoso que se había dicho en el siglo XIX".
[62][63] La ecología teórica se basa en el trabajo pionero realizado por G. Evelyn Hutchinson y sus estudiantes.
O. Wilson, con quien MacArthur colaboró en The Theory of Island Biogeography, un trabajo fundamental en el desarrollo de la ecología teórica.
[64] Simberloff agregó rigor estadístico a la ecología experimental y fue una figura clave en el debate SLOSS, sobre si es preferible proteger una sola reserva grande o varias pequeñas.
Simberloff también jugó un papel clave en el debate (aún en curso) sobre la utilidad de los corredores para conectar reservas aisladas.
