Colonia (biología)

En biología , una colonia está compuesta por dos o más individuos de la misma especie que viven en estrecha asociación o conectados entre sí. Esta asociación suele tener como objetivo un beneficio mutuo, como una defensa más fuerte o la capacidad de atacar presas más grandes. ^[1]

Las colonias pueden formarse de distintas formas y maneras según el organismo de que se trate. Por ejemplo, la colonia bacteriana es un conjunto de células idénticas (clones). Estas colonias suelen formarse y crecer en la superficie (o dentro) de un medio sólido, generalmente derivado de una sola célula madre. ^[2]

Las colonias, en el contexto del desarrollo, pueden estar compuestas por dos o más organismos unitarios (o solitarios) o ser organismos modulares . Los organismos unitarios tienen un desarrollo determinado (etapas de vida establecidas) desde el cigoto hasta la forma adulta y los individuos o grupos de individuos (colonias) son visualmente distintos. Los organismos modulares ^[3] tienen formas de crecimiento indeterminadas (etapas de vida no establecidas) a través de la iteración repetida de módulos (o individuos) genéticamente idénticos, y puede ser difícil distinguir entre la colonia en su conjunto y los módulos dentro de ella. ^[4] En el último caso, los módulos pueden tener funciones específicas dentro de la colonia.

Por el contrario, los organismos solitarios no se asocian en colonias; son aquellos en los que todos los individuos viven independientemente y tienen todas las funciones necesarias para sobrevivir y reproducirse.

Algunos organismos son principalmente independientes y forman colonias facultativas en respuesta a las condiciones ambientales, mientras que otros deben vivir en una colonia para sobrevivir (obligados). Por ejemplo, algunas abejas carpinteras formarán colonias cuando se forme una jerarquía dominante entre dos o más fundadoras de nidos ^[5] (colonia facultativa), mientras que los corales son animales que están conectados físicamente por tejido vivo (el cenosarco ) que contiene una cavidad gastrovascular compartida .

Los organismos unitarios unicelulares y pluricelulares pueden agruparse para formar colonias. Por ejemplo,

• Los protistas, como los mohos mucilaginosos, son muchos organismos unicelulares que se agregan para formar colonias cuando los recursos alimenticios son difíciles de conseguir, ya que juntos son más reactivos a las señales químicas liberadas por sus presas preferidas.
• Los insectos eusociales , como las hormigas y las abejas, son animales multicelulares que viven en colonias con una estructura social muy organizada. Las colonias de algunos insectos sociales pueden considerarse superorganismos . ^[6]
• Los animales , como los humanos y los roedores , forman colonias de reproducción o anidación , potencialmente para lograr un apareamiento más exitoso y proteger mejor a las crías.
  • La cueva Bracken es el hogar de verano de una colonia de alrededor de 20 millones de murciélagos de cola libre mexicanos , lo que la convierte en la mayor concentración conocida de mamíferos. ^[7]

Los organismos modulares son aquellos en los que un gen (o individuo genético formado a partir de un cigoto producido sexualmente ) se reproduce asexualmente para formar clones genéticamente idénticos llamados ramets . ^[8]

Una colonia clonal se produce cuando los ramets de una gineta viven en estrecha proximidad o están conectados físicamente. Los ramets pueden tener todas las funciones necesarias para sobrevivir por sí solos o ser interdependientes de otros ramets. Por ejemplo, algunas anémonas de mar pasan por el proceso de laceración del pie, en el que un individuo genéticamente idéntico se produce asexualmente a partir de tejido desprendido del disco del pie de la anémona. En las plantas, las colonias clonales se crean a través de la propagación de individuos genéticamente idénticos por estolones o rizomas .

Los organismos coloniales son colonias clonales compuestas de muchos individuos interdependientes y conectados físicamente. Las subunidades de los organismos coloniales pueden ser unicelulares, como en el alga Volvox (un cenobio ), o multicelulares, como en el filo Bryozoa . Los organismos coloniales pueden haber sido el primer paso hacia los organismos multicelulares . ^[9] Los individuos dentro de un organismo colonial multicelular pueden llamarse ramets , módulos o zooides . La variación estructural y funcional ( polimorfismo ), cuando está presente, designa responsabilidades de ramet como alimentación, reproducción y defensa. Con ese fin, estar físicamente conectado permite al organismo colonial distribuir nutrientes y energía obtenidos al alimentar zooides en toda la colonia. La carabela portuguesa es un ejemplo clásico de un organismo colonial, uno de los muchos en la clase taxonómica. ^[10]

Una colonia microbiana se define como un grupo visible de microorganismos que crecen en la superficie o dentro de un medio sólido, presumiblemente cultivados a partir de una sola célula. ^[11] Debido a que la colonia es clonal , y todos los organismos que la componen descienden de un único ancestro (suponiendo que no haya contaminación ), son genéticamente idénticos, excepto por las mutaciones (que ocurren con baja frecuencia). La obtención de dichos organismos genéticamente idénticos (o cepas puras ) puede ser útil; esto se hace esparciendo los organismos en una placa de cultivo y comenzando una nueva cepa a partir de una única colonia resultante. ^[12]

Una biopelícula es una colonia de microorganismos que a menudo comprende varias especies, con propiedades y capacidades mayores que la suma de las capacidades de los organismos individuales. ^[13]

La ontogenia de una colonia se refiere al proceso de desarrollo y progresión de una colonia. Describe las distintas etapas y cambios que ocurren dentro de una colonia desde su formación inicial hasta su estado maduro. ^[14] La duración exacta y la dinámica de la ontogenia de una colonia pueden variar en gran medida según la especie y las condiciones ambientales. ^{[15] [16]} Factores como la disponibilidad de recursos, la competencia ^[17] y las señales ambientales pueden influir en la progresión y el resultado del desarrollo de la colonia. ^[18]

Durante la ontogenia de las colonias de insectos eusociales como las hormigas y las abejas, éstas pasan por varias fases distintas, cada una de las cuales se caracteriza por patrones de comportamiento específicos, división del trabajo y modificaciones estructurales. Si bien los detalles exactos pueden variar según la especie, la progresión general suele implicar una serie de etapas bien definidas, que se detallan a continuación. ^{[19] [20]}

En esta etapa inicial, una sola hembra o un pequeño grupo de hembras, a menudo llamadas fundadoras, reinas (y reyes en el caso de las termitas) o reproductoras primarias, establecen una nueva colonia. Las fundadoras construyen una estructura básica para el nido y comienzan a poner huevos. Las fundadoras también pueden realizar tareas no reproductivas en esta etapa temprana, como cuidar de estos primeros huevos y abandonar el nido para recolectar recursos.

Esta etapa también se conoce como la etapa ergonómica. A medida que los huevos puestos por las fundadoras se desarrollan, dan lugar a la primera generación de obreras. Estas obreras pueden asumir diversas tareas, como la búsqueda de alimento, el cuidado de la cría y el mantenimiento del nido. Al principio, la población de obreras es relativamente pequeña y sus tareas no son tan especializadas. A medida que la colonia crece, surgen más obreras y la división del trabajo se vuelve más pronunciada. Algunos individuos pueden especializarse en tareas como la búsqueda de alimento, la defensa o el cuidado de la cría, mientras que otros pueden asumir tareas generales dentro del nido. ^[21] Estas tareas especializadas pueden cambiar a lo largo de la vida de una obrera.

En un momento determinado de la ontogenia de la colonia, generalmente después de un período de crecimiento y maduración, la colonia produce reproductores, incluidas nuevas reinas vírgenes (princesas) y machos. Estos individuos tienen el potencial de abandonar el nido y comenzar nuevas colonias, asegurando la transmisión del acervo genético de su colonia natal.

Con el tiempo, las colonias pueden atravesar una fase de senescencia en la que la producción reproductiva disminuye y la vitalidad general de la colonia disminuye. Finalmente, la colonia puede morir o ser reemplazada por una nueva generación de reproductores. Después de la muerte de la reina en una colonia monógina , otros posibles destinos además de la muerte de la colonia incluyen la poligamia en serie (cuando una reina virgen de la colonia reemplaza a la reina muerta como reproductora principal) o la herencia de la colonia (cuando una obrera asume el cargo de reproductora principal). ^{[ cita requerida ]}

Los individuos de las colonias sociales y los organismos modulares se benefician de este estilo de vida. Por ejemplo, puede resultarles más fácil buscar comida, defender un lugar de anidación o aumentar su capacidad competitiva frente a otras especies. La capacidad de los organismos modulares de reproducirse asexualmente además de sexualmente les otorga beneficios únicos que las colonias sociales no tienen. ^[8]

La energía necesaria para la reproducción sexual varía en función de la frecuencia y la duración de la actividad reproductiva, el número y el tamaño de las crías y el cuidado parental. ^[22] Si bien los individuos solitarios soportan todos esos costos energéticos, los individuos de algunas colonias sociales comparten una parte de esos costos. ^{[ cita requerida ]}

Los organismos modulares ahorran energía mediante la reproducción asexual durante su vida. La energía que reservan de esta manera les permite destinarla al crecimiento de la colonia, a la regeneración de módulos perdidos (debido a la depredación u otra causa de muerte) o a la respuesta a las condiciones ambientales. ^{[ cita requerida ]}

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