Ecología evolutiva

La ecología evolutiva se encuentra en la intersección de la ecología y la biología evolutiva . Aborda el estudio de la ecología de una manera que considera explícitamente las historias evolutivas de las especies y las interacciones entre ellas. Por el contrario, puede verse como un enfoque del estudio de la evolución que incorpora una comprensión de las interacciones entre las especies en consideración. Los principales subcampos de la ecología evolutiva son la evolución de la historia de vida , la sociobiología (la evolución del comportamiento social ), la evolución de las interacciones interespecíficas (por ejemplo, la cooperación , las interacciones depredador-presa , el parasitismo , el mutualismo ) y la evolución de la biodiversidad y de las comunidades ecológicas .

La ecología evolutiva considera principalmente dos cosas: cómo las interacciones (tanto entre especies como entre especies y su entorno físico) dan forma a las especies a través de la selección y la adaptación, y las consecuencias del cambio evolutivo resultante.

Parte de una serie sobre
Biología evolutiva
Los pinzones de Darwin, de John Gould
Índice Introducción Principal Describir Glosario Evidencia Historia
Procesos y resultados Genética de poblaciones Variación Diversidad Mutación Natural selection Adaptation Polymorphism Genetic drift Gene flow Speciation Adaptive radiation Co-operation Coevolution Coextinction Contingency Divergence Convergence Parallel evolution Extinction
Natural history Origin of life Common descent History of life Timeline of evolution Human evolution Recent human evolution Phylogeny Biodiversity Biogeography Classification Evolutionary taxonomy Cladistics Transitional fossil Extinction event
History of evolutionary theory Overview Renaissance Before Darwin Darwin Origin of Species Before synthesis Modern synthesis Molecular evolution Evo-devo Current research History of speciation History of paleontology (timeline)
Fields and applications Applications of evolution Biosocial criminology Ecological genetics Evolutionary aesthetics Evolutionary anthropology Evolutionary computation Evolutionary ecology Evolutionary economics Evolutionary epistemology Evolutionary ethics Evolutionary game theory Evolutionary linguistics Evolutionary medicine Evolutionary neuroscience Evolutionary physiology Evolutionary psychology Experimental evolution Phylogenetics Paleontology Selective breeding Speciation experiments Sociobiology Island biogeography Systematics Universal Darwinism
Social implications Eugenics Evolution as fact and theory Dysgenics Social effects Creation–evolution controversy Theistic evolution Objections to evolution Level of support Nature-nurture controversy
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Una gran parte de la ecología evolutiva se basa en la utilización de modelos y la búsqueda de datos empíricos como prueba. ^[1] Algunos ejemplos son el modelo de tamaño de puesta de Lack ideado por David Lack y su estudio de los pinzones de Darwin en las Islas Galápagos. El estudio de Lack sobre los pinzones de Darwin fue importante para analizar el papel de los diferentes factores ecológicos en la especiación . Lack sugirió que las diferencias entre las especies eran adaptativas y producidas por la selección natural , basándose en la afirmación de GF Gause de que dos especies no pueden ocupar el mismo nicho. ^[2]

Richard Levins introdujo su modelo de especialización de especies en 1968, en el que se investigó cómo evolucionó la especialización del hábitat en entornos heterogéneos utilizando los conjuntos de aptitud que posee un organismo o una especie. Este modelo desarrolló el concepto de escalas espaciales en entornos específicos, definiendo escalas espaciales de grano fino y escalas espaciales de grano grueso. ^[3] Las implicaciones de este modelo incluyen un rápido aumento de la comprensión por parte de los ecólogos ambientales de cómo las escalas espaciales afectan la diversidad de especies en un determinado entorno. ^[4]

Otro modelo es el de Law y Diekmann de 1996 sobre mutualismo , que se define como una relación entre dos organismos que beneficia a ambos individuos. ^[5] Law y Diekmann desarrollaron un marco llamado dinámica adaptativa, que supone que los cambios en las poblaciones de plantas o animales en respuesta a una perturbación o a la falta de ella se producen a un ritmo más rápido que las mutaciones. Su objetivo es simplificar otros modelos que abordan las relaciones dentro de las comunidades. ^[6]

El modelo de naturaleza enredada proporciona diferentes métodos para demostrar y predecir tendencias en ecología evolutiva. El modelo analiza un individuo propenso a la mutación dentro de una población, así como otros factores como la tasa de extinción. ^[7] El modelo fue desarrollado por Simon Laird, Daniel Lawson y Henrik Jeldtoft Jensen del Imperial College de Londres en 2002. El propósito del modelo es crear un modelo ecológico simple y lógico basado en la observación. El modelo está diseñado de tal manera que los efectos ecológicos se puedan tener en cuenta al determinar la forma y la aptitud de una población.

La genética ecológica se vincula con la ecología evolutiva a través del estudio de cómo evolucionan los rasgos en las poblaciones naturales. ^[8] Los ecólogos se preocupan por cómo el entorno y el marco temporal llevan a que los genes se vuelvan dominantes. Los organismos deben adaptarse continuamente para sobrevivir en hábitats naturales. Los genes definen qué organismos sobreviven y cuáles se extinguirán. Cuando los organismos desarrollan diferentes variaciones genéticas, aunque provengan de la misma especie, se conoce como polimorfismo. ^[9] Los organismos que transmiten genes beneficiosos continúan evolucionando su especie para tener una ventaja dentro de su nicho.

La base de los principios centrales de la ecología evolutiva se puede atribuir a Charles Darwin (1809-1882), específicamente en referencia a su teoría de la selección natural y la dinámica de poblaciones , que analiza cómo las poblaciones de una especie cambian con el tiempo. ^[10] Según Ernst Mayr , profesor de zoología en la Universidad de Harvard, las contribuciones más distintivas de Darwin a la biología evolutiva y la ecología son las siguientes: "La primera es la no constancia de las especies, o la concepción moderna de la evolución en sí misma. La segunda es la noción de evolución ramificada, que implica la descendencia común de todas las especies de seres vivos en la Tierra a partir de un único origen único". ^[11] Además, "Darwin señaló además que la evolución debe ser gradual, sin grandes rupturas o discontinuidades. Finalmente, razonó que el mecanismo de la evolución era la selección natural". ^[11]

Las contribuciones de George Evelyn Hutchinson (1903-1991) al campo de la ecología abarcaron más de 60 años, en los que tuvo una influencia significativa en la ecología de sistemas, la ecología de la radiación, la limnología y la entomología . ^[12] Descrito como el "padre de la ecología moderna" ^[12] por Stephen Jay Gould , Hutchinson fue uno de los primeros científicos en vincular los temas de la ecología y las matemáticas. Según Hutchinson, construyó "modelos matemáticos de poblaciones, las proporciones cambiantes de individuos de varias edades, la tasa de natalidad, el nicho ecológico y la interacción de la población en esta introducción técnica a la ecología de poblaciones". ^[13] También tenía un gran interés en la limnología, debido a su creencia de que los lagos podían estudiarse como un microcosmos que proporciona información sobre el comportamiento del sistema. ^[14] Hutchinson también es conocido por su obra Circular Causal Systems in Ecology, en la que afirma que "los grupos de organismos pueden verse afectados por su entorno y pueden reaccionar ante él. Si un conjunto de propiedades en cualquiera de los sistemas cambia de tal manera que la acción del primer sistema sobre el segundo cambia, esto puede causar cambios en las propiedades del segundo sistema que alteren el modo de acción del segundo sistema sobre el primero". ^[15]

Robert MacArthur (1930-1972) es más conocido en el campo de la ecología evolutiva por su obra La teoría de la biogeografía de islas , en la que él y su coautor proponen "que el número de especies en cualquier isla refleja un equilibrio entre la tasa a la que nuevas especies la colonizan y la tasa a la que las poblaciones de especies establecidas se extinguen ". ^[16]

Según la Universidad de Texas, el trabajo de Eric Pianka (1939-2022) en ecología evolutiva incluye estrategias de búsqueda de alimento, tácticas reproductivas, teoría de la competencia y el nicho, estructura y organización de la comunidad, diversidad de especies y comprensión de la rareza. ^[17] Pianka también es conocido por su interés en los lagartos para estudiar los fenómenos ecológicos, ya que afirmó que "a menudo eran abundantes, lo que los hacía relativamente fáciles de localizar, observar y capturar". ^{[17] [ ¿ Fuente autopublicada? ]}

Michael L. Rosenzweig (1941-presente) creó y popularizó la ecología de la reconciliación , que comenzó con su teoría de que las reservas naturales designadas no serían suficiente tierra para conservar la biodiversidad de la Tierra, ya que los humanos han utilizado tanta tierra que han impactado negativamente los ciclos biogeoquímicos y han tenido otros impactos ecológicos que han afectado negativamente la composición de las especies. ^[18]

• RA Fisher (1890-1962), cuyo teorema fundamental de selección natural de 1930 reconoció el poder de la aplicación rigurosa de la teoría de la selección natural a la biología de poblaciones. ^[19]
• David Lack (1910-1973), seguidor de Charles Darwin , trabajó para fusionar los campos de la biología evolutiva y la ecología , centrándose principalmente en las aves y la evolución .
• Thierry Lodé (1956-presente), un ecologista francés cuyo trabajo se centró en cómo el conflicto sexual en las poblaciones de especies afecta la evolución. ^{[20] [21]}

La idea de la ecología de la reconciliación de Michael Rosenzweig se desarrolló a partir de investigaciones existentes, que se llevaron a cabo sobre el principio sugerido por primera vez por Alexander von Humboldt, que afirmaba que las áreas más grandes de tierra tendrán una mayor diversidad de especies en comparación con las áreas más pequeñas. Esta investigación se centró en las relaciones entre especies y áreas (SPAR, por sus siglas en inglés) y las diferentes escalas en las que existen, que van desde las SPAR de área de muestra hasta las SPAR interprovinciales. La dinámica de estado estable en la diversidad dio lugar a estas SPAR, que ahora se utilizan para medir la reducción de la diversidad de especies en la Tierra. En respuesta a esta disminución de la diversidad, nació la ecología de la reconciliación de Rosenzweig. ^[22]

La ecología evolutiva se ha estudiado utilizando relaciones simbióticas entre organismos para determinar las fuerzas evolutivas mediante las cuales se desarrollan dichas relaciones. En las relaciones simbióticas, el simbionte debe conferir alguna ventaja a su anfitrión para persistir y continuar siendo evolutivamente viable. La investigación se ha realizado utilizando pulgones y las bacterias simbióticas con las que coevolucionan. Estas bacterias se conservan con mayor frecuencia de generación en generación, mostrando altos niveles de transmisión vertical . Los resultados han demostrado que estas bacterias simbióticas finalmente confieren cierta resistencia a los parásitos a sus pulgones anfitriones, lo que aumenta la aptitud de los pulgones y conduce a la coevolución mediada por simbiontes entre las especies. ^[23]

Los efectos de la ecología evolutiva y sus consecuencias se pueden ver en el caso de la variación de color entre los peces cíclidos africanos. Con más de 2000 especies, los peces cíclidos son muy ricos en especies y capaces de interacciones sociales complejas. ^[24] El policromatismo, la variación de los patrones de color dentro de una población, ocurre dentro de los peces cíclidos debido a adaptaciones ambientales y para aumentar las posibilidades de reproducción sexual. ^[25]

• Ecología evolutiva (revista)

• Medios relacionados con Ecología evolutiva en Wikimedia Commons
• Evolutionary Ecology Research: una revista en el campo.
• Métodos en Ecología y Evolución: una revista en el campo.
• Ecología y evolución – Wiley
• Ecología evolutiva – Springer