Científicos encuentran reglas universales para la estabilidad de una red alimenticia.

Flexibilidad de los depredadores mantiene la estabilidad en los ecosistemas

Científicos encuentran reglas universales para la estabilidad de una red alimenticia.

Con ayuda de modelos de computadora, científicos de Alemania, Austria y los Estados Unidos han descubierto reglas fundamentales que determinan la estabilidad de los ecosistemas. Los hallazgos, publicados en la edición de esta semana de Science (6 de Agosto del 2009), concluyen que la estabilidad de una red alimenticia es mayor cuando una mayor diversidad de vínculos depredador-presa conectan altos e intermedios níveles tróficos. Los cálculos también revelan que pequeños ecosistemas siguen diferentes reglas a lo largo de los ecosistemas: diferencias en la fortaleza de los vínculos depredador-presa incrementa la estabilidad de pequeñas redes,pero desetabilizan redes mayores.

Los ecosistemas naturales consisten en cadenas alimenticias entrelazadas, en las cuales animales individuales o especies de plantas actúan como depredadores o presas. Las redes alimenticias potenciales no sólo difieren por las especies que las componen, sino, además, por la variedad en su estabilidad. Las redes alimenticias observables son redes alimenticias estables con las relaciones entre sus especies restantes relativamente constantes durante largos períodos de tiempo.

El entendimiento de los sistemas complejos tales como las redes alimenticias presenta mayores retos para la ciencia. Ellso pueden ser examinados o por observación en su ambiente natural, o por simulaciones de computadora. Para lograr las simulaciones de computadora de tales sistemas, los científicos a menudo tienen que hacer asunciones que los simplifiquen, manteniendo el número de parámetros del sistema tan bajo como sea posible. Aún así, la demanda computacional de tales simulaciones es alta y su relevancia a menudo limitada.

Científicos del Max Planck Institute para la Física de Sistemas Compejos (MPIPKS) en Dresden, Alemania, han desarrollado un nuevo mñetodo que les permite analizar eficientemente el impacto de innumerables parámetro sobre sistemas complejos.

“Mediante el uso de un método llamado Modelamiento Generalizado, nosotros examinamos si una red alimenticia dada puede, en principio, ser estable, i.e., si sus especies pueden coexistir en el largo plazo,” dice Thilo Gross del MPIPKS. Los sistemas complejos pueden, de hecho, ser simulados y analizados bajo casi cualquier condición. “De este modo podemos estimar cuáles parámetros mantendrán al ecosistema estable y cuáles perturbaran su balance.” El método además puede ser usado para examinar otros sistemas complejos, tales como el metabolismo humano o la regulación de genes.

Generalistas en estabilizar, especialistas en desestabilizar

Aplicando este innovador enfoque de modelamiento junto con colegas en el International Institute for Applied System Analysis (IIASA) en Laxenburg, Austria, y la Universidad Princeton, Estados Unidos, los científicos tuvieron éxito descubriendo no sólo una, sino varias reglas universales en la dinámica de los ecosistemas.

La estabilidad de la red alimentaria es mayor cuando las especies en altos níveles tróficos se alimentan de múltiples especies de presas, y especies en intermedios níveles tróficos son alimento para múltiples especies de depredadores”, dice Ulf Dieckmann del IIASA

Los científicos además han identificado factores adicionales estabilizadores y desestabilizadores en los ecosistemas. Los ecosistemas con alta densidad de vínculos depredador-presa tieen menos probabilidades de ser estables, mientras que una fuerte dependencia de la depredación sobre la densidad de depredadores desestabiliza el sistema. Por otro lado, una fuerte dependencia de depredación sobre la densiad de presas tien un impact estabilizador sobre las redes alimenticias.

La diferencia entre pequeños y grandes sistemas

Otro hallazgo importante es que las redes alimenticias consistentes de sólo unas pocas especies se comportan cualitativamente distinto que redes consistentes de muchas especies. “Pequeños ecosistemas aparentemente siguen reglas distintas que grandes Sistemas”, dice Ulf Dieckmann. “Sistemas con pocas especies son más estables si hay fuertes interacciones entre algunas especies, pero sólo interacciones débiles entre otras. Para redes alimenticias con muchas especies, es cierto exactamente lo opuesto. Extremadamente fuertes o débiles vínculos depredador-presa en la naturaleza deben, por ende, ser para especies raras contenidas en una red alimenticia”, concluyó.

Trabajo Original:

Thilo Gross, Lars Rudolf, Simon A. Levin, Ulf Dieckmann
Generalized Models Reveal Stabilizing Factors in Food Webs
Science, August 6, 2009

Artículo original (en inglés) tomado del Max Planck Institute

Material Anexo (en inglés) tomado de la Revista Science