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Introducción a la ecotoxicología comunitaria - Coggle Diagram
Introducción a la ecotoxicología comunitaria
Definiciones
Ecología comunitaria
El estudio de las comunidades trasciende las descripciones simples de las características demográficas y del ciclo de vida de las poblaciones individuales
Los ecólogos comunitarios se centran en las interacciones entre estas poblaciones en la naturaleza.
Una comunidad se define como un grupo de poblaciones que interactúan y que se superponen en el tiempo y el espacio
El ecólogo comunitario considera los cambios en la diversidad de especies y la composición de los taxones dominantes
El objetivo principal de la ecología comunitaria es describir patrones en la organización de comunidades y explicar los procesos subyacentes que regulan estos patrones
Temas clave
¿Por qué se encuentran más especies en algunos hábitats que en otros?
¿Qué importancia tienen las interacciones de las especies relación con los factores abióticos en la regulación de la composición de la comunidad?
Ecotoxicología comunitaria
Los ecotoxicólogos comunitarios también están interesados en describir patrones en la estructura de la comunidad (por ejemplo,
número de especies u organización trófica) y explicar los mecanismos responsables de estos patrones.
Los ecotoxicólogos comunitarios están especialmente interesados en separar los efectos de las perturbaciones antropogénicas, como los factores de estrés químico, de la variabilidad natural.
Es el estudio de los efectos de las sustancias químicas en la abundancia, diversidad e interacciones de las especies.
Su enfoque en medidas estructurales como la diversidad de
especies y la organización trófica en lugar de los procesos de los ecosistemas como el flujo de energía, el procesamiento de detritos y el ciclo de nutrientes
Perspectiva histórica de ecología y ecotoxicología comunitaria
Interacciones tróficas en ecología y ecotoxicología comunitaria
La información sobre hábitos alimentarios y relaciones tróficas es de fundamental importancia para predecir la transferencia de
contaminantes a través de las comunidades
Está bien establecido que la posición trófica influye en gran medida en los niveles de algunos contaminantes en los organismos.
El estudio de las interacciones tróficas en las comunidades representa el segundo gran avance en la historia de la ecología que ha influido mucho en la ecotoxicología.
La explicación mecanicista de las concentraciones elevadas de organoclorados y otros contaminantes persistentes observados en los depredadores superiores representó uno de los primeros intentos de integrar los principios ecológicos básicos en la toxicología
Estudios recientes han demostrado que, además de la posición trófica, el número de niveles tróficos determina los niveles de ciertos contaminantes en los principales depredadores.
Importancia de los experimentos en ecología y ecotoxicología comunitaria
Los primeros ecólogos describieron patrones de asociaciones de plantas y animales y se basaron exclusivamente en estudios de observación para determinar qué factores bióticos y abióticos limitaban la distribución y abundancia de organismos
El campo de la ecotoxicología comunitaria ha experimentado una transformación similar de enfoques puramente observacionales al uso de procedimientos experimentales en los últimos 20 años
El último, y quizás más significativo, desarrollo en ecología básica que influyó en el campo de la ecotoxicología comunitaria
fue el reconocimiento de que los estudios experimentales son necesarios para demostrar las relaciones de causa y efecto.
Los estudios comparativos de sitios de referencia y contaminados pueden respaldar la hipótesis de
que un factor químico estresante es responsable de las diferencias observadas en la composición de la comunidad
Los estudios descriptivos contribuyen significativamente a nuestra comprensión de cómo las comunidades responden a sustancias químicas específicas
Holismo y reduccionismo en ecología y ecotoxicología comunitaria
Los partidarios de los enfoques holísticos argumentan que los sistemas complejos tienen ciertas propiedades emergentes que no pueden entenderse estudiando los componentes de forma aislada
Los partidarios del reduccionismo responden que no hay
propiedades emergentes de los sistemas y que la forma más eficiente de describir el funcionamiento de un sistema es mediante un estudio detallado de sus componentes
Algunos ecologistas sostienen que las interacciones entre especies son una propiedad básica de todas las comunidades, mientras que otros describen las comunidades como una colección aleatoria de poblaciones que ocupan el mismo hábitat
Uno de los desarrollos más importantes en la historia de la ecología fue el reconocimiento de que las diferentes ubicaciones
geográficas apoyaban asociaciones únicas y, a menudo, predecibles de plantas y animales.
El debate entre los defensores de los enfoques holístico y reduccionista ha sido especialmente enconado en el campo de la ecotoxicología comunitaria
¿Las comunidades son más importantes que la suma de poblaciones individuales?
La necesidad de entender los efectos indirectos de contaminantes
Los efectos indirectos se han reconocido desde hace mucho tiempo como causas importantes de la reducción de la abundancia de poblaciones de aves expuestas a plaguicidas
Si las comunidades fueran abstracciones y solo representaran una forma ordenada de organizar las poblaciones en unidades manejables, entonces la predicción de los efectos de los contaminantes en niveles superiores de organización se simplificaría enormemente
Se han reportado numerosos ejemplos de efectos indirectos de los contaminantes en las poblaciones, sin embargo, separar los efectos directos de los indirectos es difícil y, a menudo, requiere experimentación de campo
La mayoría de las investigaciones ecotoxicológicas se han centrado en los individuos y las poblaciones
Es poco probable que cambie el énfasis histórico en los individuos y las poblaciones en la investigación ecotoxicológica porque los administradores de los recursos hídricos y el público en general no aprecian la importancia de las respuestas en los niveles superiores de organización.
Comunidades en la jerarquía de la organización biológica
La presencia o ausencia de especies conocidas tolerantes a la contaminación y sensibles a la contaminación permite a los ecotoxicólogos comunitarios estimar el grado relativo de contaminación en el campo
Sin embargo, la mayoría de las medidas todavía se basan en simples suposiciones de que la ausencia de taxones sensibles a la contaminación y la presencia de taxones tolerantes a la contaminación son indicativos de degradación.
Las comunidades representan un nivel intermedio de complejidad en la jerarquía de la organización biológica.
Son distintos de las poblaciones y los ecosistemas, pero tienen vínculos estrechos con estos niveles inferiores y superiores de organización
Los cambios en la composición de la comunidad observados en los sitios contaminados son el resultado de las diferencias en la sensibilidad entre las poblaciones, así como de las interacciones entre las poblaciones
Muchas de las medidas de los efectos de los contaminantes
desarrolladas por los ecotoxicólogos comunitarios explotan estas diferencias conocidas en la sensibilidad entre las especies
También existen estrechas conexiones entre las propiedades a nivel de la comunidad y los niveles más altos de organización biológica
Estudios recientes han demostrado que las características estructurales de las comunidades influyen en el funcionamiento de los ecosistemas
Por ejemplo, diversidad de especies, composición de la comunidad
El estudio de los procesos a nivel de la comunidad también proporciona información sobre los efectos potenciales de la
perturbación natural y antropogénica en la estabilidad de la comunidad.
Temas contemporáneos en ecotoxicología comunitaria
Desarrollo y aplicación de técnicas de biomonitoreo mejoradas
Uno de los principales objetivos de estas mejoras es agilizar las evaluaciones biológicas y reducir los costos para que los programas de monitoreo biológico puedan ser implementados de manera más eficiente por las agencias reguladoras estatales y federales
El costo de las evaluaciones cuantitativas de la estructura de la comunidad, especialmente aquellas que requieren la identificación a nivel de especie de grupos taxonómicamente difíciles, se considera un impedimento importante para estos programas
La segunda área general de investigación en ecotoxicología comunitaria contemporánea es el desarrollo y la aplicación de enfoques mejorados de biomonitoreo.
Los estudios de biomonitoreo diseñados explícitamente para distinguir los efectos de la variación natural y antropogénica son una mejora significativa en las evaluaciones a nivel comunitario
Aplicación de la teoría de telaraña humana contemporánea a ecotoxicología
Estudios recientes han demostrado que las características ecológicas, como la longitud y el tipo de cadena alimentaria, también explican una cantidad significativa de variación
. La aplicación de análisis de isótopos estables para caracterizar las relaciones alimentarias y cuantificar el transporte de contaminantes entre los niveles tróficos es un avance significativo en la ecotoxicología comunitaria
La tercera área de investigación significativa en ecotoxicología comunitaria es la integración de la teoría contemporánea de la red alimentaria en modelos de destino y transporte para predecir el movimiento de contaminantes a través de las comunidades
Necesidad de enfoques experimentales mejorados
. La limitación más seria de los experimentos de microcosmos y mesocosmos es la pérdida de realismo ecológico que se produce cuando los estudios se realizan a escalas espaciales más pequeñas
Comprender la influencia de la escala espacial y temporal en las respuestas a los contaminantes es fundamental para predecir cómo responderán las comunidades en los sistemas naturales
La cuarta área general de la investigación contemporánea en ecotoxicología comunitaria es la aplicación de procedimientos
experimentales, tanto de laboratorio como de campo, para evaluar los efectos de los contaminantes
Influencia global de estresores ambientales en respuestas comunitarias a contaminantes
Los factores estresantes generalmente no se consideran en la mayoría de las investigaciones ecotoxicológicas, aumento de CO2
La influencia directa e indirecta de los factores estresantes atmosféricos globales en las respuestas de la comunidad a los
contaminantes, también son posibles interacciones entre el calentamiento global, la radiación UV-B y la acidificación.
El área final de investigación en la ecotoxicología comunitaria contemporánea se relaciona con las interacciones entre los factores estresantes químicos y atmosféricos globales
La necesidad para un entendimiento mejorado de ecología comunitaria básica
Para comprender cómo los contaminantes afectan la estructura de la comunidad, es fundamental que los ecotoxicólogos desarrollen mejores herramientas para distinguir entre la variación natural y antropogénica en las comunidades
La relación entre la diversidad de especies y la función del ecosistema es un buen ejemplo donde la investigación ecológica básica podría contribuir a nuestra comprensión de las respuestas de la comunidad a los contaminantes.
Para que la ecotoxicología comunitaria prospere como disciplina, los investigadores deben adquirir una mejor comprensión de los factores bióticos y abióticos que regulan la estructura de la comunidad
A menudo se supone que la ausencia de una especie sensible en un sitio contaminado es un resultado directo de la contaminación
Alternativamente, la ausencia de esta especie puede ser el resultado de una gran cantidad de factores bióticos y abióticos no relacionados con el factor estresante
Una apreciación del papel que juega la estructura de la comunidad en el control de la función del ecosistema mejorará nuestra capacidad para predecir las consecuencias de la reducción de la biodiversidad en niveles superiores de organización