Introducción a la ecofisiología: factores limitantes y nicho ecológico

La ecofisiología intenta entender las adaptaciones de un organismo a su medio y el efecto que estas tienen en la conservación de las especies. Se trata por tanto de una disciplina difícil de estudiar, ya que el ambiente es muy cambiante y complejo.

Los factores ecológicos se definen como los componentes del medio que influyen directamente sobre el organismo. Hay dos categorías de factores: condiciones y recursos.

Condición: factor ambiental abiótico que varía en espacio y tiempo y al que los organismos responden de modos diferentes. Ejemplos: temperatura, pH del suelo y del agua, humedad relativa del aire, concentración de una sustancia tóxica, etc.

Recurso: todo aquello que puede ser consumido por un organismo. Se trata de un factor agotable: si un organismo consume un recurso, este ya no puede ser consumido por otro. Ejemplos: concentración de nitrógeno en el suelo para las plantas, luz para la fotosíntesis, alimentos, espacio (como el agujero en el tronco de un árbol).

Los organismos compiten por los recursos, pero no por las condiciones. Cuando los organismos consumen recursos, disminuye la disponibilidad de los mismos en el ambiente. Además, la carencia de recursos no siempre tiene que ser algo negativo, ya que hay especies que la soportan e incluso están adaptadas a captar recursos en condiciones limitantes.

Factores limitantes: el concepto de factor limitante se observó por primera vez en agronomía, donde los científicos vieron que, de todos los factores ambientales, es frecuente que solo uno limite el crecimiento del cultivo. Por ejemplo, si el factor limitante es el agua, por mucho que se añada nitrógeno, o se aumente la disponibilidad de luz, no se mejora el rendimiento del cultivo. Sin embargo, cuando aumenta la cantidad de agua, se produce un incremento lineal del crecimiento del cultivo.

Ley del mínimo de Liebig: en la mayoría de los casos los cultivos ven limitado su crecimiento por un factor que es el que está en mínimo. Cuando un organismo está limitado por un factor está sometido a estrés. En función de dicho factor limitante, el estrés puede ser hídrico – falta agua-, nutricional – faltan nutrientes -, térmico – limita la temperatura-, etc. Para detectar el estrés se puede analizar el incremento lineal en el rendimiento al variar la disponibilidad de un determinado recurso. El estrés desaparece a medida que aumenta la disponibilidad del factor limitante.

Sin embargo, aunque en cultivos controlados es fácil de observar y medir el estrés, en ecosistemas naturales es más difícil, ya que hay muchas especies y factores interactuando a la vez. Por ejemplo, los cactus de zonas áridas están sometidos a estrés hídrico. En condiciones de cultivo, como es de esperar, el rendimiento aumenta según se añade agua, hasta que llega un momento en el que es lineal. Sin embargo, en condiciones reales, el rendimiento aumenta al principio y después, por encima de una cierta cantidad de agua, el rendimiento baja de nuevo. Esto sucede porque en condiciones naturales hay otras especies que aprovechan mejor la abundancia de agua y desplazan al cactus.

Con estos datos se puede establecer una curva de tolerancia para cada individuo y para cada factor limitante. El punto en el que la especie obtiene un máximo rendimiento es el óptimo. Los dos puntos extremos en los que el rendimiento del organismo se reduce a cero son los límites de tolerancia, y entre ellos se establece el rango de tolerancia. Además, para estimar el rendimiento se pueden tomar distintos aspectos de la vida de un organismo: supervivencia, crecimiento y reproducción.

En función de sus curvas se establecen dos tipos de especies: las eurioicas tienen curvas de tolerancia anchas. Esto implica que son muy generalistas y pueden vivir en ambientes diferentes. Las especies estenoicas, por el contrario, tienen curvas de tolerancia estrechas y obtienen mayor rendimiento en el punto óptimo, es decir, son más especialistas.

Debido a que el ambiente es complejo y actúan varios factores simultáneamente, la suma de las curvas de cada factor permite delimitar una superficie en la que la especie puede vivir: es el nicho ecológico.

Para que una especie viva en su nicho ecológico, se tienen que dar una serie de condiciones:

– Que pueda acceder a la zona desde su lugar de origen (la biogeografía se encarga de estudiar el efecto que tienen las barreras geográficas sobre la distribución de especies).

– Lo normal es que en esa zona existan otras especies: hay efectos de competencia y depredación.

Por eso, se definen dos nichos:

Nicho fundamental: se refiere al rango de condiciones y recursos en los que una especie puede mantenerse.

Nicho efectivo: rango de condiciones y recursos en los que una especie se mantiene en presencia de otras especies con las que interactúa.