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Articulo de referencia

Colonia (biología)

Una colonia de cormoranes de Brandt en Point Lobos , California. En biología , una colonia está compuesta por dos o más individuos de la misma especie que viven en estrecha asoc...

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Una colonia de cormoranes de Brandt en Point Lobos , California.

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

Las colonias pueden formarse de diversas maneras y con distintas formas, dependiendo del organismo involucrado. Por ejemplo, la colonia bacteriana es un grupo de células idénticas (clones). Estas colonias suelen formarse y crecer en la superficie (o dentro) de un medio sólido, generalmente a partir de una sola célula progenitora. [ 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 definidas) 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 definidas) 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 que la componen. [ 4 ] En este último caso, los módulos pueden tener funciones específicas dentro de la colonia.

En cambio, los organismos solitarios , como los jaguares , no se asocian con colonias; son colonias en las que todos los individuos viven de forma independiente y poseen 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 forman colonias cuando se establece 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 .

Tipos

colonias sociales

Colonia de Apis florea , Tailandia. El nido tiene 20 cm de diámetro y contiene aproximadamente 3600 celdas a cada lado. La cortina de abejas que cubre el panal con la reina tiene un grosor de 3 a 4 abejas (~10 mm).

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

organismos modulares

El Marrus orthocanna pelágico es un sifonóforo colonial formado por dos tipos de zooides.

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

Colonia clonal

Una colonia clonal es un grupo de ramets de un mismo genotipo que viven muy cerca unos de otros o están conectados físicamente. Los ramets pueden tener todas las funciones necesarias para sobrevivir por sí mismos o ser interdependientes de otros ramets. Por ejemplo, algunas anémonas de mar pasan por el proceso de laceración del pedal, en el que se produce asexualmente un individuo genéticamente idéntico a partir de tejido desprendido del disco pedal de la anémona. En las plantas, las colonias clonales se crean mediante la propagación de individuos genéticamente idénticos por estolones o rizomas .

Organismos coloniales

Los organismos coloniales son colonias clonales compuestas por 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 podrían haber sido el primer paso hacia los organismos multicelulares . [ 9 ] Los individuos dentro de un organismo colonial multicelular pueden denominarse ramets , módulos o zooides . La variación estructural y funcional ( polimorfismo ), cuando está presente, determina las responsabilidades de los ramets, tales como la alimentación, la reproducción y la defensa. Para ello, la conexión física permite al organismo colonial distribuir los nutrientes y la energía obtenidos al alimentar a los zooides por toda la colonia. La carabela portuguesa, un hidrozoo, es un ejemplo clásico de organismo colonial, uno de los muchos que existen en esta clase taxonómica. [ 10 ]

colonias microbianas

Microcolonias clonales del hongo Candida albicans en una placa de agar.

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 , con todos los organismos que la componen descendiendo de un único ancestro (suponiendo que no haya contaminación ), son genéticamente idénticos, excepto por cualquier mutación (que ocurre con baja frecuencia). Obtener dichos organismos genéticamente idénticos (o cepas puras ) puede ser útil; esto se logra extendiendo los organismos en una placa de cultivo y comenzando un nuevo cultivo a partir de una sola colonia resultante. [ 12 ]

Un biofilm 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 ]

Ontogenia en insectos eusociales

La ontogenia de la colonia se refiere al proceso de desarrollo y progresión de una colonia. Describe las diversas etapas y cambios que ocurren dentro de una colonia desde su formación inicial hasta su estado maduro. [ 14 ] La duración y la dinámica exactas de la ontogenia de la colonia pueden variar considerablemente 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, una colonia atraviesa varias fases distintas, cada una caracterizada 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 ]

Etapa fundacional

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 reproductores primarios, establecen una nueva colonia. Las fundadoras construyen una estructura básica de nido y comienzan a poner huevos. En esta etapa temprana, también pueden realizar tareas no reproductivas, como cuidar los primeros huevos y salir del nido para recolectar recursos.

Surgimiento de los trabajadores

Esto también se conoce como la etapa ergonómica. A medida que los huevos puestos por las fundadoras se desarrollan, dan origen 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. Inicialmente, la población de obreras es relativamente pequeña y sus tareas no están 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.

Fase reproductiva

En cierto punto de la ontogenia de la colonia, generalmente tras un periodo de crecimiento y maduración, la colonia produce individuos reproductores, incluyendo nuevas reinas (princesas) vírgenes y machos. Estos individuos tienen el potencial de abandonar el nido y fundar nuevas colonias, asegurando así la transmisión del acervo genético de su colonia de origen.

Muerte de la colonia

Con el tiempo, las colonias pueden atravesar una fase de senescencia en la que disminuye la capacidad reproductiva y la vitalidad general de la colonia. Finalmente, la colonia puede extinguirse o ser reemplazada por una nueva generación de individuos reproductores. Tras la muerte de la reina en una colonia monógina , otros posibles destinos, además de la extinción de la colonia, incluyen la poliginia en serie (cuando una reina virgen reemplaza a la reina fallecida como reproductora principal) o la herencia de la colonia (cuando una obrera asume el rol de reproductora principal).

Historia de vida

Los individuos en colonias sociales y los organismos modulares obtienen beneficios de este estilo de vida. Por ejemplo, puede resultarles más fácil buscar alimento, defender un lugar de anidación o aumentar su capacidad competitiva frente a otras especies. La capacidad de los organismos modulares para reproducirse asexualmente, además de sexualmente, les confiere ventajas únicas de las que carecen las colonias sociales. [ 8 ]

La energía requerida para la reproducción sexual varía según la frecuencia y duración de la actividad reproductiva, el número y tamaño de la descendencia y el cuidado parental. [ 22 ] Mientras que los individuos solitarios asumen todos esos costos energéticos, los individuos en algunas colonias sociales comparten una parte de esos costos.

Los organismos modulares ahorran energía mediante la reproducción asexual a lo largo de su vida. La energía que conservan de esta forma les permite destinarla al crecimiento de la colonia, a la regeneración de los módulos perdidos (debido a la depredación u otra causa de muerte) o a la respuesta a las condiciones ambientales.

Véase también

Referencias

  1. ↑ Jackson, JBC (1977). "Competencia en sustratos duros marinos: la importancia adaptativa de las estrategias solitarias y coloniales". The American Naturalist . 111 (980): 743–767 . Bibcode : 1977ANat..111..743J . doi : 10.1086/283203 . S2CID 84687243 . 
  2. ↑ "Colony – Biology-Online Dictionary" . www.biology-online.org . Consultado el 6 de mayo de 2017 .
  3. ↑ Hiebert, Laurel S.; Simpson, Carl; Tiozzo, Stefano (2020-04-19). "Colonialidad, clonalidad y modularidad en animales: El elefante en la habitación" ( PDF) . Journal of Experimental Zoology Part B: Molecular and Developmental Evolution . 336 (3): 198– 211. doi : 10.1002/jez.b.22944 . ISSN 1552-5007 . PMID 32306502. S2CID 216030034 .   
  4. ↑ Begon, Michael; et al. (2014). Fundamentos de Ecología (4.ª ed.). Wiley. ISBN   978-0-470-90913-3.
  5. ↑ Dunn, T.; Richards, MH (2003). "Cuándo ser social: interacciones entre restricciones ambientales, incentivos, vigilancia y parentesco en una abeja carpintera facultativamente social" . Behavioral Ecology . 14 (3): 417– 424. doi : 10.1093/beheco/14.3.417 .
  6. ↑ Canciani, M.; Arnellos, A.; Moreno, A. (2019). " Revisando el superorganismo: un enfoque organizacional de la eusocialidad compleja" . Frontiers in Psychology . 10 2653: Artículo 2653. doi : 10.3389/fpsyg.2019.02653 . PMC 6901679. PMID 31849768 .  
  7. ↑ Grove, Noel (diciembre de 1988). "Conservación silenciosa de la naturaleza". National Geographic . 174 (6): 822.
  8. 1 2 Winston, J. (2010). "La vida en las colonias: aprender las costumbres ajenas de los organismos coloniales" . Integrative and Comparative Biology . 50 (6): 919– 933. doi : 10.1093/icb/icq146 . PMID 21714171 . 
  9. ↑ Alberts, Bruce; et al. (1994). Biología molecular de la célula (3.ª ed.). Nueva York: Garland Science. ISBN   0-8153-1620-8. Consultado el 11 de junio de 2014 .
  10. ↑ "Hydrozoa" . Animal Diversity Web . Consultado el 6 de mayo de 2017 .
  11. ↑ Tortora, Gerard J.; Berdell R., Funke; Christine L., Case (2009). Microbiología, una introducción . Berlín: Benjamin Cummings . págs. 170–171 . ISBN  978-0-321-58420-5.
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