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Articulo de referencia

Inversión de la relación depredador-presa

Un escarabajo ( Chlaenius circumscriptus ) atacando y depredando a una rana arborícola ( Hyla savignyi ). Una ninfa de chinche de agua ( Lethocerus patruelis ) atacando a un pez...

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Un escarabajo ( Chlaenius circumscriptus ) atacando y depredando a una rana arborícola ( Hyla savignyi ).
Una ninfa de chinche de agua ( Lethocerus patruelis ) atacando a un pez ( Pseudorasbora parva ).

La inversión de roles depredador-presa es una interacción biológica en la que un organismo que normalmente es presa en la depredación actúa como depredador. Diversas interacciones se consideran inversión de roles. Un ejemplo es cuando la presa se enfrenta a su depredador y la interacción termina sin que haya alimentación. Dos depredadores que compiten pueden interactuar y el depredador más grande se alimenta del más pequeño. Los organismos más pequeños pueden depredar a los más grandes. Los cambios en la densidad de población pueden desencadenar una inversión de roles. Además, las presas adultas pueden atacar a los depredadores jóvenes. [ 1 ]

teorías de la evolución

Según una investigación del Instituto Tecnológico de Georgia , los roles de presa y depredador presentan ciclos en los que el aumento de la población de presas puede provocar también un aumento en la población de depredadores. Sin embargo, en ocasiones, la población de depredadores supera a la de presas hasta el punto de diezmarla, lo que posteriormente resulta en una devastación de la población de depredadores. Algunos estudios indican que los roles de cada uno pueden invertirse hasta el punto en que las presas comienzan a alimentarse de los depredadores. Utilizando datos recopilados sobre las relaciones entre visón y rata almizclera , halcón gerifalte y perdiz nival , y fago y Vibrio cholerae , se realizó una investigación para determinar si una teoría propuesta por los investigadores del Instituto Tecnológico de Georgia podría explicar cómo y por qué ocurre esto. [ 2 ]

Joshua Weitz , profesor de la Facultad de Biología del Instituto Tecnológico de Georgia y coautor del estudio, afirmó que ciertos fenotipos pueden volverse dominantes dependiendo de los cambios en el entorno. Cuando tanto el depredador como la presa evolucionan simultáneamente, y la población de depredadores tiene efectos drásticos sobre la presa, esta puede darse cuenta de que tiene la capacidad de superar a un número menor de depredadores y evolucionar hacia un rol depredador. Conocer cómo interactúan las especies específicas entre sí de esta manera permite a los científicos estudiar el impacto de esto en los ecosistemas de forma más avanzada que con datos numéricos únicamente. De esta forma, pueden determinar por qué se producen tendencias generales en los sistemas ecológicos. [ 3 ]

Investigación y experimentos

El modelo Lotka-Volterra, que recibe su nombre de sus fundadores, Alfred J. Lotka y Vito Volterra , se centra en estudios de ecología y demografía, intentando explicar por qué ciertas interacciones entre plantas y animales ocurren de la manera en que lo hacen. Aunque fue creado a principios del siglo XX, este modelo ha demostrado ser flexible y adaptable, lo que permite que siga utilizándose en la actualidad.

Un estudio publicado en Royal Society Open Science [ 4 ] trabajó para explicar las razones de las interacciones entre depredador y presa tal como se describen en una obra literaria [ 5 ] de Amos Barkai y Christopher McQuaid.

Se utilizaron ecuaciones algebraicas y gráficas para analizar los datos y recrear la inversión de roles entre depredador y presa. La conclusión de este experimento demostró que los roles entre especies pueden invertirse cuando las poblaciones de presas habituales disminuyen significativamente, lo que provoca una disminución en el tamaño de las poblaciones de depredadores. Una vez que esto ocurre, las presas comienzan a aumentar su número y, al hacerlo, se alimentan de sus depredadores originales.

Se prevé que comprender cómo funcionan los ecosistemas y las interacciones que se producen entre las especies dentro de ellos sea útil para la gestión de los recursos naturales y la fauna silvestre en dichos ecosistemas. Según este estudio, [ 4 ] se pueden establecer biorredes sostenibles mediante una anticipación más precisa de las reacciones de las especies.

Ejemplos en la naturaleza

Reversión recesiva del tamaño

Los anfibios suelen depredar larvas de escarabajos . Sin embargo, las larvas del escarabajo terrestre Epomis invierten este comportamiento y depredan exclusivamente a los anfibios que intentan consumirlas. Dos especies de Epomis ( E. circumscriptus y E. dejeani ) aprovechan el comportamiento depredador del anfibio atrayéndolo hacia ellas. "La larva de Epomis combina una estrategia de espera con movimientos únicos de sus antenas y mandíbulas para llamar la atención del anfibio sobre la presencia de una presa potencial". [ 6 ] De 400 pruebas, las larvas evitaron la lengua del anfibio y contraatacaron adhiriéndose a su cuerpo con una tasa de éxito aproximada del 98%. Una vez adheridas, las larvas de Epomis comienzan a alimentarse. [ 6 ]

Larva de Epomis adherida a la boca de un anfibio.

Aproximadamente el 10% de las relaciones depredador-presa presentan organismos más pequeños depredando a otros más grandes. Sin embargo, todos estos son ataques activos, a diferencia de la estrategia de las larvas de Epomis de atraer al anfibio más grande. Wizen y Gasith sugieren que esta estrategia podría haber comenzado a través de la evolución como una defensa antipredadora, y posteriormente se convirtió en el medio de subsistencia de las larvas. Los anfibios aún no han evolucionado para adaptarse a las larvas de Epomis , ya que la mayoría de los animales que depredan son presa fácil para los anfibios. [ 7 ]

Una especie de hormiga sudamericana ha desarrollado la capacidad de cazar criaturas que pesan hasta 13.350 veces su peso promedio. Las hormigas Azteca andreae han desarrollado un gancho físico que les permite emboscar a sus presas: son arborícolas y emboscan a los insectos voladores que se posan en sus árboles. Cuando un insecto se posa en una hoja, las hormigas entran en acción: un pequeño grupo muerde las patas del insecto alado. Mientras el insecto está atrapado y adherido a la hoja, más hormigas acuden para desmembrar a la presa. Una hormiga promedio puede sostener hasta 5.700 veces su propio peso corporal. Esto se sugiere por una posible coevolución entre las hormigas Azteca andreae y las hojas de Cecropia obtusa . Las hojas tienen bucles pronunciados similares al velcro a los que las hormigas pueden engancharse. Las hormigas impiden que otros insectos se coman las hojas, mientras que estas les dan a las hormigas, a menudo presas, una ventaja depredadora. [ 8 ]

Depredadores juveniles e inversión del dominio del tamaño

El chinche acuático gigante Kirkaldyia deyrolli , perteneciente a la subfamilia Lethocerinae dentro de la familia Belostomatidae , es una especie en peligro de extinción originaria de Japón que se alimenta principalmente de ranas y peces pequeños. El Dr. Shin-ya Ohba ha tomado fotografías de K. deyrolli alimentándose de especies distintas a su dieta principal conocida. Se encontró un macho de chinche acuático de 58 mm consumiendo una tortuga de Reeves juvenil durante un muestreo nocturno. El Dr. Ohba también ha encontrado a K. deyrolli comiendo serpientes, otro comportamiento poco común en este chinche acuático. [ 9 ]

La caza de juveniles se ha desarrollado como una estrategia eficaz contra los depredadores y una inversión de roles. Los depredadores jóvenes están en riesgo por parte de miembros de su propia especie y competidores, y también pueden ser vulnerables a los adultos de las especies presa, ya que los depredadores jóvenes prácticamente no representan un riesgo de depredación para las presas adultas. [ 10 ] En un experimento donde las presas juveniles fueron expuestas a depredadores adultos durante su desarrollo, tenían más probabilidades de matar a los depredadores juveniles como adultos que las presas que no fueron expuestas en su etapa juvenil. [ 11 ] El aumento de los niveles de ataque contra los depredadores juveniles puede disuadir a los depredadores adultos, ya que estos evitarán lugares donde sus crías puedan ser atacadas. Esto, a su vez, reduce el riesgo de depredación sobre las especies presa. [ 11 ]

Un experimento con ácaros como depredadores y trips como presas demostró que incluso las presas jóvenes pueden atacar a los depredadores jóvenes. Estos ataques desencadenaron una respuesta de cuidado parental en los depredadores adultos, quienes mataron a las presas jóvenes que atacaron a sus crías. Esto creó una "cascada de ataque del depredador, contraataque de la presa y defensa del depredador". [ 12 ]

Competencia de depredadores

Un caso más común de reversión es la matanza interespecífica entre depredadores. Algunas especies pueden experimentar el 68% de su mortalidad conocida debido a la caza furtiva de otros depredadores. Es posible que una especie depredadora mate a otra, pero no al revés, o que ambas especies se maten entre sí. La matanza entre depredadores puede reducir las poblaciones, incluso hasta el punto de la extinción , y puede reducir o aumentar las poblaciones de presas. [ 13 ]

Cambios en la densidad de población

Dos islas situadas frente a la costa oeste de Sudáfrica tienen ecosistemas marinos muy diferentes .

En la isla de Malgas , la población se compone principalmente de algas y langostas . Las langostas actúan como depredadoras, alimentándose de mejillones que intentan asentarse. También se alimentan de caracoles marinos , a excepción de una especie, Burnupena papyracea , cuya concha suele estar incrustada con un briozoo comensal .

En contraste, la isla Marcus tiene una gran población de mejillones y casi ninguna alga marina ni langosta. Los buccinos ( Burnupena spp.) también presentan una alta densidad poblacional en la isla Marcus. Las langostas que se llevaban a la isla Marcus eran consumidas rápidamente por los buccinos, que las superaban en número. Esta interacción mostró una inversión de roles entre una especie presa (el buccino) y una especie depredadora (la langosta). [ 14 ]

En la cultura pop

La inversión de roles entre depredador y presa es un tema recurrente en numerosos libros y películas; es una versión de la historia del desvalido que, contra todo pronóstico, logra vencer a un enemigo muy superior, desde el Drácula de Bram Stoker hasta películas infantiles como Monsters University .

La película Predator de 1987 es un ejemplo de inversión de roles donde la víctima se convierte en depredador. Armado con un traje de sigilo y equipo de alta tecnología, el depredador elimina metódicamente a los humanos que se encuentran en la jungla. El último de su escuadrón, "Dutch" ( Arnold Schwarzenegger ), debe pasar de ser la presa a ser el cazador. [ 15 ] La presa se enfrenta activamente a su depredador.

Notas

  1. ^ Sánchez-Garduno, F.; Miramontes, P.; Márquez-Lago, TT (2014). "Inversión de roles en una interacción depredador-presa" . Ciencia abierta de la Royal Society . 1 (2) 140186. arXiv : 1404.2685 . Código Bib : 2014RSOS....140186S . doi : 10.1098/rsos.140186 . ISSN 2054-5703 . PMC 4448886 . PMID 26064541 .   
  2. ↑ Cortez, Michael H.; Weitz, Joshua S. (20 de mayo de 2014). "La coevolución puede revertir los ciclos depredador-presa" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 111 (20): 7486– 7491. Bibcode : 2014PNAS..111.7486C . doi : 10.1073/pnas.1317693111 . ISSN 0027-8424 . PMC 4034221. PMID 24799689 .   
  3. ↑ "La evolución de las especies puede revertir los ciclos poblacionales de depredadores y presas" . Instituto Tecnológico de Georgia . Consultado el 3 de mayo de 2015 .
  4. 1 2 Sánchez-Garduño, Faustino; Miramontes, Pedro; Márquez-Lago, Tatiana T. (2014). "Inversión de roles en una interacción depredador-presa" . Ciencia abierta de la Royal Society . 1 (2) 140186. arXiv : 1404.2685 . Código Bib : 2014RSOS....140186S . doi : 10.1098/rsos.140186 . PMC 4448886 . PMID 26064541 . S2CID 8148392 . Consultado el 8 de mayo de 2015 .   
  5. ↑ Barkai, Amos; McQuaid, Christopher (1988). "Inversión de roles depredador-presa en un ecosistema bentónico marino" . Science . 242 (4875): 62– 64. Bibcode : 1988Sci...242...62B . doi : 10.1126/science.242.4875.62 . PMID 17757631. S2CID 31421784. Consultado el 11 de mayo de 2015 .  
  6. 1 2 Wizen, Gil; Gasith, Avital (2011). "Un cambio de rol sin precedentes: las larvas de escarabajos terrestres (Coleoptera: Carabidae) atraen a los anfibios y los depredan" . PLOS ONE . 6 (9) e25161. Bibcode : 2011PLoSO...625161W . doi : 10.1371/journal.pone.0025161 . ISSN 1932-6203 . PMC 3177849. PMID 21957480 .   
  7. ↑ Smith, Chris (25 de septiembre de 2011). "Inversión de roles depredador-presa: el cazador se convierte en presa" . The Naked Scientists . Universidad de Cambridge . Recuperado el 9 de mayo de 2015 .
  8. ↑ Keim, Brandon. "Las hormigas usan su propio velcro para atrapar presas de gran tamaño" . Wired . Consultado el 11 de mayo de 2015 .
  9. ↑ Davies, Ella. "Fotografiado un insecto acuático gigante devorando una tortuga bebé" . BBC Nature . BBC . Consultado el 9 de mayo de 2015 .
  10. ↑ Janssen, Arne; Faraji, Farid; van der Hammen, Tessa; Magalhaes, Sara; Sabelis, Maurice W. (julio de 2002). "El infanticidio interespecífico disuade a los depredadores" (PDF) . Cartas de Ecología . 5 (4): 490– 494. Bibcode : 2002EcolL...5..490J . doi : 10.1046/j.1461-0248.2002.00349.x .
  11. 1 2 Choh, Yasuyuki; Ignacio, Maira; Sabelis, Maurice W.; Janssen, Arne (11 de octubre de 2012). " Inversiones de roles depredador-presa, experiencia juvenil y comportamiento antipredador adulto" . Scientific Reports . 2 728. Bibcode : 2012NatSR...2..728C . doi : 10.1038/srep00728 . PMC 3469038. PMID 23061011 .  
  12. ↑ Magalhaes, S.; Janssen, A.; Montserrat, M.; Sabelis, M. W (22 de septiembre de 2005). "Ataque de presas y defensa de depredadores: el contraataque de las presas desencadena el cuidado parental en los depredadores" . Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences . 272 ​​(1575): 1929– 1933. doi : 10.1098/rspb.2005.3127 . PMC 1559880. PMID 16191599 .  
  13. ↑ Palomares, F. ; Caro, TM (mayo de 1995). "Matanza interespecífica entre carnívoros mamíferos". The American Naturalist . 153 (5): 492– 508. doi : 10.1086/303189 . hdl : 10261/51387 . JSTOR 303189 . PMID 29578790 . S2CID 4343007 .   
  14. ↑ Barkai, Amos; McQuaid, Christopher (1988). "Inversión de roles depredador-presa en un ecosistema bentónico marino". Science . 242 (4875): 62– 64. Bibcode : 1988Sci...242...62B . doi : 10.1126/science.242.4875.62 . PMID 17757631 . S2CID 31421784 .  
  15. ↑ "Predator" . IMDb . 12 de junio de 1987.

Referencias

  • Barkai, Amos; McQuaid, Christopher (1988). "Inversión de roles depredador-presa en un ecosistema bentónico marino". Science . 242 (4875): 62– 64. Bibcode : 1988Sci...242...62B . doi : 10.1126 /science.242.4875.62 . PMID 17757631. S2CID 31421784 .  
  • Polis, Gary A.; Myers, Christopher A.; Holt, Robert D. (1989). "La ecología y evolución de la depredación intragremial: competidores potenciales que se devoran entre sí". Annual Review of Ecology and Systematics . 20 : 297–330 . doi : 10.1146/annurev.ecolsys.20.1.297 . JSTOR 2097094 . 
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