Tesis Doctorado
Uso de energía desde los individuos a las comunidades: escalamiento y universalidad.
Autor
Labra-Rodríguez, Fabio Abel
Institución
Resumen
Una aproximación para comprender el funcionamiento de sistemas complejos es
estudiar las fluctuaciones de variables agregadas que reflejan la interacción de las
entidades que los componen. Ejemplos de estas variables macroscópicas son la tasa
metabólica individual y la densidad de las especies en una comunidad. A nivel individual.
la tasa de consumo de oxígeno refleja la velocidad a la cual ocurren todas las reacciones
metabólicas. En ausencia de mecanismos de regulación y homeostasis, los componentes
celulares y mitocondriales de un organismo serían independientes, y el consumo de
oxígeno sería entonces el resultado de procesos multiplicativos aleatorios. Por ende, la
distribución de las tasas de cambio del consumo de oxígeno sería normal. Por el
contrario, en presencia de mecanismos homeostáticos. la distribución no sería normal,
sino más bien escala invariante (p.ej. potencial o exponencial). Estudios en otros sistemas
complejos han mostrado que las fluctuaciones siguen una distribución de Laplace.
Similarmente, si las especies en una comunidad no interactúan, cabe esperar que
sus densidades fluctúen de manera independiente, presentando una distribución normal de
tasas finitas de cambio poblacional. Por el contrario. si las especies interactúan entre sí.
entonces Los cambios en densidad de una especie podrían afectar a las especies restantes.
y la distribución de las tasas de cambio no será normal. sino que será escala invariante.
Esto es lo que se espera a partir de la hipótesis de suma cero. Esta predice que si las
especies en una comunidad están limitadas por los recursos disponibles. entonces la
abundancia total de la comunidad permanecerá relativamente constante y cualquier
aumento en la abundancia de una especie dada será compensado por una disminución
equivalente en la abundancia de todas las demás especies presentes en la comunidad.
En este contexto. se estudió la distribución de las fluctuaciones de la tasa
metabólica en 5 especies de pequeños vertebrados terrestres. observándose en todos los
casos una distribución de Laplace. cuya amplitud decae potencialmente con la tasa
metabólica promedio y el tamaño corporal. Se observó que las distribuciones de las
distintas especies convergen a una única distribución de Laplace al ser sometidas a una
misma transformación de escala. Estos resultados dan luces acerca de la naturaleza y
universalidad de la homeostasis a nivel individual.
Además. se estudió la distribución de las tasas de cambio en abundancia de las
especies presentes en 18 comunidades terrestres de insectos. anfibios. aves, mamíferos y
árboles. En la mayoría se observó una distribución de Laplace simétrica y centrada en un
valor esperado de cero. El mismo patrón se observó para la biomasa \' uso de energía en
una comunidad de árboles. Así, el presente estudio apo y a la hipótesis de que las
comunidades locales obedecen el principio de suma cero, tanto en abundancia. biomasa
como en uso de energía. sugiriendo la existencia de homeostasis comunitaria. Se discuten
los resultados obtenidos y la posible existencia de universalidad en las fluctuaciones de
sistemas complejos. PFCHA-Becas Doctor en Ciencias Biológicas Mención Ecología 131p. PFCHA-Becas TERMINADA