Gradiente ambiental

Un gradiente ambiental, o gradiente climático, es un cambio en los factores abióticos (no vivos) a través del espacio (o el tiempo). Los gradientes ambientales pueden estar relacionados con factores como la altitud , la profundidad, la temperatura , la humedad del suelo y la precipitación . A menudo, una multitud de factores bióticos (vivos) están estrechamente relacionados con estos gradientes; como resultado de un cambio en un gradiente ambiental, factores como la abundancia de especies , la densidad de población, la morfología , la productividad primaria , la depredación y la adaptación local pueden verse afectados. ^[1]

La distribución de especies a lo largo de gradientes ambientales se ha estudiado intensivamente debido a grandes bases de datos de datos de presencia de especies (por ejemplo, GBIF ). Los factores abióticos que componen los gradientes ambientales pueden tener ramificaciones directas en la supervivencia de los organismos. Generalmente, la distribución de los organismos está vinculada a esos factores abióticos, pero incluso un gradiente ambiental de un factor abiótico proporciona una idea de cómo podría ser la distribución de una especie. Por ejemplo, aspectos del paisaje como la composición del suelo, la temperatura y la precipitación son factores que influyen en una idea precisa del territorio habitable que podría ocupar una especie de planta; la información sobre uno de esos factores puede ayudar a formar un gradiente ambiental mediante el cual se puede generar una distribución aproximada de especies. ^[2] De manera similar, a lo largo del gradiente aguas arriba-aguas abajo de un río, los ensamblajes (agrupaciones) de peces pueden variar en diversidad de especies y rasgos; se ha observado que los hábitats aguas arriba, que tienden a estar a mayores elevaciones, desarrollan una mayor diversidad de especies y rasgos. Dado que las regiones elevadas sienten con mayor intensidad los efectos del cambio climático y estos efectos están vinculados a una mayor diversidad de especies en las regiones impactadas, esta es una consideración clave para priorizar los hábitats para los esfuerzos de conservación. ^[3] En un ecotono , la abundancia de especies cambia relativamente rápido en comparación con el gradiente ambiental.

Aunque los gradientes ambientales están compuestos por patrones de factores abióticos que cambian gradualmente y son predecibles, existe una fuerte interacción entre factores bióticos y bióticos, así como entre factores bióticos y abióticos. Por ejemplo, la abundancia de especies suele cambiar a lo largo de los gradientes ambientales de una manera más o menos predecible. Sin embargo, la abundancia de especies a lo largo de un gradiente ambiental no solo está determinada por el factor abiótico asociado con el gradiente, sino también por el cambio en las interacciones bióticas , como la competencia y la depredación, a lo largo del gradiente ambiental. ^{[4] [5]}

Dependiendo del tamaño del paisaje y del flujo genético entre poblaciones, podría surgir una adaptación local entre poblaciones que habitan dos extremos del paisaje. Los extremos opuestos en condiciones abióticas que se enfrentan entre poblaciones y la falta de un flujo genético homogeneizador podrían presentar condiciones en las que dos poblaciones sean capaces de diferenciarse. ^[6] A menudo, cuando se comparan valores fenotípicos o de aptitud a lo largo de un gradiente ambiental, los datos se fijan en un marco de norma de reacción . De esta manera, una persona puede evaluar directamente los cambios a lo largo de un paisaje del fenotipo de una especie en particular o comparar la aptitud y los fenotipos de las poblaciones dentro de una especie a lo largo de gradientes ambientales (en particular cuando se realizan estudios de trasplante recíproco ).

Los modelos actuales ^{[ ¿cuándo? ]} predicen que a medida que el cambio climático se intensifica, ciertos gradientes ambientales pueden experimentar los efectos como tasas cambiantes de procesos naturales o impactos en la distribución y características de las especies dentro de ellos. ^{[7] [8] [9]} Dada la interconexión de los factores abióticos, las perturbaciones a largo plazo de un gradiente tienen la posibilidad de afectar a otros gradientes.

La respiración del suelo , el proceso por el cual el suelo libera de forma natural dióxido de carbono a la atmósfera, es un ejemplo de ello. En las zonas donde la humedad del suelo no es un factor limitante (la humedad es una parte clave del proceso de respiración), la respiración del suelo aumenta con el aumento de las temperaturas; por lo tanto, los patrones de respiración forman el gradiente y se observan mayores emisiones en los ecosistemas más cálidos. De manera similar, la tasa de precipitación tiene una correlación positiva con la respiración (ya que la humedad ya no se convierte en un factor limitante). Por lo tanto, no solo es su propio gradiente (precipitación promedio en un rango), sino que también se conecta con el gradiente de respiración y lo impacta. ^[10]

Los gradientes de altitud son un factor clave para comprender los patrones de migración debido a los efectos del calentamiento global. A medida que aumentan las temperaturas, los árboles adaptados a climas más cálidos migrarán hacia zonas más altas para acceder a la luz solar y, por lo tanto, las poblaciones de árboles adaptados a climas templados o fríos y los hábitats adecuados para ellos se reducirán. ^[11]

Los gradientes ambientales no se limitan a las variaciones naturales de los factores ambientales en un rango amplio; también han sido creados por la actividad humana y la industrialización. La contaminación del aire está presente como un gradiente ambiental en áreas que contienen plantas de energía, fábricas y otras instalaciones que emiten contaminantes, al igual que las toxinas ambientales, como metales pesados, radiación y pesticidas; en términos generales, la concentración disminuye a medida que aumenta la distancia del sitio de origen. ^{[12] [13] [14]} Las diferencias en la exposición a estos elementos entre las poblaciones debido a la proximidad al sitio de origen se han convertido en una preocupación importante de los activistas ambientales y de salud pública, quienes citan las disparidades de salud vinculadas a estos gradientes como una preocupación de justicia ambiental . ^{[15] [16]}

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