Artículo Volumen 5, 2025

Predation and exploitative competition in a two-dimensional system

Autor(es)

Enith A. Gómez-Hernández, Viviana Rivera-Estay, Laura M. Romero-Parada

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ABSTRACT

Intraguild predation (IGP) arises when two consumer species exploit the same resource and also interact through predation. Classical models of IGP typically include three dynamical variables and describe the resource explicitly. Here we introduce a reduced predator-prey model in which both species depend on a shared resource that is not modeled directly. Instead, resource use is represented through reciprocal reductions of carrying capacities, which captures the main mechanisms of IGP in a two dimensional system that remains analytically tractable. The model exhibits extinction equilibrium, exclusion equilibrium, and up to two coexistence equilibrium. We show that at most one of the coexistence equilibrium is locally stable. These outcomes depend on the balance between prey reproduction and the combined effects of predation and exploitative competition. Prey extinction occurs when its reproductive potential is lower than these antagonistic pressures, while coexistence becomes possible when reproduction is sufficiently high. The analysis also reveals that no local oscillations can arise, which suggests that exploitative competition has a stabilizing effect on the system. This reduced formulation provides a compact mechanistic framework for studying IGP when resource dynamics are assumed constant or secondary. It also serves as a useful basis for extending classical models and examining how asymmetric resource use influences species coexistence or exclusion.

RESUMEN

La depredación intragremial ocurre cuando dos especies consumidoras explotan un mismo recurso y además interactúan mediante depredación. Los modelos clásicos de depredación intragremial suelen incluir tres variables dinámicas y describir explícitamente el recurso. Aquí introducimos un modelo reducido de depredador–presa en el cual ambas especies dependen de un recurso compartido que no se modela directamente; su efecto se incorpora mediante reducciones recíprocas en las capacidades de carga, capturando los mecanismos esenciales de la depredación intragremial en un sistema bidimensional. El modelo presenta equilibrios de extinción, exclusión y por lo menos dos equilibrios de coexistencia, de los cuales a lo sumo uno puede ser localmente estable. Estos resultados dependen de la relación entre la reproducción de la presa y los efectos combinados de la depredación y la competencia por explotación. La presa se extingue cuando su capacidad reproductiva es insuficiente frente a estas presiones, mientras que la coexistencia surge cuando la reproducción es suficientemente alta. El análisis también demuestra que no aparecen oscilaciones locales, lo que indica un efecto estabilizador de la competencia por explotación. Esta formulación ofrece un marco para analizar la depredación intragremial cuando la dinámica del recurso se considera constante o secundaria, y sirve como base para extender modelos clásicos y analizar cómo el uso asimétrico del recurso afecta la coexistencia o exclusión de especies.