RESUMEN

La pregunta central de la ecología de comunidades es cómo coexisten las especies en una comunidad ecológica. En esta tradición, los individuos pertenecientes a especies constituyen la unidad biológica en la que se concentran las observaciones. Los individuos producen interacciones, y las interacciones dependen de los individuos. Así, la dualidad individuo/población y las interacciones resultantes entre estas entidades estructuran su coexistencia, y el medio abiótico es el espacio condicionante que, al afectar a los individuos, se convierte en otro factor estructurante. Así, las interacciones ecológicas entre los individuos de una comunidad corresponden a entidades conceptualmente secundarias, resultantes como mera consecuencia de las propiedades de los individuos (por ejemplo, alimentación, lucha, reproducción), y entonces se busca generalmente hallar la mínima cantidad de interaciones primarias para determinar la estructuración de una comunidad. Dichas interacciones se describen como términos de un sistema dinámico, enlaces de una red o reglas en un modelo basado en agentes. Sin embargo, ninguno de estos marcos puede simultáneamente i) estudiar sistemas de gran tamaño, ii) describir en detalle los mecanismos de interacción, y iii) proporcionar métodos analíticos de comparación entre modelos. Aquí revisamos las características de estos marcos de modelización e introducimos el lenguaje de las redes de reacción, nativo de la biología de sistemas, como un método alternativo en el que se pueden conseguir simultáneamente estas tres características. Las redes de reacción requieren un cambio de paradigma, ya que las características de las especies y del entorno abiótico tienen la misma importancia, y el foco no está en las interacciones de las especies en sí, sino en procesos más generales de intercambio de condiciones para la persistencia de toda la comunidad.

ABSTRACT

The central question in community ecology is explaining how species coexist in a ecological community. In this tradition, individuals belonging to species constitute the biological unit on which observations are concentrated. Individuals produce interactions, and the interactions depend on the individuals. Thus, the individual/population duality and the resulting interactions between these entities are the structuring forces, and the abiotic environment is the conditioning space that, by affecting individuals, becomes another structuring factor. Thus, ecological interactions among individuals in a community emerge as secondary entities resulting as the mere consequence of the properties of individuals (e.g., feeding, fighting, reproduction), and the set of key interactions are candidates for primary causes of community structuring. The modeling of ecological communities is done either by describing their interactions as terms of a dynamical system, links of a network, or rules in agent-based model. However, none of these frameworks can simultaneously i) handle large size systems, while ii) describing interaction mechanisms in detail, and iii) providing ways to compare different models not only based on dynamical results. Here we review the features of these modeling frameworks and introduce the language of reaction networks, native to systems biology, as an alternative method where these three features can be simultaneously achieved. Reaction networks require a paradigm shift as features of species and abiotic environment have the same importance, and the focus is not on the species interactions themselves, but on more general processes of exchange of conditions for the persistence of the whole community.