ecología de comunidades: estructura y biodiversidad

7/31/2019 Ecología de comunidades: Estructura y biodiversidad

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Estructura y biodiversidad de la comunidad

Bosque tropical en Sudamérica

Comunidad dominada por árboles

Sabana africana

Comunidad dominada por mamíferos herbívoros

Comunidad- Conjunto de especies que se hallan en un hábitat

Hábitat- Área en que vive una especie, donde puede desarrollarse almenos parte de su ciclo de vida



Estructura de la comunidad

Se refiere al número y a laabundancia relativa de especiesen un hábitat

Muchas factores afectan la estructura de la comunidad:- Clima y topografía- Tipo y cantidad de alimento y otros recursos

- Adaptaciones de las especies a las condiciones delhábitat- Interacciones entre especies- Alteraciones ambientales a lo largo del tiempo

- Historia del hábitat (cómo se transformó en el tiempo)

Comunidad bentónica de la plataformacontinental: Animales, algas y microor-ganismos que habitan en el lecho marino.



Nicho

La función ecológica singular decada especie en una comunidad

Se describe en términos de condiciones, recursos e

interacciones necesarias para la supervivencia y lareproducción

Categorías de interacciones entre especies:

- comensalismo: beneficia a una especie y no daña a laotra

- mutualismo: beneficia a ambas especies

- competencia interespecífica: daña a ambas especies

Zopilote común (Coragyps atratus )Nicho: carroñero. © 2003 Jim Frazier



Categorías de interacciones entre especiesDepredación y parasitismo favorecen a una especie, pero perjudican a otra u

otras- Depredadores: Organismos de vida libre que

matan a su presa. Ej., tiburón

- Parásitos: Organismos que viven dentro de o sobre un hospedero.Ej., pulga. Generalm. el hospedero se debilita, pero no muere

Simbiontes (fenómeno de simbiosis) - Especies que pasan la mayor parte del ciclo de vida asociadasestrechamente. Ej., hormigas Azteca y los árboles de guarumo (Cecropia )

CoevoluciónDos especies interactúan tan estrechamente a lo largo del tiempo quecada una se convierte en un agente selectivo de la otray ambas evolucionan juntas.

Ej., heliconias y los colibríes que las polinizan



Mutualismo

Interacción entre especies, en la que cada especie sacaprovecho al asociarse con la otra- Plantas floríferas y animales polinizadores- Aves dispersoras de semillas - Líquenes, micorrizas y bacterias fijadoras

de nitrógeno ayudan a las plantas a obtenernutrientes

Mitocondrias y cloroplastos se originaron comoendosimbiontes mutualistas

Zonotrichia capensis



Mutualismo

Algunos mutualistas no pueden completar su ciclo devida sin la especie que interactúaEj. Las especies del género Yucca (Agavaceae) y las

polillas que se alimentan de sus flores y las polinizan



Mutualismo

Algunos organismos mutualistas se defiendenrecíprocamente. Ej., la anémona marina (con célulasurticantes en los tentáculos) sirve de refugio al pezpayaso, que la defiende de otros peces que muerdenlos tentáculos



Interacciones competitivasGeneralmente los recursos (ej., alimento, territorio, madrigueras)

son limitados, pero los individuos de especies diferentes a

menudo compiten por tenerlosSin embargo, la competencia (intraespecífica) entre individuos de

la misma especie es más intensa que la competenciainterespecífica. Ej., una plaga de ratas

Competencia interespecífica- Competencia por interferencia: Una especie evita activamenteque otra use un recurso importante

- Competencia por explotación: Una especie usa un recurso yasí reduce la cantidad disponible para individuos de otrasespecies. Ej., pumas y jaguares que cazan saínos, venados yotros animales en un solo hábitat



Efectos de la competencia

Exclusión competitivaCuando dos especies necesitan el mismo recurso limitante para

sobrevivir o reproducirse en un hábitat determinado, el mejorcompetidor se impone y provoca la extinción de la especie menoscompetitiva

En general, los competidores pueden coexistir cuando nonecesitan exactamente los mismos recursos. Sin embargo, lacompetencia limita el crecimiento poblacional de ambasespecies. Ej.: cultivo de dos spp. de Paramecium conpreferencias alimenticias diferentes: una come bacterias y la

otra levaduras. Ambas coexisten, pero las poblaciones sereducen si crecen juntas.



Exclusión competitiva en Paramecium

Gráficos que ilustran el resultado de los experimentos de competencia realizados por el ecólogo ruso Georgii F. Gause con dos

especies de protistas ciliados: Paramecium caudatum y P. aurelia . Estas dos especies no pueden coexistir, porque ambas sealimentan de bacterias del medio de cultivo. Estos resultados corroboran el principio de exclusión competitiva.

Cultivosseparados:Crecimientologístico(curvas en S) yestabilidad

poblacional

Spp. juntas encultivo:exclusióncompetitiva;extinción de P.caudatum



Distribución de recursos

La subdivisión de un recurso esencial reduce lacompetencia entre especies que lo necesitan

Ejs.:- Las raíces de especies de plantas diferentes queviven en el mismo sitio absorben agua y nutrientes a

diferentes profundidades- Las aves de diferentes especies buscan comida yrefugio a diversas alturas del bosque: unas en el

sotobosque, otras a alturas medias, otras en lascopas (parte más alta) de los árboles

Pájaro bobo (Momotus momota ), en suelo y vegetación baja,

y oropéndola (Psarocolius montezuma ) en árboles altos



Interacciones entre depredador y presa

Los depredadores sonconsumidores que obtienenenergía y nutrientes alcapturar, matar y devorarpresas

La abundancia relativa dedepredadores y presas varíacon el tiempo en respuesta ainteracciones específicas ycambio de las condiciones

ambientalesGrandes depredadores del pasado

fueron muy exitosos. Ej., Smilodon (tigre dientes de sable), que se

extinguió hace ca . 10 000 años

lobo

jaguar

tigre dientes de sable



Respuestas del depredador a la densidad de presas

Númerode

presasmatadaspordepreda-dor por

unidaddetiempo

Densidad de población de la presa

Respuesta tipo 1 (depredador pasivo)

- El número de presas muertasdepende de la densidad de presas. Laproporción de presas capturadas esconstante

Respuesta tipo 2- El consumo de presas es alto alinicio; después se nivela cuando el

depredador se ha saciado. Así elnúmero de presas muertas dependede la capacidad del depredador paracapturarlas, devorarlas y digerirlas

Respuesta tipo 3- Cuando la densidad de presas es

baja, la captura es más difícil. Por esola respuesta del depredador es baja.El número de presas muertasaumenta sólo cuando la densidad depresas alcanza cierto nivel



Respuesta tipo 2 en la naturaleza. En un mes de invierno en Alaska cuatro jaurías delobos (Canis lupus ) cazaron caribúes (Rangifer tarandus ). Al inicio el número de presasmuertas fue mayor; después, cuando los lobos se saciaron, la curva se niveló.

Respuesta del depredador a la densidad de presas

Nú-me-rodepre-sasmuer-

taspordía

Caribúes por kilómetro cuadrado



Cambios cíclicos en la abundancia de depredador y presa

Oscilaciones de la densidad de la liebre y del lince árticos, con

base en el número de pieles comercializadas en la Compañíade la Bahía de Hudson, durante casi un siglo

El retraso en el tiempo de respuesta del depredador a la densidad de la presapuede producir cambios cíclicos en la abundancia de ambos. Cuando la

densidad de presas es baja, la población del depredador se reduce; entoncesaumenta la tasa de natalidad de la presa y su población aumenta. Con másalimento disponible, aumenta la población del depredador y se reduce la de lapresa.

La interacción entredepredador y presa

realmente es máscompleja que lo queilustra el gráfico. Generalmenteintervienen otrosfactores: clima (ej.inviernos muy fríos),

abundancia de alimento(plantas) para la presa,presencia de otrosdepredadores,búsqueda de otraspresas, efecto deenfermedadescontagiosas y

patógenos, etc.



Coevolución de depredadores y presas

Las poblaciones de depredadores y presas ejercen presionesselectivas recíprocas

Rasgos genéticos que permiten a la presa escapar se volveránmás frecuentes en la población. Ej., patas más fuertes

Una mejor defensa de la presa creará en el depredador unapresión selectiva, para mejorar la capacidad de ataque y captura

Una carrera armamentista evolutiva- Los depredadores ejercen presión selectiva de mejores

defensas en la presa. Las presas mejoradas seleccionan

depredadores más eficientesDefensas de las presas: exoesqueletos, sabor desagradable,

compuestos químicos tóxicos, coloración de aviso, mimetismo,mal olor (zorrillo hediondo), aguijones, adaptaciones físicas

como camuflaje y patas más largas y más fuertes



Interacciones entre parásito y hospedero

Los parásitos viven todo o parte de su ciclo de vida dentro de osobre otros organismos, de los que roban nutrientes

Los parásitos dañan, pero generalmente no matan a suhospedero

- Algunos son patógenos, causan esterilidad o hacen al hospedero

más vulnerable a depredadores o enfermedades

Hospederos y vectores de parásitos- Algunos parásitos pasan toda su vida dentro de o sobre unsolo hospedero- Otros parásitos tienen diferentes hospederos en varias etapasde su ciclo de vida. Los vectores (ej. insectos) llevanun parásito de un hospedero a otro

ácaro de la sarna

Mosquito del dengue (Aedes aegypti )

Pl t á it



Plantas parásitas

Algunas plantas no son fotosintéticas;

obtienen nutrientes de una plantaparasitada (tres ejemplos a la derecha)

Algunas plantas fotosintéticas (ej., matapalos)roban nutrientes y agua de una planta

hospedera

Invertebrados parásitos

Tenias (céstodos), tremátodos, nemátodos,garrapatas, muchos insectos, algunoscrustáceos

Conopholis

Corynaea

Apodanthes (flores en tronco)

nemátodo



Parasitoides y parásitos sociales

Parasitoides- Insectos que ponen huevos en otros insectos- La larvas se alimentan del hospedero y lo matan.Ejs.: fóridos (mosquitas) e icneumónidos(avispitas)

- 15% de insectos pueden ser parasitoides

Parásitos sociales- Animales que se aprovechan delcomportamiento de un hospederopara completar su ciclo de vida- Ej.: cucos y otra aves

A t d t l bi ló i



Agentes de control biológico

Algunos parásitos y parasitoides se críancomercialmente para usarlos como agentes de control

biológicoEj.: Avispas parasitoides que ponen huevos en áfidos que

atacan cultivos



Sucesión ecológica

Proceso en el que un conjunto de

especies reemplaza a otro alpasar el tiempo

Puede ocurrir en un hábitat

nuevo, como una islavolcánica recién surgida o enel área de un terraplén(sucesión primaria)

Puede ocurrir en una región

alterada, en la quepreviamente hubo unacomunidad(sucesión secundaria)

E i i



Especies pioneras

Son colonizadoras oportunistas de hábitats nuevos o hábitatsabandonados o destruidos

- La sucesión primaria empieza cuando las especies pioneras(ejs., líquenes y musgos) colonizan un hábitat ruderal sin suelo- Las pioneras mejoran el ambiente (suelo, humedad, textura,porosidad), de modo que facilitan la colonización de lasiguiente generación de especies (sobre todo plantas)

Factores que afectan la sucesión- El conjunto de especies (composición de especies) de unacomunidad cambia frecuentemente y de modo impredecible

- Las especies que conforman una comunidad dependen de(1) factores físicos, como el clima,(2) factores bióticos, como cuáles especies llegaron primero, y(3) grado de alteración del ambiente

I d ió d i bi



Introducción de especies en ambientes nuevos

Intencional o accidentalmente, la gente lleva especies extrañas (“exóticas”) aotras regiones

Especie introducida (“exótica”)

- Dispersada desde su hábitat natural, se establecepermanentemente en un hábitat nuevo

- Con frecuencia compite con algunas especies nativas que sonecológicamente equivalentes, porque en el hábitat nuevo laespecie introducida no tiene los competidores, depredadores,parásitos ni enfermedades que la mantuvieron controlada en el

hábitat originalCiertas especies invasoras, introducidas por actividades humanas, están

afectando las comunidades nativas de todos los continentes.Este problema es más serio en islas solitarias y en archipiélagos oceánicos

C j A t li



Conejos en Australia

En 1859 un finquero importó y liberó dos docenas de conejoseuropeos. Sin enemigos naturales, se convirtieron en una

plaga de 200 a 300 millonesDesastre ecológico por pérdida de vegetación y reducción dealimento para animales nativosGran costo económico y científico para poder controlar la

plaga.

P t bi áfi l t t d l id d



Patrones biogeográficos en la estructura de las comunidades

Biogeografía

- Estudio científico de la distribución geográfica de las especies enambientes naturales

- Los patrones de distribución son distintos en hábitats y regionesdiferentes

Tanto en tierra firme como en ambientes marinos:

Generalmente la riqueza de especies es mayor en los trópicosy se reduce progresivamente hacia los polos- Los hábitats tropicales tienen condiciones que permiten un mayor

número de especies (temperatura, humedad, temporada decrecimiento más larga)

- Las comunidades tropicales a menudo han estado evolucionandodurante mayor tiempo que las de zonas templadas más frías- La riqueza de especies puede auto-reforzarse.

Por ej., mayor número de especies de árboles tropicales permitevivir a mayor número de animales herbívoros, depredadores de

herbívoros, polinizadores, parásitos, parasitoides, etc.

M d l d ilib i d l bi fí d i l



Modelo de equilibrio de la biogeografía de islas

El número de especies en una isla refleja un equilibrio entre tasade inmigración de nuevas especies y tasa de extinción de

especies establecidas- La distancia de una isla a una fuente de colonización afecta lainmigración (efecto de distancia)

- El tamaño de una isla afecta las tasas de inmigración y deextinción (efecto de área)

* El modelo de equilibrio de la biogeografía de islas puede usarsepara describir los parques nacionales y otras áreas protegidas

como islas en medio de un mar de hábitats degradados

* La poblaciones isleñas enfrentan presiones selectivas diferentesy evolucionan de modo diferente a los parientes que quedaronen el continente

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