introduccion clase i
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biodiversidadTRANSCRIPT
Programa del Curso• • Tema 1 :Conceptos Básicos:• • Especies y poblaciones• Ecosistemas y sus componentes• Equilibrio dinámico de los ecosistemas naturales• Biodiversidad y sus tipos• Biodiversidad de grupos • Otros Indicadores de alta biodiversidad en Costa Rica• • Tema 2: Causas de la alta diversidad biológica de Costa Rica• • Posición geográfica en el planeta• Historia geológica, vulcanismo y tectónica de placas• Orografía• El clima y sus variaciones• Características de los suelos
(cont.) Programa del curso• • Tema 3: Zonas de vida y endemismo en Costa Rica• • Concepto de Zonas de Vida y Asociaciones Ecológicas• Principales zonas de Vida y sus características• Los bosques tropicales• Riqueza marina y costera• Endemismo y sus causas• Tema 4: Amenazas a la biodiversidad• • Destrucción de los bosques y otros ambientes• La explosión demográfica• El cambio climático• Extinción de especies• Impacto de la pérdida de la biodiversidad•
(cont.) Programa del curso• Tema 5: Usos y conservación de la biodiversidad• • Principales usos• Valor económico, social y cultural• Prospección de la biodiversidad• Inventario de la Biodiversidad• Conservación y legislación ambiental• Estrategia Nacional de Conservación y Uso de la Biodiversidad• Perspectivas futuras
Características del curso
• El horario del curso será: Lunes de 8:00 a.m. a 10:50 a.m
• El curso dará inicio el: Lunes 13 de agosto 2007• Y finalizará Lunes 26 de noviembre 2007
Características del curso• METODOLOGIA• • El curso consta de clases magistrales, así como de discusión de lecturas y materiales audiovisuales. •
• CRONOGRAMA• Tema 1: Semanas 1, 2, 3• Tema 2: Semanas 4 y 5• Tema 3: Semanas 6, 7 y 8• Tema 4: Semanas 9, 10, 11 y 12• Tema 5: Semanas 13, 14, 15 y 16• •
Sistema de evaluación
• EVALUACION• • 2 Exámenes parciales 25% c/u• Lecturas y Tareas 10%• 1 Examen Final 30 %• Trabajo Final 10%
•
• Primer examen parcial: 17 de setiembre• Segundo Examen Parcial: 22 de octubre• Examen Final: 26 de noviembre
ACTTempisque
ACG Guanacaste ACHN
Arenal Huetar Norte
ACAArenalACCVC
Cordil. Volcan. Cent.
ACTOTortuguero
ACLA-CLa Amistad Caribe
ACLA-PLa Amistad Pacifico
ACOSAOsa
ACOPACPacifico CentralACMIC
Marina Isla del Coco
Áreas deÁreas de ConservaciónConservaciónEs una unidad territorial administrativamente delimitada, en donde se interrelacionan actividades tanto privadas
como estatales y se buscan soluciones conjuntas, orientadas por estrategias de conservación y desarrollo
sostenible de los recursos naturales.
BRIBRIBRUNKACABECARCHOROTEGAGUAYMIHUETARMALEKUTERRABA
8 Grupos Etnicos:
Hay 23 Reservas Indígenas en todo el
país
Area total: 338,257 ha
RESERVAS INDÍGENASRESERVAS INDÍGENAS
Ecología“Costa Rica es mundialmente conocido por su selva tropical”
130 especies de peces de río
1,000 especies de mariposas
112 volcanes
10 a 12,000 especies de plantas
Como definir ‘biodiversidad’? Formas de medir biodiversidad Biodiversidad y su relación con la
manera en que funcionan los ecosistemas
Métodos taxonómicos usados en relación a la cuantificación y estudio de la diversidad?
La suma de toda la variación biotica desde el nivel de genes a ecositemas.
El número, variedad, y variabilidad de organismos vivos en una área cuantificada.
Biodiversidad y Diversidad
La Diversidad es un concepto ecológico que incorpora los términos de riqueza específica y constancia de abundancias relativas de especies.La Biodiversidad es una contracción de las palabras diversidad biológica que engloba la variabilidad biológica a lo largo de todas las escalas, desde los genes hasta las especies, ecosistemas, paisajes, etc.
Conceptos de ecología
Deriva del griego “oikos” que significa hogar
Krebs (uno de los más eminentes ecólogos modernos) definió a la ecología como: “…scientific study of the interactions that determine the distribution and abundanceof organisms”
Nosotros la definimos como el estudio científico de las interacciones entre los organismos y su ambiente
ECOLOGIA: INTERRELACIÓN DE LOS ORGANISMOS CON SU MEDIO.
temperatura
humedad
alimentos
refugiosluz
Individuo
Otros individuos
Ramas de la Ecología
Ecofisiología
Ecología de poblaciones
Ecología de comunidades
Ecología de ecosistemas
Ecología del paisaje
Ecología de la conservación
Ecología evolutiva
Relación de la ecología con otras áreas de la biología
Fisiología
EtologíaGenética
Evolución
Ecología
Ecología del comportamiento
Ecología de la restauración
El medio ambiente presenta diversas características que se definen por su condición y recurso
Condiciones: características físico químicas del ambiente que determinan donde puede vivir un individuo: sobrevivir, crecer o reproducirse
Recursos: son las cosas que los organismos consumen para poder sobrevivir, crecer o reproducirse.
ECOLOGIA: INTERRELACIÓN DE LOS ORGANISMOS CON SU MEDIO.
temperatura
humedad
alimentos
refugiosluz
Individuo
Otros individuos
¿Cómo son los otros organismos?Dentro y entre especies
Qué se observa en esta foto?
El ambiente es un término amplio que incluye todas las condiciones y factores externos (vivientes y no vivientes) que le afectan a cualquier organismo o forma de vida.
La ecología analiza las interrelaciones de los organismos con su medio ambiente físico y biótico. Es el estudio de organismos en su hábitat. Intenta explicar dónde se encuentran los organismos, cuántos hay y por qué. Busca entender de que manera actúa un organismo sobre su ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el organismo.
Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones que existen en un ecosistema toma conocimiento de botánica, zoología, fisiología, genética y otras disciplinas como la física y la geología.
ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTEECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE
INTRODUCCIONINTRODUCCION Organización de la materia
Como vimos existen distintos niveles de organización de la materia de acuerdo al tamaño y a la función. Éste es un modo en que los científicos clasifican los patrones de la materia que se encuentran en la naturaleza:
Universo
Galaxias
Sistemas solares
Planetas
Tierra
Biósfera
Ecosistemas
Comunidades
Poblaciones
Organismos
Sistemas de órganos
Órganos
Tejidos
Células
Protoplásma
Moléculas
Átomos
Partículas subatómicas
Poblaciones: conjunto de organismos de la misma especie que conviven en tiempo y espacio.
Organismo: unidad funcional, con un genotipo distinto que le da propiedades y características distintas.
Biósfera: Es el conjunto de organismos del planeta. El ecosistema gigante.
Comunidades: grupos de poblaciones de distintas especies que coexisten o cohabitan en tiempo y espacio. .
Ecosistemas: sistema funcional formado por una comunidad integrada en su medio.
Ámbito de la Ámbito de la ECOLOGÍAECOLOGÍA
Poblaciones: Conjunto de individuos de la misma especie que conviven en un tiempo y lugar.
Características: variación de abundancia en tiempo y espacio
Comunidades: conjunto de poblaciones de distintas especies que coexisten en un tiempo y lugar
Características: composición de especies, relaciones tróficas, interacciones
Ecosistema: comunidad + ambiente físico
Características: flujo de materia y energía entre los organismos y entre ellos y el medio
Biota/comunidad biótica: agrupamiento de plantas, animales y microbios que observamos al estudiar bosques, pastizales, charcas, arrecifes y áreas inexploradas.
Factores abióticos: elementos físicos y químicos inertes. Ej: el agua, la humedad, la temperatura, la salinidad, la clase del suelo.
El ecosistema: sistema funcional formado por una comunidad integrada en su medio. Es la comunidad biótica y las condiciones abióticas en las que viven sus elementos.
El bioma: agrupamiento de todos los ecosistemas de la misma clase. Ej: el bioma de los bosques templados del sur incluye diversas comunidades arbóreas dominadas por distintas especies de árboles.
La biosfera: es el conjunto de los ecosistemas naturales desarrollados en el seno de los mares o en la superficie de los continentes. Es el conjunto de organismos del planeta. Un solo ecosistema gigantesco.
NIVELES DE ORGANIZACIONNIVELES DE ORGANIZACION
Ecosistemas
¿Qué es un ecosistema?
ECOSISTEMASECOSISTEMAS
Cualquier comunidad biótica más o menos delimitada que vive
en cierto ambiente.
Es el conjunto formado por un sustrato físico (biotopo) y una
parte viva (biocenosis).
Son ejemplos de ecosistema un lago, una zona litoral, una
marisma, un área de bosque mediterráneo, etc.
Puesto que ningún organismo puede vivir fuera de su ambiente o sin
relacionarse con otras especies, es la unidad funcional de la vida sostenible en
la tierra.
ECOSISTEMASECOSISTEMAS
¿Qué es un ecosistema?
Ecosistema Ecosistema y ecotonoecotono
ECOSISTEMASECOSISTEMAS
El ecotono conforma un hábitat característico El ecotono conforma un hábitat característico que alberga especies que no se encuentran en que alberga especies que no se encuentran en
los ecosistemas que lo rodean.los ecosistemas que lo rodean.
Ecosistema 1 Ecosistema 2Ecotono (pantano)
Ecosistema terrestre
Ecosistema acuático
Ecosistema de transición
Hay 2 aspectos fundamentales en cualquier ecosistema:
LOS FACTORES AMBIENTALES ABIÓTICOSLA ESTRUCTURA BIÓTICA
3 categorías de organismo:
Productores: elaboran su propio alimento. Principalmente plantas verdes. Son los que con la energía de la luz convierten las sustancias inorgánicas en orgánicas.
Consumidores: se alimentan de los productores o de otros consumidores.
Saprofitos y descomponedores: se alimentan de materia orgánica muerta.
Basada en las relaciones de alimentación
Principales:
Régimen de lluvias: monto y distribución anual y humedad del suelo. Temperatura: extremos de frio y calor, promedio. Luz Viento Nutrientes químicos PH (acidez) Salinidad Incendios
Agentes físicos y químicos.
FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMASFUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
Los ciclos de los nutrientes.
Productores
Los productos y subproductos de cada grupo de organismo (productores, consumidores, saprofitos y descomponedores) son la comida y los nutrientes esenciales del otro.
Consumidores Saprófitos y descomponedores
Autótofos: elaboran su propia materia orgánica
Heterótrofos: se alimentan de materia orgánica para obtener energía
Plantas verdes, bacterias
fotosintéticas y bacterias
quimiosintéticas
Primaros (herbívoros), Omnívoros (herbívoros o carnívoros), Secundarios (se alimentan de los
primarios), de Orden superior (se alimentan de otros carnívoros) y Parásitos (toman como huésped a otra
planta o animal)
Descomponedores (se alimentan de putrefacción) Saprófitos primarios (se alimentan de detritos) y
Saprófitos secundarios
La materia orgánica y el oxígeno que producen las plantas verdes son los alimentos y el oxigeno que necesitan los heterótrofos. Y el dióxido de carbono y otros desechos que éstos generan son exactamente los
nutrientes que necesitan las plantas.
FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMASFUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
Este reciclaje es fundamental por 2 cosas:
evita los desperdicios la acumulación causaría problemas
asegura que el ecosistema no se quede sin elementos esenciales.
Principios del funcionamiento de los ecosistemas.
Un ecosistema sostenible debe tener 3 características básicas:
el reciclado de los nutrientes.
el aprovechamiento de la luz solar como fuente básica de energía.
poblaciones de dimensiones que no tengan un consumo excesivo.
FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMASFUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
Principios básicos de la sostenibilidad de los ecosistemas
¿Por qué en regiones diferentes se presentan ecosistemas distintos?
La respuesta general viene dada por dos tipos de observaciones: Primero, las diferentes regiones del mundo tienen condiciones climáticas muy diferentes. Segundo, las plantas y animales están específicamente adaptadas a condiciones particulares especies diferentes prosperan en condiciones distintas. Cada especie tiene diferentes punto óptimo, zonas de tensión y límites de tolerancia y está intimamente ligado a su composición genética y la variedad de su población.
Por lo tanto, es lógico asumir que las plantas y animales se limiten a las regiones o localidades donde sus propias adaptaciones correspondan a las condiciones prevalecientes.
CLASIFICACION DE LOS ECOSISTEMASCLASIFICACION DE LOS ECOSISTEMAS
La ecología tiene ramas o disciplinas según las relaciones que se establezcan entre los individuos, su hábitat, poblaciones, etc. que son las siguientes:
La autoeclogia o ecología del individuo. La ecología de las poblaciones o demoecología. La sinecología o ecología de las comunidades y
ecosistemas. La ecología cultural. La ecología humana La ecología sociológica.
ELEL
MMUUNNDDOO
DEDE LALA
EECCOOLLOOGGIIAA
La autoecología o ecología del individuo: estudia el hábitat y los efectos y reacciones que produce sobre un organismo.
La ecología de poblaciones o demoecología: se ocupa de las relaciones que los individuos establecen entre si, y con su propio entorno, cuando se agrupan en poblaciones.
La sinecología o ecología de las comunidades y ecosistemas: estudia la interacción de las poblaciones entre si y con el medio que ocupan.
La ecología cultural: estudia los modos en que el hombre se relaciona con el ambiente y en que las actividades humanas afectan a este. Intenta explicar el origen de los rasgos culturales característicos y las formas que caracterizan la distintas zonas.
La ecología humana: estudia la organización y desarrollo de las relaciones funcionales de las distintas comunidades humanas en el proceso de adaptación al medio ambiente.
La ecología sociológica: es la disciplina del campo de las ciencias sociales que se ocupa del estudio de las relaciones del hombre con el medio geográfico.
Centra su atención en las relaciones humanas que se desarrollan en la acción de una población frente a su medio urbano.
La ecología analiza la distribución de la población en el espacio según categorías étnicas, lingüísticas o sociales, e intenta establecer la relación entre las modificaciones de la estructura social y las que producen en el espacio habitado.
•Producción de alimentos y productos vegetales
•Cría y explotación de especies animales
•Pesquerías
• Explotación forestal
•Almacenamiento de alimentos
•Control de malezas, plagas y patógenos
•Preservación del suelo
•Manejo de pastizales
•Epidemiología
•Control de la Contaminación
•Demografía humana
•Conservación de la biodiversidad
AREAS DE APLICACIÓN DE LA ECOLOGÍA
Todo esta relacionado con lo demás: Ningún animal, planta o
microorganismo existe en aislamiento total y ningún factor (físico o biótico) opera en completa independencia a esta ley se le conoce como principio de interdependencia.
En la naturaleza no existe desperdicio. Lo que expulsa un organismo como desperdicio, es tomado por otro como alimento.
Nada desaparece, solo cambia de sitio. Asi grandes cantidades de materiales que han sido extraidos de la tierra, convertidos en nuevas formas, tirados sin tener en cuenta que todo va a parar a alguna parte.
La naturaleza sabe lo que hace: todo cambio importante realizado por el hombre en un sistema natural resultará, probablemente, perjudicial para este sistema.
No existe la comida en balde: En ecología, como en economía, no
hay ganancia que no cueste algo. Cualquier cosa que es extraida del medio por medio del esfuerzo humano debe ser remplazada.
Cuales son los componentes del medio ambiente?
Abioticos (temperatura, luz, agua,minerales, aire)
Bioticos (formas vivientes; como ellosInteractuan con otros y los componentesabióticos)
Como se estudian estas interaciones ?
Ecología de los organismos- Como hacen los organimos con los límites abióticos de su medio?
Ecología de poblaciones –que factores afectan la densidad de poblaciones y crecimiento?
Ecología de comunidades - interacciones entre especies: predación,competencia,
simbiosis
Ecología Ecosistemas – flujo de energía, ciclo de nutrientes (componentes abiotico son también considerados)
Biosfera- desde las altas montañas a la profundidad de los oceanos
Componentes Abioticos
I. Luz solarSignificado de la luz solar?Factores que afectan el acceso a la luz solar?
terrestreaquaticos
II. Aguaterrestreorganismos acuáticos
III. Temperaturaefecto sobre el metabolismo
distribución de los organismosorganismos“sangre caliente” y
“sangre fría”
IV. Efecto del viento sobre la homeostasisreproducciónpatrones de crecimiento
V. Rocas y sueloefecto sobre la distribución, densidad de
los organismos
VI. Desastres naturalessucesióneventos raros (erupciones volcanicas)eventos más frecuentes (fuego)causas humanas (derrame de petroleo)
Proveerse de alimento
Como alimento
Competencia
No interactuar
predación
parasitismos
interespecífica
intraespecífica
AMBIENTES HOMOGENEOS
AMBIENTES HETEROGENEOS
El ambiente puede ser heterogéneo en cuanto a las condiciones y recursos
•Los individuos tienen un rango de tolerancia
A
A
Distinta intensidad Distinta disponibilidad
•Los individuos pueden diferir en su tolerancia
B
A
B
C
Supervivencia
+ húmedo + seco
+ frío
+ cálido
Rango de tolerancia
Rango de tolerancia
RANGO DE TOLERANCIA
Crecimiento
Supervivencia
+ húmedo + seco
+ frío
+ cálido
Rango de tolerancia
Rango de tolerancia
RANGO DE TOLERANCIA
Rango de tolerancia: rango de intensidades de una condición o disponibilidad un recurso donde los individuos de una especie pueden al menos sobrevivir
Nicho ecológico de la especie: ESPACIO MULTIDIMENSIONAL donde se puede mantener una población viable
Reproducción
Crecimiento
Supervivencia
+ húmedo + seco
+ frío
+ cálido
Rango de tolerancia
Rango de tolerancia
RANGO DE TOLERANCIA
Condiciones: factores físico químicas del medio ambiente que influyen el desenvolvimiento de los individuos
•Temperatura, pH, salinidad
•No son consumidas. •Pueden ser modificadas por los organismos
Reproducción
Crecimiento
Supervivencia
Desenvolvimiento de los individuos
Intensidad de la condición
Comportamiento
Desenvolvimiento de los individuos
Intensidad de la condición
SupervCrec
Rep
El óptimo se encuentra a intensidades mínimas
Sustancias Tóxicas
Efectos de las condiciones y recursos
Comportamiento
Supervivencia
Crecimiento
Reproducción
Cambios evolutivos
Corto plazo
Sobre los IndividuosLargo plazo
Sobre la Especie
¿Qué es esto?
Biosfera
Ecosistema
Comunidad
Población
Organismo
El ecosistema: es la unidad fundamental de la ecología
Ecosistema—Comunidad auto-sostenible de organismos y el ambiente físico con el cuál interactuan. Consiste de los factores bióticos (vivo) y
abioticos (no vivo). Depende del sol como la única fuente de
energia, la energía fluye unidireccionalmente a través del ecosistema.
Algunos nutrientes y agua son tomadas por los organismos y ellos ciclan de regreso a los componentes abióticos del ecosistema.
Características generales de los ecosistemas
Están formados por elementos bióticos y abióticos
Son sistemas abiertos
La interacción entre elementos determina retroalimentación
Las interacciones determinan redes tróficas e informacionales
Son sistemas jerárquicos
Cambian en el tiempo
Tienen propiedades emergentes
•Biomasa
•Producción
•Descomposición/ Renovación de nutrientes
•Niveles tróficos
•Movimiento/transporte
•Fuentes de energía
•Ciclo hidrológico y de los elementos
Variables y procesos que definen un ecosistema
Ecología de Ecosistemas
Ecosistema
Comunidad Ambiente Físico
Seres vivosFormada por
Energía
Materia
Requieren
Luz
Compuestos minerales
CO2
Oxígeno
Compuesto por
proveen
El ecosistema es una Unidad Funcional
Los componentes están vinculados por el Flujo de materia y energía
La ecología de ecosistemas estudia los flujos de materia y energía.
Circulación de materia y energía
Autótrofos
HeterótrofosFuentes de energía y materia inorgánicas
Fuentes de energía y materia orgánicas
Se alimentan principalmente de organismos vivos
Se alimentan de organismos muertos, desechos, heces.
Descomponedores Consumidores
Producción
primariaProducción secundaria
Produce alimento Energía del sol es
convertido en energía química
Plantas Algas
Consume alimento por alimentación
Primario Secundario Terciario
Descompone cuerpos muertos y materia organica
Hongos Bacteria
Ecosistema
Seres vivos
Biomasa
Energía Química
Medio ambiente
Energía solar o química
Nutrientes
Oxígeno
CO2
Agua
Elementos constitutivos
Producción
primaria
Descomposición
Biomasa: Cantidad de materia en organismos/unidad de área :
toneladas/ha, Kcal/ha
E- quim
El cons
Producción secundaria
¿En qué unidades medimos la producción y la descomposición?
Producción
Acumulación de biomasa
Fijación de energía
Entonces las unidades serán:
∆ Biomasa
Referida a un tiempo y espacio
Toneladas/ha*año
Kg/m3* mes
Kcal/ha*año
Cal/m3*mes
∆Biomasa/ unidad de tiempo* unidad de área
∆Masa o peso/unidad de tiempo*unidad de área
∆ Energía/unidad de tiempo*unidad de área
Descomposición Degradación de la biomasa
Liberación de energía
Productores
Herbívoros
Carnívoros 1
Carnívoros 2
Disminuyen la biomasa y energía total del nivel trófico
Aumenta la cantidad de energía por unidad de biomasa
Producción primaria
Fijación de energía y síntesis de materia a partir de compuestos inorgánicos por parte de organismos autótrofos o productores
P. Primaria bruta
P. Primaria neta
PPB- R (incluye excreción y biosíntesis)
Total de la energía asimilada y biomasa sintetizada por los autótrofos
RespiraciónExcreción Costo de Biosíntesis
Biomasa y energía acumuladas disponibles para los siguientes niveles tróficos
Energía perdida materia que pasa a descomponedores o al medio
Producción secundaria
Fijación de energía y síntesis de materia a partir de compuestos orgánicos por parte de organismos heterótrofos
P. Secundaria bruta
P. Secundaria neta
PSB- R (incluye excreción y biosíntesis)
Total de la energía asimilada y biomasa sintetizada por los heterótrofos
RespiraciónExcreción Costo de Biosíntesis
Biomasa y energía acumuladas disponibles para los siguientes niveles tróficos
Energía perdida Materia que pasa a descomponedores o al medio
Productor
Consumidor
Consumidor
Consumidor
1,500,000
200,000
90,000
1
Productor
Consumidor
Consumidor
Consumidor
809 g/m2
37 g/m2
11 g/m2
1 g/m2
¿Cuántos niveles tróficos puede haber en un ecosistema?
La producción vegetal se sostiene a partir de la energía de la luz solar y de nutrientes inorgánicos.
A lo largo de la cadena trófica la energía fijada por las plantas se va perdiendo de acuerdo a las distintas eficiencias ecológicas
La producción primaria neta y la eficiencia ecológica promedio ponen un límite al número de niveles tróficos
Primer nivel trófico
2ndo nivel trófico
3er nivel trófico
4to nivel trófico
productores(fotosintetizadores) Consumidores
primarios(predadores de plantas)
Consumidoressecundarios
(predadores de herbivoros)Consumidor terciario(predador carnivoro)
kingfisher
great blue heronmerganser otter
dipper
steelhead roach stickleback newt caddis fly larva
snailfrog tadpolewater scavengerbeetle larva
tuft midge
diatomsgreen algae
blue-green algae
crayfish
garter snake
No cicla en un ecosistema Enérgia se pierde en cada niovel trófico El sol es la fuente de energía
Consumidor
Consumidor
Consumidor
Productor
Descomonedor
Sol
1,000,000
Calories
20,000
10,0005,000
5,0002,0001,000
2,000
1,000500
500
300200
6,700
Total 20,000
Carbono Nitrogeno Agua Temperatura Luz solar Etc
Combustible fósiles
plantas animales
organismos muertosDecomposición de animales muertos
2 respiraciónrespiración
1 fotosíntesis
Quema de Combustible fósiles
5
4 3
CO2 atmospherico
El ciclo del carbono
1 fijacion nitrogeno5
bacteria desnitrificante
3 decomposicion por bacteria y hongos
N2 atmosfericobacteria enNódulos de raicesDe plantas y En el suelo
nitrato (NO3)
4 bacteria nitrificante
ammonia (NH3)ammonium NH4+)
Desecho animalesOrganismos muertos
El ciclo de Nitrogeno
asimilacionanimales asimilacion
plantas2
El ciclo hidrológico
precipitaciónSobre el oceano
evaporación
Vapor de agua
90% 10%
escorrentia
oceano
PrecipiciónSobre tierra transpiración,
evaporación
Agua subterranea
Organización de comunidadesCompetencia:
•Gremios•Diferenciación de nicho•Partición del recurso•Superposición de nichos
Predación:•Regulación desde arriba y desde abajo•Especies claves•Efectos en la estructuración de comunidades
Disturbios:•Hipótesis de los disturbios intermedios
Mutualismos: Polinización Dispersión de semillas
Donde un organismo se encuentra Marino Agua dulce Copa de los árboles Bajo tierra etc
Como un organismo obtiene el alimento y los recursos para vivir “ocupación”
El rinoceronte come hojas y plantas leñosas
El rinoceronte blanco se alimenta de pastos y hierbas
Nicho post interactivo < Nicho pre interactivo
Se asume que las distintas dimensiones del nicho son independientes
Alimento
Humedad
Refugios
Nicho fundamentalNicho realizado
Especie 1 Especie 2
Alimento
Humedad
Refugios
Especie 1
Especie 2
¿Pueden compartir 2 especies el mismo nicho fundamental?
¿Pueden compartir 2 especies el mismo nicho realizado?
-Segregación de Nichos
- Principio de Exclusión Competitiva
Viviendo con el enemigo
Competencia
Gremio:Especies que explotan el mismo tipo de recurso de una manera similar
Dos especies compiten si:Utilizan el mismo recursoEl recurso es escasoLas especies coexisten
Principio de exclusión competitiva: Cdo 2 o más spp compiten por un recurso limitado solo la especie más eficiente competitivamente va a sobrevivir
Segregación de nicho:Proceso evolutivo de diferenciación de nichos para disminuir la competencia y poder coexistir
Se espera que cuando especies similares se encuentran separadas espacialmente la diferenciación de nichos sea menor quecuando están en coexistencia
Alopatría
Simpatría
Gradiente del recurso
Abu
ndan
cia
o Fr
ecue
ncia
Desplazamiento de caracteres:Divergencias morfológicas debidas a la segregación del nicho resultado de lacompetencia interespecífica
Partición del recursoEspacio, alimento, tiempo
Segregación fijada genéticamente:Diferenciación en caracteres morfológicos
Segregación comportamental
Tolf 1980
Exclusióncompetitiva
Tam
año
de la
pob
lació
n P. aurelia
P. caudatum
Tiempo (días)
Tiempo (días)Tam
año
de la
pob
lació
n
Partición derecursos
P. aurelia
P. bursaria
Exclusión Competitiva
Uno sobrevive, el otro muere
Partición de recursos
Minimiza el traslape de nichos
Los pinzones de Darwin han evolucinado Diferentes tipos de picos que les permiteProcesar diferentes tipos de alimento que Minimizan la competencia entre ellos.
pico
pico
AgostoAbrilEnero DiciembreMes
0
400
800
12000
4
8
12
16
Nive
l de
cant
oNi
vel t
esto
ster
ona
O
CH3
CH3OH
El efecto de la predación sobre la comunidaddepende del tipo de dieta, del comportamiento dealimentación y de la dominancia competitiva dela presa
Especialista: incluye uno/pocos tipos de presaen la dieta
Generalista: incluye varios tipos de presa en la dieta
Oportunista: consume las presas en la misma/similar proporción que están disponibles
Selectivo: prefiere alguna especie en particular
Previenen sobrepoblación Remueven de la población a enfermos
y débiles
Como los predadores controlan la poblaciónde las presas?
Conforme una población crece, más oportunidades para los depredadores. conforme los predadores cambian a presas alternativas la presa pude recobrarse.
Predadores remueven las presas debiles
Parasitos debilitan a las presas
Viven juntos Parasitismo Comensalismo Mutualismo
Se beneficia el parásito
Hospedero se daña
Ambos se benefician
La polinización es el proceso de transferencia del polen de las anteras de una flor al estigma de otra flor de la misma u otra planta
Las plantas ofrecen recompensa: nectar, polen o ambas
Los animales pueden reconocer y discriminar entre flores de distintas especies
Tiburón y Remora Remora se
beneficia
Poblaciones
Ecología de poblaciones
¿Qué es una población?
Conjunto de individuos de una misma especie que comparten un tiempo y un lugar
Comparten un ciclo de vida
Los que están en un mismo estadío están involucrados en los mismos procesos
Comparten las tasas de los procesos
Existe intercambio de información genética entre ellos
Estudia la estructura y dinámica de las poblaciones
Sistema poblacional
Población Ambiente
Físico Biótico
Competidores
Depredadores
Parásitos
Patógenos
Presas
Mutualistas
Simbiontes
Comensales
Condiciones
Refugios
Sitios de nidificación
Nutrientes
+
La población presenta
Estructura Espacial
•Disposición espacial
•Estructura de hábitat
•Estructura de metapoblaciones
Estructura temporal
•Variaciones diurnos
•Variaciones estacionales
•Variaciones multianuales
Disposición espacial
Cómo se disponen los individuos de la población en el espacio
Hábitat 1
Hábitat 3
Hábitat 2
Estructura de hábitat
Cómo se distribuyen los individuos de la población en los distintos hábitats disponibles
Estructura de metapoblaciones
La población se divide en sub poblaciones relativamente aisladas
Dispersión
Subpob
Subpob
Subpob Subpob
Población distribuida en forma continua
No hay sub poblaciones
Estructura temporal
Horas
ActividadCiclo diurno
Meses
Abundancia
Ciclo estacional
Años 1 2 3 4 5 6 7
Abundancia
Variación de la abundancia estacional y multianual
¿Cómo se describe la abundancia?
•Tamaño poblacional: Número de individuos
•Densidad poblacional: número de individuos/unidad de área o volumen
•Biomasa: Ej: kg/ha
•Cobertura: proporción del área cubierta por individuos de la especie
•Indicadores relativos: cantos/hora, capturas/trampas, huellas/metros recorridos
100 m
100
m
Tamaño poblacional: 6
Densidad poblacional: 6/ha
Biomasa: 1800 kg/ha
Densidad: peces/litro de agua
Cobertura
1 árbol, 25% de cobertura
100 pastos, 75% de cobertura
Característica individual Característica poblacional
Tamaño
Edad
Sexo
Reproducción
Muerte
Comportamiento
Estructura de tamaños
Estructura de edades
Proporción de sexos
Tasa de reproducción
Tasa de mortalidad
Distribución de hábitat
Espaciamiento
Tasa de crecimiento poblacional
Competencia
Tasa de depredación
Entre las características poblacionales listadas, ¿cuáles son simple consecuencia de las individuales, y cuáles son emergentes del nivel de organización superior?
Propiedades emergentes de los niveles de organización de la materia
Organismos viven como miembros de poblaciones
Tamaño de población
Densidad de la población
Dispersión de la población
Como crecen las poblaciones?
Natalidad Mortalidad Ejemplo
Población de 100 10 nacimientos y 8 muertes Tasa de crecimiento del 2%
Tiempo
Números de la población
Fase lag
Fase Log
Capacidad de carga
Número optimo de individuos que un ecosistema puede soportar por un periodo extenso de tiempo.
Alimento Espacio Enfermedades Depredadores
Tipo de crecimiento población
Crecimiento exponencial
Crecimiento logistico
Tiempo
Crecimiento más complejo
K
K
Tam
año
pobl
ació
n
Crecimiento tipo J
Crecimiento tipo S
Crecimiento Exponencial
Crecimiento potencial
Crecimiento sin limites a una tasa maxima(potencial biotico)
Tasa actual de crecimiento: diferencias entre Nacimientos y mortalidad, corregido por lamigración
1944 29 renos se introdujeron a la isla St. Matthew
1964 poplación se incremento a 6,000
Población colapso a solo 42 renos Todos murieron pocos Años después
Efecto de la mortalidad sobre el crecimientode la población
Algunas poblaciones muestran tasa altas de crecimiento de población (exponencial)
se reproducen a edades tempranasproduce muchos descendientespromedio de vida es corto
“adaptaciones tipo r-” para organismos con historias de vida en el cuál no consumen muchosrecurso y cuando los recursos no son limitantes
Poblaciones que tienen una capacidad innatapara el crecimiento poblacional
Usualmente esto es temporal, hasta quese alcanza la capacidad de carga
Que factores limitan el crecimiento de la población?
Muchas poblaciones son afectadas por su medio ambiente
“modelo crecimiento logistico”: crecimientoes rapido(exponencial)
Muchas especies estan adaptadaspara vivir cerca de la capacidad de carga (selección tipo K)
Compiten por recursosSe reproducen tarde en la vidaTienen pocos hijos y presentan cuidado paternalTienden a vivir largo tiempo (baja natalidad y mortalidad)
Historias de vida
Cuando se alcanza la capacidad de carga, la natalidad y mortalidad son iguales
Que clases de factores afectan el Crecimiento de la población?
Factores dependientes de la densidad:Incremento de la densidad limitan los
recursos disponibles para todosLimita el suplemento de alimentoAcumulación de desechos (toxicidad)
Factores independientes del tamaño de lapoblación pero afectan su crecimiento
Clima (puede contribuir a los ciclos )Desastres naturales
Se ha observado en poblaciones de insectos,aves y mamíferos (ej., lemings y otros roedores)
Predación?Suplemento de alimento?Hacinamientoestres desbalance hormonas
e infertilidad?
Competencia dentro de una comunidadInterespeciesIntraespecies
Competencia porque?Alimento, agua, espacio, sitios de reproducción,de protección, luz…
Efectos de la competencia intraespecífica
Reproducción Supervivencia
Recursos y condiciones
CompetenciaCuando son compartidosCuando son limitantes
Competencia
Interacción entre individuos que comparten el uso de un recurso limitante.
Disminución de supervivencia Disminución de
fecundidad
Disminución de fitness: menor contribución de descendientes a la siguiente generación
Individuos de la misma especie: intraespecífica
Individuos de distinta especie: interespecífica
Sin competencia
Competencia
· La competencia implica reciprocidad, aunque no necesariamente es totalmente simétrica.
6 6 53
Competidor fuerte
Efecto últimoDiminución de supervivenciaDisminución fecundidadDisminución del fitness evolutivo
Efectos próximosDisminución tamañoDisminución biomasa > Exposición a depredadores > Uso de hábitats pobres > Susceptibilidad enfermedades
Competencia
· El efecto de la competencia es mayor cuánto mayor es la densidad. Es un proceso denso dependiente.
Competencia
Explotación
Interferencia
Disminución de los recursos disponibles para un individuo debido a su consumo por parte de otro individuo
Disminución de los recursos disponibles para un individuo debido a su interacción con otro individuo
Territorialidad
Defender un territorio tiene beneficios y costos
Interferencia
Recursos escasos
Recursos abundantes
El tamaño del territorio puede variar
250,000 niños nacen cada día 19,000 personas mueren cada día 2 billones de personas no tiene
suficiente alimento, agua y aire limpio.
Estructura de las poblaciones
DensidadDispersion- como los organismos se Agrupa en su rango geografico
Patrón agregado
Mas común en la naturalezaDistribución heterogenea de los recursosComportamiento socialApareamientoSeguridad basado en los números
Distribución uniforme
Alguna vez resulta de las interacciones entreIndividuos en la población
(lidear con recursos escasos)Plantas en el desierto- raices compitenPor agua y nutrientes
Anidamiento de los pinguinos (en islas)
Patrones al azarningún factor contribuye a la atracción
o repulsión entre individuos
Raro, pero puede ocurrir cuando no hay Presiones debidos al medio ambienteSe exibe principalmente por plantas
Interacciones en la comunidad
Comunidad- todas las interacciones de las poblaciones dentro de un ecosistema
Interacciones tienden a mantener un balance entre los recursos y consumidores
Poblaciones actuan como agentes de selecciónnatural (ej. Predador-presa)
Con el tiempo- coevolución
Miembros de especies, o especies cercanamente relacionadas compitenPor recursos limitados
Dos especies de cirripedios que viven en zonasentre mareas. Una especie (A) dominaLa zona superior y la (B) predomina en la zonainferior (humeda)
Cuando la especie inferior es removida, la superior se dispersa dentro de la otra área.
Experimento de remoción
Control
Remoción
Interacciones predador-presa
Presa usualmente supera en número a losdepredadores, los herbivoros predan sobre las plantas
Predadores y presa ejercen una gran presión sobre el otro:Presa evoluciona para ser más díficil de capturar
Predadores evolucionan para ser mejorescazadores
Interacción (- +) Una especie es beneficiada y la otra perjudicada por la interacción. DEPREDACION: es el consumo de un organismo (la presa) por parte de otro organismo (el depredador), estando la presa viva en el momento del ataque.
•Depredación verdadera
•Parasitismo
•Herbivoría
•Parasitoidismo
•Parasitismo de cría
Depredación
Presión de selección
Aumenta fitness depredadores
Disminuye fitness presas
Aumentar eficiencia de ataque Disminuir tasa de ataque
Coevolución: cada especie está influenciada por la otra
DepredadorEficiencia de búsquedaEficiencia de ataque y manipulación
Especializaciones
OlfatoVistaOído
GarrasVelocidadDenticiónMovimientos silenciosos
Búsqueda
Ataque y manipulación
“Depredadores visuales”
“Depredadores olfativos”
La velocidad, tamaño, garras y dentición permiten al yaguareté la captura y muerte de presas grandes
Dibujos de Fauna Argentina. Vol 21. CEAL
Presa
Cripsis o mimetismoUso de hábitat
Movimientos silenciosos
MorfológicosQuímicos
PalatabilidadAposematismo
ComportamientoRespuesta inmune
Hacerse menos detectable
Mecanismos de defensa Detección del depredador
Oido OlfatoVista
Comportamiento
Presa
Cripsis o mimetismoUso de hábitat
Movimientos silenciosos
MorfológicosQuímicos
PalatabilidadAposematismo
ComportamientoRespuesta inmune
Hacerse menos detectable
Mecanismos de defensa Detección del depredador
Oido OlfatoVista
Comportamiento
Donde esta el pez?
Donde esta el ave?
Asemejarse a un objeto poco interesante
Preparado para una emboscada
Coloración de advertencia, aproximarse bajo propio riesgo
Mimecria
Serpiente Coral (venenosa)
Falsa coral(no venenosa)
Ambos de estas mariposas saben mal
monarca viceroy
Coloración para asustar
Mosca que mimetiza una araña
Armas químicas:escarabajo libera toxina
Mariposa monarca alimentandose
La mariposa Monara esta adaptada para vivir sobre una especie tóxicaPonen huevos sobre la plantaLarva se alimenta de la plantaLas larvas acumulan la toxina en sus propios tejidos como defensa contra los depredadores!
Estrella de mar Predadora Pisaster
Cuando se remueve, su presa (moluscos) crecen en número y provoca que afecte el desarrollo de algas y otros invertebrados
Elefante es otro ejemplo
Pastos y arbustos y pequeños árboles; ayuda mantener el ambiente de savana
Sucesión: Monte St.Helens
1980 1989
2.SUCESIÓN SECUNDARIA:
La sucesión secundaria parte de una etapa de la serie producida por una perturbación, por ejemplo un incendio.
1.SUCESIÓN PRIMARIA:
La sucesión primaria intenta alcanzar el climax partiendo de una zona desnuda.
TIPOSTIPOS 3.SUCESIÓN REGRESIVA O DISCLÍMAX:
Son las que llevan en sentido contrario al clímax, es decir, hacia etapas inmaduras del ecosistema. Las causas del disclímax tienen su origen en el ambiente, y muy destacadamente en la acción del hombre . No se trata de una sucesión ecológica invertida, sino de una regresión forzosa del ecosistema por la destrucción de alguna etapa de la serie, por ejemplo a causa de un incendio forestal sin regeneramiento, que podría dar paso a la desertización.
Cuando el biotopo inicial del que parten las comunidades hacia el clímax tiene un origen acuático, a las series de sucesión se les denomina hidroseries. Si las series se producen sobre un terreno seco se les denominan xeroseries.
TIPOSTIPOS
4. XEROSERIE : Se denominan xerosere a las sucesiones vegetacionales que se inician en la roca. Se pueden diferenciar etapas:
La primera es la etapa de líquenes crustáceos, en que las condiciones de aridez son extremas. Debido a la falta de agua y suelo, sólo los más pequeños de los líquenes son capaces de sobrevivir. Estas pequeñas plantas rompen minúsculas pedazos de la roca y, al morir, le agregan materia orgánica. La segunda etapa es la de líquenes foliosos, que son capaces de invadir el territorio cuando las condiciones han sido mejoradas con relación a la roca original.
Conforme la roca es humedecida se empiezana liberar los nutrientes (erosión).
Liquenes liberan sustancias acidas que aceleranel proceso (organismos pioneros)
Los musgos crecen sobre los liquenes o junto a ellos y atrapan materia organica de organismos endescomposición. A su vez ellos proveen de nutrientes y atrapan humedad
Las semillas de plantas superiores germinan,y ellas contribuyen con materia organica al suelo
Arbustos leñosos toman ventaja del sueloy su sombra mata a los liquenes y a losmusgos.
Eventualmente los arboles crecen y ensombrecen a los arbustos
Arboles más grandes a su vez cubren a los arboles más pequeños y se alcanza el Bosque climax
Esto toma algunos cientos de años.
5. HIDROSERIES: Se originan en un medio acuáticose caracterizan por su simpleza y por tener raíces fijas en el fondo y follaje totalmente sumergido.
mantienen sus raíces fijas al fondo, pero su follaje emerge sobre la superficie del agua.
Cuando la profundidad de la masa de agua (lago o laguna) ha disminuido por acumulación de plantas sumergidas, se producen condiciones favorables para el establecimiento de una etapa flotante.
no queda agua libre sobre el suelo, sin embargo, son terrenos de gran humedad.
El suelo se encuentra mejor desarrollado y por lo tanto ya no es un factor limitante para la vegetación. También desaparece el exceso de agua y sólo se transforma en problema durante alguna parte del año. En vez, el factor limitante es el clima.
La etapa final, clímax o bosque, es la etapa de equilibrio sucesional, donde la asociación vegetal ya no se modifica.
Sucesión secundaria se observa en áreas Abandonadas
campohierbas plantas perennes arbustos pinos y árboles de rapido crecimiento deciduo Plantas leñoras
La tendencia de los ecosistemas es alcanzar el clímax o comunidad climácica. Se denomina así al estado teórico de máxima estabilidad y eficiencia ecológica. El proceso que se desarrolla hasta alcanzar el clímax se llama sucesión, y al conjunto de fases que se van atravesando desde el ecosistema inicial (todas ellas de complejidad creciente) se les denomina serie evolutiva.
Sucesión de un ecosistema
Años:---0-----1-----2-------3-20-------25<>100--------150-------
Raso Pradera Arbustos Bosque Pinos Bosque caducifolio
Comunidad Climaxautoperpetua
Varia dependiendo del bioma- desde bosquelluvioso a desieto o tundra
Muchos ecosistemas se mantienen comosubclimax
Praderas no progresan a bosque