objeto de estudio de la ecología?

Niveles de organización de la materia

Células

Tejidos

Órganos

Partículas subcelulares

Biosfera

Ecosistemas

Comunidades

Poblaciones

Individuos

Objeto de estudio de la ecología?

Cada nivel engloba el anterior, pero tiene características emergentes

Ecología

Ecología

Poblaciones: Conjunto de individuos de la misma especie que conviven en un tiempo y lugar.

Propiedades de las Poblaciones

Densidad: Corresponde al número de individuos de la misma especie que habitan en una unidad de superficie o de volumen. Ejemplo: 65 ovejas / Km2. Esta propiedad permite tener un parámetro sobre el tamaño de la población y su relación con el espacio.


Tasa de Natalidad: Porcentaje de nuevos individuos que se incorporan a la población.

Tasa de Mortalidad:Porcentaje de individuos que mueren en una población

Migraciones: Movimientos de individuos dentro de la población. La inmigración corresponde a la entrada de nuevos individuos a lapoblación y la emigración es la salida de individuos. Esta característica confiere a la población la propiedad de dispersión.

Patrones de Crecimiento Poblacional: El crecimiento poblacional es el cambio en el número de individuos que tiene una población a través del tiempo. Por lo tanto, este factor depende directamente de la densidad por unidad de tiempo.

Distribución de las Poblaciones: Es la forma en que los individuos están dispersos dentro del área habitada por la población. La descripción de la distribución espacial suministra información adicional sobre la población. El patrón de disposición de los organismos dentro del espacio bidimensional o tridimensional.

Azar: en el cual el esparcimiento entre los individuos es irregular y la presencia de un individuo no afecta de manera directa la ubicación de otros.

Agrupado: en el cual los individuos seencuentran agrupados en manchones,por lo que la presencia de un individuoaumenta la probabilidad de encontrar aotro.

Regular: en el cual los individuos están espaciados uniformemente dentro del área, y la presencia de un individuo disminuye la probabilidad de encontrar a otro en lavecindad.

Diversidad: se refiere a la variedad de especies que constituyen una comunidad.


Comunidades: conjunto de poblaciones de distintas especies que coexisten en un tiempo y lugar

Abundancia: es el número de individuos que presenta una comunidad por unidad de superficie o de volumen (densidad de la población).

Ecosistema: comunidad + ambiente físico factores bióticos y abióticos

Características: flujo de materia y energía entre los organismos y entre ellos y el medio


Atributos de los ecosistemas

LOS FACTORES AMBIENTALES ABIÓTICOS

LA 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 ecosistemas

Consumo y flujo de energía

Productores

Los productos y subproductos de cada grupo de organismo (productores,

consumidores, saprofitos y descomponedores) son la comida y los

nutrientes esenciales del otro.

ConsumidoresSaprófitos 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 xactamente los nutrientes que necesitan las plantas.


Consumo y flujo de energía:

El ecosistema pierde energía: losproductores primarios: metabolismocalor

La mitad es disponible para losconsumidores: carbohidratos, celulosa,lignina, grasas, proteínas, etc.

Entre eslabón, hay pérdida de energía:la respiración y los procesosmetabólicos

La muerte de individuos, que ocasionapérdidas, pero la energía es devuelta,en parte, por los desintegradores.

El ecosistema aprovecha sólo un 1 % aprox de la energía solar a través de la fotosíntesis


Los ciclos biogeoquímicos, involucran seres vivos (bios = vida), el suelo (geo = tierra) y estar sujetos a reacciones químicas con uso y liberación de energía.

En los ciclos biogeoquímicos se pueden reconocer dos partes o compartimientos: la biótica y la abiótica.

Funcionamiento de los ecosistemasCiclos de materiales (Biogeoquímicos)

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.

Principios básicos de la sostenibilidad de los ecosistemas


Dinámica temporal

• Muchos consideran que el concepto de sucesión incluye cualquier tipo de cambio en vegetación.

• En términos estrictos, el concepto de sucesión debe ser considerado para fenómenos de cambio ordenado y unidireccional, culminando en un estado maduro o clímax.

Sucesión ecológica

• Progresión: cambio hacia un estado más avanzado o desarrollado.

• Retrogresión: cambio hacia un estado anterior, menos avanzado.

Ecosistema y ecotono

El ecotono conforma un hábitat característico que alberga especies que no se encuentran en los ecosistemas que lo rodean.

Ecosistema 1 Ecosistema 2Ecotono (pantano)

Ecosistema terrestre

Ecosistema acuático

Ecosistema de transición


Sucesión secundaria es la que parte de una etapa de una sucesión anterior causada por una alteración: incendio, contaminación, inundación,...


•Sucesión primaria es la que se desarrolla sobre un suelo de nuevo origen

• Sucesión primaria:

– progresión a partir de la aparición de un sustrato intacto o no colonizado previamente.


St. Helens


Tiempo (años)

Sucesión secundaria: progresión a partir de la disponibilidad de un sustrato previamente colonizado.


5 años despuésAbandono de campo agrícola

40 años después15 años después


Sucesión ecológica:

Las erupciones volcánicas en los océanos: sucesión ecológica primariaen la que la geoquímica de las rocas determina las condiciones del área y por tanto las especies que se establecerán en ella

Los suelos recién creados son pobres en N por lo que las primeras etapas de la sucesión están dominadas por plantas como el aliso y varias leguminosas, con simbiontes fijadores de NLas posteriores etapas de la sucesión, el P fundamentalmente se va perdiendo por lixiviación y se vuelve limitante por lo que se hacen dominantes especies tolerantes a la falta de este elemento

Aplicación a las islas volcánicas

• El fuego ha sido un factor ecológico muy infravalorado durante mucho tiempo pero que hoy se reconoce como un factor muy importante.

• Lo podríamos clasificar como una condición para los organismos.• Ya que principalmente es un factor perturbador que interrumpe o

cambia la evolución de las comunidades vegetales y condiciona la vida de los animales.

• Moldeando la vegetación y creando los paisajes que hoy conocemos.

Sucesión ecológica: el fuego

Adaptaciones al fuego

Plantas:

• Las plantas que sobreviven al paso del fuego se denominan pirofitas:

1- Con resistencia pasiva, por su contribución y alto contenido de H2O (plantas suculentas), o por su corteza (alcornoque).

2 – Las que se regeneran rápidamente, gracias a las yemas situadas a nivel del suelo: coscoja y gramíneas

3 – Las que se regeneran con la ayuda de sus semillas (cistus sp).


Cistus albidus L

Cistus albidus L

Quevcus suber

Adaptaciones al fuego

Muchas plantas aprovechan el paso del fuego para comenzar su crecimiento, así la dormilancia de muchas semillas puede romperse a Tº elevada.

Ejemplo: Pinus banksiana.

Plantas geófitas resisten el paso del fuego y florecen pocas semanas después aumentando su abundancia tras la aparición del fuego.


Pinus banksiana

Capuchina, (Tropaeolum majus)

Masdevallia spp


Pastizal o

Matorral

REGRESIÓN

Bosque

SUCESIÓN SECUNDARIA

Terreno

desnudo Pastizal Matorral Bosque

SUCESIÓN PRIMARIA COMUNIDAD

CLÍMAX

• (Del griego homeo que significa "similar", y estasis, en griego______, "posición", "estabilidad")

•Tolerancia de las especies a cambiosAmbientales (resistencia; estenotipicas y Euritipicas).

Capacidad de recolonizar areas afectadas (Elasticidad).

Tipo de ecosistema - sucesion -historia

Homeostasis

Relación: homeostasis/Cap. Ambiental

Caudal en cursos bioticosTasa de recambio de agua (rio-cienaga)Intercambio de agua en bahias y golfos

Capacidad ambiental particularCONCENTRACION DE UN CONTAMINANTE Especifico

Capacidad ambiental

zona de estrés fisiológica ocurre dentro de los límites máximo y mínimo dentro de los cuales un organismo puede sobrevivir, aunque no puedareproducirse.

La tolerancia ambiental

El rango óptimo se establece entre los límites en los cuales el organismo además de sobrevivir, se desarrolla y reproduce

La distribución de los organismos en la biosfera refleja la variación ambiental a la que son sometidos.

La tolerancia ambiental

Limites abruptos

No límites abruptos Ni grupo spp defnidos

Competencia intensa

Estratos diversos

una perturbación es un suceso discreto en el tiempo que altera la estructura de los ecosistemas, de las comunidades o de las poblaciones y cambia los recursos, la disponibilidad de habitat aptos y/o el medio físico

Régimen de perturbaciones Conjunto de características espaciales y temporales del patrón de las perturbaciones.

Resiliencia: la capacidad de un ecosistema para volver a su estado original después de una perturbación.

Reacción de los ecosistemas ante perturbaciones

Reacción de los ecosistemas ante perturbaciones

• El clímax es el estado final y completamente estable de unecosistema que ha sido victima o ha sufrido una serie desucesiones. Para llagar a alcanzar este estado es completamentenecesario que el ecosistema no este sufriendo ningún tipo decambio y se encuentre en buenas condiciones. Es casi un estadoperfecto.

El estado de climax

COMUNIDAD

METAPOBLACION

POBLACION

POBLACION

POBLACION

INDIVIDUO

FLUJO GENETICO

Comunidad: ecosistema

Características de las Comunidades

Atributos de las especies relativos a la comunidad:

• Riqueza y Diversidad de las Especies• Estructura y Formas de Crecimiento• Abundancia Relativa• Estructura Trófica

Comunidad

Conceptos de productividad

• Biomasa: Masa de un componente del ecosistema por unidad de área o volumen.

• Productividad: es la tasa instantánea de generación de nueva biomasa.

• Producción: es la acumulación de biomasa nueva en un período de tiempo definido.

• Productividad primaria: es la generación de nueva biomasa a partir de energía y compuestos químicos inorgánicos.

• Productividad secundaria: es la productividad de organismos que para la generación de nueva biomasa consumen biomasa de otros componente del ecosistema.

Comunidad

PRODUCCIÓN PRIMARIA BRUTA = CANTIDAD DE ENERGÍA FIJADA, MATERIA ORGÁNICA SINTETIZADA / TIEMPO

PRODUCCIÓN PRIMARIA NETA= CANTIDAD E ALMACENADA EN TEJIDOS → DISPONIBLE CONSUMIDORES

PRODUCCIÓN SECUNDARIA BRUTA = CANTIDAD ALIMENTO ASIMILADO POR CONSUMIDORES

PRODUCCIÓN SECUNDARIA NETA = CANTIDAD ENERGÍA ALMACENADA EN TEJIDOS

Relaciones tróficas

Representan el mecanismo de transferencia de energía de

unos organismos a otros en forma de alimento

CADENAS

TRÓFICAS

Productores Consumidores descomponedores

Eslabones o NIVELES TRÓFICOS

Comunidad

Primer nivel trófico: PRODUCTORES

AUTÓTROFOS

FOTOSINTÉTICOS QUIMIOSINTÉTICOS

Utilizan la energía solar

para la fotosíntesis

Plantas superiores

y fitoplancton

la materia orgánica sintetizada Bacterias autótrofas

que utilizan como

fuente de energía

la oxidación de

moléculas inorgánicas:

•Compuestos de S

•Compuestos de N

•Fe Respiración celular

Transformación en calor

Acumulación

en tejidos

Transferencia a

siguientes

niveles tróficos

Comunidad

Consumidores

HETERÓTROFOS

Consumidores primarios

o herbívoros

Consumidores secundarios

o carnívoros

Consumidores terciarios

o carnívoros finales

SAPRÓFITOS

O DETRITÍVOROS

Se alimentan de detritos

DESCOMPONEDORES

Detritívoros que transforman

la materia orgánica en inorgánica

CARROÑEROS O

NECRÓFAGOS

Se alimentan

de cadáveres

OMNÍVOROS

Se alimentan de más de un nivel trófico

Niveles tróficos

Comunidad

http://i157.photobucket.com/albums/t64/MUNDOMARINO_2007/TURBOFLUCTUOSUS.jpg




http://www.inrena.gob.pe/escolares/imagenes/biosfera07.jpg

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http://www.fotonatura.org/galerias/fotos/usr4683/carroneros_alados2.jpg




http://www.misiones.gov.ar/ecologia/Todo/Contenido/Imagenes/ficha_ecologica_mono_cai.jpg

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Productores primarios

• Fitoplancton: grupo diverso de algas y cianobacterias (denominadas antiguamente como algas verde-azules).

CIANOBACTERIAS

Microcystis Anabaena Oscillatoria

Comunidad

CLOROFITAS

Chlamydomonas Sphaerocystis Spirogyra

CRISOFITAS

DIATOMEAS

DINOFLAGELADOS

EUGLENOFITAS

Comunidad


• Macrófitas: macroformas vegetales.

Macroalgas Hepáticas Helechos

Gimnospermas

Angiospermas


Comunidad

Consumidores primarios

Zooplancton Bivalvos bentonicos

Comunidad

Consumidores secundarios y terciarios

PECES PISCIVOROS

PECES PLANCTIVOROS

Comunidad

Descomponedores

Bacterias

Hongos

Comunidad

Factores que controlan la producción primaria

Recursos: luz y nutrientes. ¿Qué son los nutrientes? ¿Cuáles son los nutrientes limitantes?

• Estructura de la trama trófica.

• Sustancias húmicas.

Comunidad


¿Porqué los lagos someros son más productivos que los profundos?

• Conceptos del ciclo de la materia:– Tiempo de residencia: es el tiempo que un átomo,

partícula o molécula permanece en un ecosistema o en un compartimiento del ecosistema.

– Tasa de recambio: es el porcentaje de material que es reemplazado en un compartimiento o ecosistema por unidad de tiempo.

Comunidad


• La concentración de fosfato en la columna de agua es muy baja, y la tasa de incorporación por el fitoplancton y bacterias es muy alta. El tiempo de residencia del fosfato en el agua es de unos poco segundos, y la tasa de recambio es de un 25% por segundo.

– Si la cantidad de fosfato se reduce en un 10%, le toma menos de un segundo alcanzar un estado de equilibrio

Comunidad

TRANSPARENCIA

DELAGUA

NUTRIENTES

ZOOPLANCTON

PLANCTIVOROS

PISCIVOROS


Comunidad

Oligotrofización

Eutrofización

Durante los años 1950 y 1960 varios lagos de zonas urbanas y agrícolas presentaron cambios drásticos, convirtiéndose en cuerpos de aguas turbios. La razón de este cambio no fue inmediatamente identificado, pero el vertimiento de aguas residuales no tratadas y el uso de fertilizantes agrícolas fueron los principales sospechosos.

ComunidadEutrofización

Las estrategias de rehabilitación de los cuerpos de agua eutróficos se pueden incluir en tres grandes categorías:

A) Control de la carga externa.B) Control de la carga interna.C) Biomanipulación.

Comunidad

• RESISTENCIAQUIMICA

CAUSA: Alta carga interna de nutrientes.

ESTRATEGIA: Remo ción de sedimentos, tratamientos químicos de los sedimentos con sales de aluminio e hierro, inyección de nitrógeno u oxígeno en el fondo enlagos estratificados.

• RESISTENCIA BIOLOGICA

CAUSA: Alta abundancia o biomasa de peces planctívoros y ben tívoros .

ESTRATEGIA: Remoción de pecesplanctívoros e introducción de peces piscívoros .

Oligotro fización

Eutrofización

Carga de nutrientes

Bio

mas

a al

gal

Eutrofizacion

Experimentos (mesocosmos) con Daphnia obtusa, Jenynsia multidentatay diferentes tamaños de Hoplias malabaricus

Comunidad


Produccion primaria neta/ tasa de herbivoria

Ecosistemas de agua dulce hasta un 80%.

Humedales entre un 30-50%.

Ecosistemas terrestres, promedio 25%.

Comunidad

Introducción a las Poblaciones

AMBIENTE

ORGANISMOS

HÁBITATS

COMUNIDADAutótrofas

Heterótrofas

Estructura biológica Estructura física

Dominancia

Número de ejemplares

Mayor biomasa

Adelantan y acaparan el mayor espacio

Mayor contribución al flujo de energía o ciclo de nutrientes

Controlan o influyen sobre el resto

Diversidad

• Número de especies, riqueza

•Abundancia relativa, equitatividad

Estructura vertical

Estructura horizontal

Es un ensamblaje de organismosproducido de manera natural quecomparten un mismo ambiente yhábitats y que interactúan directao indirectamente los unos con losotros

•Forma de las plantas

•Forma parches

Condiciones ambientales cambian en el espacio y en el tiempo...

ESTRUCTURA DINÁMICA DE LAS COMUNIDADES

Cambios en la estructura física y biológica a lo largo y ancho del paisaje

ZONACIÓN

Transiciones son graduales y difíciles de definir los límites

entre comunidades

Borde

Ecotono

Lugar donde se encuentran dos o mas comunidades

Área de solapamiento de dos

comunidades

ORGANISMOS

POBLACIONES

Grupo de individuos que pueden (potencialmente)

reproducirse entre sí, y que coexisten en el espacio y en

el tiempo

Pertenecen a una misma ESPECIE

COMUNIDADES

Poblaciones

Presentan características únicas

tienen una estructura de edad

una densidad

presentan una tasa de natalidad,

de mortalidad y de crecimiento

una distribución en el espacio y

el tiempo

responden de manera propia

frente a la competencia, ladepredación y otras presiones

Número de individuos porunidad de superficie

Densidad absoluta

Densidad ecológica

Número de individuos por unidad de superficie

aprovechable para vivir

Aleatoriamente, uniformemente o en

agregados

POBLACIONES

Poblaciones

Surgen interacciones entre los miembros de unapoblación que tiende a regular su tamaño

COMPETENCIA

Entre individuos de la misma especie por los recursos ambientales

Relaciones intraespecíficas

TERRITORIALIDAD

Las plantas pueden capturar y mantenerse

en un espacio excluyendo individuos de

igual o menor tamaño

Interceptando la luz, la humedad ylos nutrientes

Excretando toxinas orgánicas

Poblaciones: no crecen indefinidamente

Competencia

Relaciones interespecíficas

Cuando dos especies de un ecosistema tienen actividades o

necesidades en común es frecuente que interactúen entre sí.

Cuando ambas poblaciones tienen algún tipo de efecto negativo una sobre la otra. Es especialmente acusada entre especies

con estilos de vida y necesidades de recursos similares.

Ej. escarabajos de la harina y el arroz.

Comensalismo.

Se produce cuando una especie se beneficia y la otra no se ve afectada. Así, por ejemplo, algunas lapas que

viven sobre las ballenas.


Cooperación.

Dos especies se benefician una a otra pero cualquiera de las dos puede sobrevivir por separado.

Sería el caso de las esponjas que viven sobre la concha de moluscos

marinos

Mutualismo.

Tipo de relación en el que dos especies se benefician entre sí hasta el extremo de que

su relación llega a ser necesaria para la supervivencia de ambas especies. Las

abejas, por ejemplo, dependen de las flores para su alimentación y las flores de las

abejas para su polinización.

Parasitismo.

Pequeños organismos que viven dentro o sobre un ser vivo de mayor tamaño

(hospedero), perjudicándole. Son ejemplo de esta relación las tenias, garrapatas, piojos,

muérdago


http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/150RelEsp.htm

http://www1.ceit.es/Asignaturas/Ecologia/Hipertexto/04Ecosis/150RelEsp.htm

Existen diferentes patrones de herencia según las posibleslocalizaciones de un gen:

- Herencia autosómica: basada en la variación de genessimples en cromosomas regulares o autosomas (Mendel).

- Herencia ligada al sexo: basada en la variación de genessimples en los cromosomas determinantes del sexo.

- Herencia citoplásmica: basada en la variación de genessimples en cromosomas de organelos (herencia materna).

Patrones de herencia

Poblaciones Mendelianas

• Gregorio Mendel propone por 1era vez el concepto de gen en 1865

• Existía el concepto de herencia mezclada: la descendencia muestra

normalmente características similares a las de ambos progenitores….pero, la

descendencia no siempre es una mezcla intermedia entre las características de

sus parentales.

• Mendel propone la teoría de la herencia particulada: los caracteres están

determinados por unidades genéticas discretas que se transmiten de forma

intacta a través de las generaciones.

Carácter: propiedad específica de un organismo; característica orasgo.

Modelo de estudio: planta de guisante Pisum sativum - amplia gama de variedades - fáciles de analizar- puede autopolinizarse

Genética Mendeliana


Vaina inmadura verde o amarilla

Semilla lisa o rugosa

Semilla amarilla o verde

Pétalos púrpuras o blancos

Vaina hinchada o hendida Tallo largo o cortoFloración axial o terminal

Las 7 diferencias en un carácter

estudiadas por Mendel

Línea pura: población que produce descendencia homogénea para elcarácter particular en estudio; todos los descendientes producidos porautopolinización o fecundación cruzada, dentro de la población, muestran elcarácter de la misma forma.


Postulado de Mendel para explicar proporción 1:2:1

1- Existen determinantes hereditarios de naturaleza particulada genes.

2- Cada planta adulta tiene 2 alelos, una pareja génica. Las plantas de la F1 tienen genes dominantes (A) y recesivos (a).

3- Los miembros de cada pareja génica se distribuyen de manera igualitaria entre las gametas o células sexuales.

4- Cada gameto es portador de un solo miembro de la pareja génica.

5- La unión de un gameto de cada parental para formar un nuevo descendiente se produce al azar.

Esquema de la generaciones P, F1 y F2 en el sistema deMendel que implica la diferencia en un carácterdeterminado por la diferencia de un gen.


Corroboración del modelo por Cruzamiento prueba (cruzamiento con un homocigota recesivo)

Obtiene: 58 amarillas (Yy)

52 verdes (yy)

Se confirma la segregaciónigualitaria de Y e y en elindividuo de la F1

Primera Ley de Mendel. Los dos miembros de una pareja génica sedistribuyen separadamente entre los gametos (segregan), de forma que lamitad de los gametos llevan un miembro de la pareja y la otra mitad llevael otro miembro de la pareja génica.


Segunda ley de Mendel o principio de segregación de los alelos

“ Cada uno de los alelos se separa y distribuye en los gametos de manera independiente ”

En este caso, en la F2 :

• Fenotipo = 75% amarillas25% verdes

(probabilidad fenotípica)

• Genotipo = 25% AA50% Aa25% aa

(probabilidad genotípica)

Proporciones 3 : 1


Carácter Fenotipos Genotipos Alelos Gen

Púrpura (dominante)

CC (homocigota

dominante

Cc (heterocigota)

C (dominante)

Color de la flor

Gen del color de la

flor

c (recesivo)Blanco

(recesivo)

cc (homocigota

recesivo)

Individuos de una línea pura son homocigotas.

Genotipo: constitución genética (o alélica) respecto de uno o varios caracteres en estudio.

Alelos: distintas variantes de un gen


Cruzamiento dihíbrido: las líneas puras parentales difieren en dos genes que

controlan dos diferencias de caracteres distintos.

Las proporciones lisas:rugosas y amarillas:verdes son ambas 3:1!!

Tercera Ley de Mendel. Lasegregación de una pareja génicadurante la formación de lasgametas se produce de maneraindependiente de las otras parejasgénicas.


Por la primera Ley de Mendel:

gametos Y = gametos y = 1/2

gametos R = gametos r = 1/2

p (RY) = 1/2 x 1/2 =1/4

p (Ry) = 1/2 x 1/2 =1/4

p (rY) = 1/2 x 1/2 =1/4

p (ry) = 1/2 x 1/2 =1/4

Cuadrado de Punnet para predecir el resultado de un cruzamiento dihíbrido


Distribución igualitaria Segregación independiente

a

Pareja génica

A

A

a

Parejas génicas

A a

B bA

B

a

b

a

B

Bb

aA

b

A

Gametas Gametas



Dominancia completa: el homocigota dominante no puede distinguirsefenotípicamente del heterocigota.

Dominancia incompleta: el heterocigota muestra un fenotipo

cuantitativamente (aunque no exactamente) intermedio entre los fenotiposhomocigotas correspondientes.

P pétalos rojos x pétalos blancos

F1 pétalos rosas

1/4 pétalos rojos

F2 1/2 pétalos rosas

1/4 pétalos blancos

Ej. Planta Dondiego de noche

Codominancia: el heterocigota expresa el fenotipo de amboshomocigotas por igual.

Antígeno A

Aglutinación de gl. rojos tipo AB

Aglutinación de gl. rojos tipo A

Anticuerpos Anti-A

Antígeno B

Anticuerpos Anti-A

No hay aglutinación de gl. rojos tipo B

Anticuerpos Anti-A

Glóbulos rojos de una persona tipo AB

Glóbulos rojos de una persona tipo B

Glóbulos rojos de una persona tipo A

Ej. Grupos sanguíneos

humanos ABO


alelo A ( IA)

alelo B ( IB)

alelo O (i)

Antígeno B; reacciona con

anticuerpos anti-B

Antígeno A; reacciona con

anticuerpos anti-A

Antígeno H; no reacciona con

anticuerpos anti-A ni anti-B

N-acetilgalactosamina adicionada al precursor

Galactosa adicionada al

precursor

N-acetilglucosaminaGalactosa N-acetilgalactosamina Fucosa

Carbohidrato precursor

Base bioquímica de los grupos ABO

Los alelos A y B producen transferasas distintas(que modifican de distinta manera la galactosa terminal del compuesto precursor) y el alelo O no produce ninguna.


Tipo sanguíneo Genotipo

A IAIA o IAi

B IBIB o IBi

AB IAIB

O ii

El alelo i es nulo, es incapaz de producir cualquier forma del antígeno. Alelos A y B son

dominantes sobre el alelo i. Alelos A y B son codominantes entre sí.

Grupo O es donante universal (no contiene antígenos ni A ni B).

Grupo AB es receptor universal (no produce anticuerpos contra el antígeno A ni el antígeno B).


Herencia multigénica: Varios genes afectan al mismo carácter

AlbinoNaranja

Camuflado Negro

Albino parece rosa por el color de la Hb de la sangre

Ej. Color de la piel de las serpientes


Herencia Materna (o cromósomica)

- Las mitocondrias y los cloroplastos contienen pequeños cromosomas

circulares que codifican para un definido número de genes del genoma total de

la célula.

-Los organelos no son genéticamente independientes, algunas funciones están

a cargo de genes nucleares.

-Cada organelo está presente en varias copias por célula y cada uno presenta

una gran cantidad de copias de sus cromosomas.

-Los genes de los organelos muestran: herencia uniparental: sus genes son

heredados exclusivamente por uno de los progenitores

Los organelos residen en el citoplasma y el óvulo contribuye con la mayoría del

citoplasma (y sus organelos) a la célula cigota.


Heteroplasmonte: célula que posee

dos tipos genéticos de organelos

(normales y mutantes). En estas

células generalmente ocurre una

segregación citoplásmica de cada

tipo de organela en las diferentes

células hijas.

Rama toda blanca

Rama toda verde

Tallo principal variegado

Ej. Mutación en alelo que controla laproducción de clorofila en loscloroplastos hojasblancas

Patrón de herencia citoplásmica:

Mutante x wild-type toda la progenie es mutante

Wild-type x mutante toda la progenie es wild-type

Excepción:


Poblaciones Mendelianas: Segregación citoplasmatica

cloroplastos

El principio de Hardy-Weinberg se utiliza para calcular la frecuencia de los alelos en una población. Una población se encuentra en equilibrio Hardy-Weinberg cuando la frecuencia de alelos y la frecuencia genotípica permanecen estables a través de varias generaciones.


Ley del equilibrio de Hardy-Weinberg

Considera como se relacionan las frecuencias alélicas y genotípicas en una población mendeliana bajo una serie de supuestos ideales

•Generaciones discretas y no solapantes

•Apareamiento aleatorio

•Tamaño de población infinito

•No mutación, no migración entre poblaciones

•No diferencias en eficacia biológica (selectivas) entre los

distintos genotipos


Esperma

Huevos

AAp2

Aapq

Aapq

aaq2

Ap

aq

a q

A pFrecuencias

alélicas

Los supuestos implican una unión aleatoria de los alelos para formar genotipos


Sorteo de alelos

Postulados de Hardy-Weinberg:

Si la población se parea al azar y existe equilibrio, entonces:

p²+2pq+q² = 1

p² = proporción de personas con los dos alelos dominantes.

q² = proporción de personas con dos alelos recesivos.

2pq=proporción de personas con uno de cada alelo.


0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

0 0

,1 0

,2 0

,3 0

,4 0

,5 0

,6 0

,7 0

,8 0

,9 1

,0

p = f(A)

Fre

cuenc

ia

2pq (Aa)

p2 (AA)q2 (aa)

Gráfico de p2, 2pq y q2.


Ley del equilibrio de Hardy-Weinberg

Consecuencias de los supuestos:

•Reducción de la dimensionalidad de una población. Conociendo las

frecuencias alélicas podemos predecir las genotípicas

•Equilibrio alélico y genotípico.

•Las frecuencias alélicas no cambian de generación en generación

(equilibrio alélico)

•Las frecuencias genotípicas no cambian de generación en

generación (equilibrio genotípico). Después de una generación de

apareamiento aleatorio, se alcanzan las frecuencias genotípicas

de equilibrio

•Sistema conservativo, análogo al principio de inercia. Solución al

problema de cómo se conserva la variación genética

•Modelo nulo por excelencia: Aunque las desviaciones son difíciles

de detectar, cualquier desviación es una indicación de que algo pasa

en la población


Es el cambio acumulativo en la composición genética de las poblaciones


Evolución desde la perspectiva poblacional:

Población mendeliana:

Conjunto de individuos intercruzables que comparten un acervo genético común


La problemática de la genética de poblaciones es la descripción y

explicación de la variación genética dentro y entre poblaciones

Theodosious Dobzhansky

•Variación genética o polimorfismo genético: existencia en una población de dos o más formas

alélicas en frecuencias apreciables

•Frecuencia génica o alélica (unidad básica de evolución):

f(A) proporción de un alelo dado en la población

Gen X, alelos A y a

A ap = f(A)q = f(a)

La Genética de Poblaciones es una Teoría de Fuerzas

p = f(A)

Deriva genética

Selección natural

Mutación

Migración

Factores que cambian las frecuencias génicas en las poblaciones


Evolución: Teoria del uso y del desuso

El esquema representa la evolución de lasjirafas según Lamarck. Explica su postulado.

¿Qué diferencia existe con respecto a laexplicación que da Darwin para la mismasituación?

Variabilidad genética

Presión selectiva del medio

Competencia

Sobrevivencia del más apto

Adaptación

Evolución

Evolución: Selección Natural

Evolución. Cambio en frecuencias génicas

Especie: Acervo aislado de genes.

Individuo. Porción de genes del acervo génico de laespecie.

Individuo de fenotipo favorable contribuye con másgenes al nuevo acervo genético.

Mutación: fuente de nuevos genes.

Evolución: Teoría sintética de la evolución

Ernst Mayr

Theodosius Dobzhansky Julian Sorell Huxley

Mutaciones pueden fijarse o perderse azarosamente sin ser advertidas por la selección natural mediante deriva génica.

Evolución: Teoría Neutralista

Motoo Kimura

Evolución: Microevolución

Eoceno oligoceno Mioceno Plioceno Pleistoceno Reciente

Evolución: Registro fósil

Evolución: Anatomía comparada

Órganos homólogos

Evolución: Anatomia comparada

Órganos análogos

Se define como especie a un grupo de poblaciones naturales cuyos miembros pueden cruzarse entre sí, pero no pueden cruzarse con los miembros de otras poblaciones (o al menos no lo hacen habitualmente). La característica esencial de esta definición es el aislamiento reproductivo.

Evolución: Concepto de especie

Evolución: modelos de especiaciónEspeciación alopatrica Especiación simpatrica

Aislamiento geográfico

Divergencia genética

Aislamiento reproductivo

Tiempo

Evolución: patrones de evolución coevolución

La forma del pico de Iiwi (Versitaria coocinea) y la forma del corola de la lobelia.Ambas especies coevolucionaron en la isla de Hawaii

Patrones de evolución:Evolución Convergente

Evolución: Covergencia adaptativa

Una población se aísla del resto de la especie y, debido a presiones selectivasparticulares, comienza a seguir un curso evolutivo diferente. Ejemplo: Evolución de losdiferentes grupos de Cordados: Peces - Anfibios – Reptiles – Aves – Mamíferos.

Evolución: evolución divergente

Formación rápida demuchas especiesnuevas a partir de unúnico ancestro, lascuales son capacesde invadir nuevaszonas por poseer unanueva característica

clave.

Evolución: radiación adaptiva

Aunque la extinción tiene un efecto negativo a corto plazo sobre la diversidadbiológica, es posible que facilitara la evolución en un periodo de miles de años yaque deja zonas adaptativas completamente vacías, dando a otros organismos nuevasoportunidades de experimentar especiación y divergir para ocupar dichas zonas.

Evolución: extinción

En la fotografía se presenta unaespecie de polilla, Biston betularia,que presenta dos variedades:clara y oscura. Arriba se presentael hábitat normal, que es sobre lacorteza clara de los árboles. Abajose presenta sobre la cortezaoscura de árboles de zonascontaminadas. ¿Qué ventaja tienela forma oscura cuando seproduce el cambio de coloraciónde las cortezas?

¿Qué valor tiene la variabilidadgenética para este ejemplo?

Evolución: variabilidad

• Fisiológicas, metabólicas o bioquímicas

• De comportamiento

• Morfológicas:

a) Funcionales

b) Parecidos ventajosos:

• Camuflaje

• Mimetismo:

– Batesiano

– Mülleriano

– automimetismo.

Evolución: Tipos de adaptaciones

Adaptaciones fisiológicas


Adaptaciones morfológicas funcionales


Adaptaciones morfológicas: Parecidos Ventajosos: Camuflaje


Arriba a la izquierda se presenta la serpiente coralillo (venenosa). A su derecha lainofensiva serpiente reina. Abajo a la izquierda está la mariposa monarca (de sabordesagradable) y a su derecha la mariposa virrey. Henry Walter Bates

Adaptaciones morfológicas: Parecidos Ventajosos: Mimetismo batesiano

Adaptaciones morfológicas: Parecidos Ventajosos: Mimetismo mülleriano

Mantidactylus asper

Mantis praying

Uroplatus phantasticus

Adaptaciones camuflaje

El sistema se autorregula solo

• En muchas ocasiones las especies

tienen que competir entre ellas para

ocupar un lugar en el ecosistema.

• Las diferentes especies han ido

adquiriendo, a lo largo de su evolución,

una serie de características que les

facilitan la competición.

• Por eso se distinguen dos grandes tipos

de estrategias de supervivencia: tipo r y

tipo K.

• Estas letras hacen referencia a la

importancia relativa que tengan los

parámetros K (densidad de saturación)

y r (tasa de incremento) en sus ciclos

de vida.

Los estrategas tipo r

Según los valores del potencial biótico haydos estrategias de reproducción:– r estrategas.• Poseen un potencial biótico muy elevado (alta TN)• Tienen muchas crías que reciben pocos cuidados.• Elevada TM.

• Han sido favorecidos por su capacidad

de reproducirse rápidamente

• De modo intermitente la población

experimenta periódos benignos de

rápido crecimiento demográfico, libres

de competencia (ya sea cuando el

ambiente fluctua hacia el periódo

favorable o cuando un lugar efímero

acaba de ser colonizado).

• Las tasas de mortalidad de los adultos y

de las formas juveniles son altamente

variables e impredecibles

• Con frecuencia son independientes de

la densidad de pobablación y del

tamaño y el estado del individuo en

cuestión

• El papel que cumplen en los

ecosistemas es colonizarlos en las

primeras etapas de su desarrollo

• Suelen ser organismos que producen

muchas unidades de dispersión (hasta

millones y miles de millones de esporas

o huevos).

• Pero no pueden tener éxito si la

competencia es fuerte, frente a

organismos con estrategia de la K.

• Los estrategas tipo r son:

1. de tamaño reducido

2. madurez precoz,

3. mayor asignación reproductiva

4. descendientes de menor tamaño (y

por lo tanto más numerosos).

Los estrategas tipo K

k estrategas.– Poseen una menor TN.– Tienen pocas crías que reciben cuidados.– La TM es menor.

• Son:

1. De mayor tamaño,

2. Reproducción retardada

3. Asignación reproductiva más baja

4. Descendientes de mayor tamaño (y

por tanto menor número)

5. Cuidados paternos

• Existe una intensa competencia entre los adultos y los resultados de esta competencia determinan en gran parte las tasas de supervivencia y fecundidad

• K suelen ser los animales y plantas grandes y longevos

• Su población se mantiene con altibajos,

pero cerca de la densidad máxima (K)

que puede tener, dadas esas

condiciones

Estrategas R y K

Valencia ecológica. Es el campo o intervalo de tolerancia de una especia respecto a un factor cualquiera del medio (luz, temperatura etc.) que actúa como factor limitante.

• El crecimiento de cada especie está supeditado a unos valores, máximo y mínimo, de cada uno de los factores del medio en el que se desarrolla, es decir, posee una valencia determinada

• Desde el punto de vista de la amplitud de la valencia ecológica se consideran dos tipos de especies:– Eurioicas. Aquellas poco exigentes respecto a los valores alcanzados por un determinado factor. Tiene valencias ecológicas de gran amplitud.Suelen ser r estrategas, son generalistas.– Estenoicas. Son muy exigentes respecto a los valores alcanzados por un determinado factor, tienen límites de tolerancia estrechos.Suelen ser k estrategas, son más especialistas.

Nicho ecológico

¿Por qué o en respuesta a qué surge el concepto

de nicho?

Nicho ecológico

Nicho ecológico

El principio de Gause puede ser expresado también como: “dos especies que tienen el mismo nicho no pueden coexistir”.

Hutchinson sugirió expresar o describir el nicho de una especie de acuerdo a sus dimensiones (ej., tipo de recurso y sus características, condiciones óptimas de su hábitat).

Nicho fundamental y nicho realizado

El nicho fundamental se expresa dentro de los límites de tolerancia fisiológica de una especie.

El nicho realizado se expresa como la suma de los efectos ambientales más las interacciones bióticas.

Nicho ecológico

Un modelo del nichoNicho materializado (3D)

Nicho fundamental (3D)

Nicho fundamental y materializado (2D)

Representación del nicho ecológico fundamental y

materializado en tres y dos dimensiones.

Nicho ecológico

Modelado del nicho

Saber dónde está una especie es complicado y depende de las escalas los factores que definen la presencia o la ausencia de la especie

(¿en qué tiempo y espacio?)

Factores bióticos: las interacciones a escalas grandes se difuminan mucho

Factores abióticos: clima (T°, PP), etc.

¿cuáles son las intensidades de las interacciones bióticas

a diferentes escalas?

Dos enfoques de aproximación al nicho:

a) Mecanístico

b) Estadístico

Nicho ecológico

Tres especies de garzas comparten un mismo hábitat, pero tienen distinto nicho ecológico. Anidan en distinto sitio, se alimentan de presas diferentes, su actividad no es la misma…..

1

2

3

Nicho ecológico

Nicho ecológico

Una sola especie puede ocupar diferentes nichos en distintas regiones, en funciónde factores como el alimento disponible y el número de competidores. Algunosorganismos, por ejemplo, los animales con distintas fases en su ciclo vital, ocupansucesivamente nichos diferentes.

Un renacuajo es un consumidor primario, que se alimenta de plantas, pero la ranaadulta es un consumidor secundario y digiere insectos y otros animales.

En contraste, tortugas jóvenes de río son consumidores secundarios, comencaracoles, gusanos e insectos, mientras que las tortugas adultas son consumidoresprimarios y se alimentan de plantas verdes como apio acuático.

Mismo hábitat, distintonicho

ecológico,

Nicho ecológico

Mismo nicho ecológico, distinto hábitat

Mismo hábitat, distintonicho ecológico,

Nicho ecológico

Nicho ecológico

Interacción específica en las comunidades:

COMPETENCIADEPREDACION

SIMBIOSIS

RELACIONES INTRAESPECÍFICAS: son las que se dan entre individuos de la misma especie. A su vez, son de dos tipos:

Cooperación: Los individuos colaboran entre sí para sobrevivir. Se da, sobre todo en grupos familiares.

Cuidado colectivo de crías entre los leones

Reparto de labores entre las hormigas

Colaboración macho-hembra para la cría

• Competencia: cuando un mismo recurso (no necesariamente nutritivo) es utilizado por dos individuos

– Intraespecífica: Larus argentatus en el patio del Insti

– Interespecífica: Larus argentatus y Corvus corax en los basureros

– Intraespecífica: Lucha por el territorio en machos de reptiles (lagartijas) o aves

• Cooperación

– Normalmente intraespecífica

– En labores reproductivas

– En defensa ante depredadores

– En búsqueda de alimento

– Insectos “sociales”: hormigas, abejas

Relaciones interespecíficas

Competencia La competencia es la interacción entre individuos de la misma especie

(competencia intraespecífica) o de especies diferentes (competencia

interespecífica) que utilizan el mismo recurso; éste suele estar en

cantidad limitada

Durante muchos años, la competencia ha sido

invocada como una fuerza primordial en la determinación de la composición y estructura de las comunidades

Competencia intraespecífica

Competencia interespecífica

Competencia: Los individuos luchan entre sí por:

- El espacio - La comida - La pareja

Competencia: Puede darse por el espacio y por la comida.

Principio de exclusión competitiva

“si dos especies se encuentran en competencia directa por el mismo recurso limitado -en

este caso alimento- una elimina a la otra”.

Competencia interespecífica por el alimento. Se trata de un modelo de dos depredadores compitiendo por una misma presa. Con el tiempo una de las dos desaparece.

ComunidadesEl principio de exclusión competitiva de Gause nos llevaría a pensar que sólo podrían

hallarse especies disímiles coexistiendo en las comunidades naturales. Pero, en realidad, es frecuente encontrar especies ecológicamente similares que viven juntas en la misma comunidad.

Competencia en una comunidad natural

Las larvas de ambas especies se establecen en

una amplia área pero los adultos viven en áreas restringidas.

Los límites superiores del área de Semibalanus están determinados por factores físicos tales como la desecación. Los percebes Chthamalus,

sin embargo, no viven en el área de Semibalanus, no por razones físicas sino por causas competitivas.

El Semibalanus crece más rápido y dondequiera que se encuentre con Chthamalus dentro de su propia área, lo

despega de las rocas, o crece por encima de él.

Depredación: El individuo de un especie sale ganando, mientras que el otro muere.

A. Modelo depredador-presa

Es estabilizador, se basa en un bucle de realimentación negativo


• Lockta y Volterra.• El comportamiento de estas dos poblaciones se puede explicar bien mediante la teoría de sistemas:– Primero ambas poblaciones crecen sin ningún factor limitante.– Si se fijan los encuentros como variable que relaciona ambas poblaciones se ve que los encuentros controlan ambas poblaciones. El tamaño de la población del depredador controla al de la presa y viceversa

Simbiosis

La simbiosis es una asociación íntima y a largo plazo entre organismos

de dos especies diferentes.

Las relaciones simbióticas prolongadas pueden dar como resultado

cambios evolutivos profundos en los organismos que intervienen, como

en el caso de los líquenes, una de las simbiosis más antiguas y

ecológicamente más exitosas.

Se considera generalmente que existen tres tipos de relaciones

simbióticas: el parasitismo, el mutualismo y el comensalismo.

Simbiosis

RELACION simbionte hospedador

comensalismo

mutualismo

parasitismo

B. Parasitismo (P/H)

Es una relación binaria en la que un individuo, el parásito, resulta beneficiado y el otro, el hospedante, es perjudicado.• Tipos:– Endoparasitismo (duela del hígado)– Ectoparasitismo (pulga, chinche, piojo etc)

3.2.2.- RELACIONES INTERESPECÍFICAS: son las que se dan entre individuos de distinta especie. A su vez, son de seis tipos:

Parasitismo: El individuo de un especie sale ganando, mientras que el otro sale perdiendo, pero no llega a matarlo

Es un modelo similar al de D/P siempre que el parásito y el hospedante hayan pasado juntos el tiempo suficiente para su coevolución. Esto se traduce en que al parásito no le interesa matar a su hospedador.• La diferencia en el modelo es que los encuentros no afectan a la mortalidad del hospedante. Sin embargo el parásito no puede vivir de forma independiente.

B. Parasitismo (P/H)

Mutualismo: Los individuos de las dos especies salen ganando.

Comensalismo: Los individuos de una de las especies salen ganando y los de la otra ni ganan ni pierden.

objeto de estudio de la ecología?

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