Ecología de comunidades

Presentación del tema: "Ecología de comunidades"— Transcripción de la presentación:

1 Ecología de comunidades
Concepto de comunidad Atributos Interacciones entre organismos y con el medio Procesos Dinámica espacial y temporal Determinantes de la estructura y diversidad

2 Características del ambiente
Factores históricos y topográficos Interacciones entre especies Conjunto de especies en un lugar El ambiente tiene que tener las condiciones y recursos que les permitan a las especies desarrollar poblaciones a densidades mayores que cero Las especies tienen que haber podido llegar al lugar o haber evolucionado in situ Las interacciones entre especies pueden conducir a que algunas no persistan o que otras aumenten

3 Visiones acerca de las comunidades
Holística. Clements. Comunidades como entidades funcionales, discretas, con organización y propiedades emergentes Individualística. Gleason: conjunto de especies que coexisten porque coinciden sus requerimientos

4 ¿Cómo describimos una comunidad?
Atributos Procesos Composición específica Interacción de las especies con el medio ambiente Riqueza de especies Interacción entre especies Abundancias relativas Dominancia Dinámica espacial y temporal Diversidad Flujo de materia y energía Estructura trófica Estructura de gremios Formas de vida Grupos funcionales

5 Cada comunidad se caracteriza por un patrón de abundancias relativas
Composición específica: lista de especies presentes Riqueza de especies: número de especies presentes. S= 4 Abundancia relativa: abundancia de una especie respecto a las restantes. Se puede expresar en términos de abundancia de individuos, cobertura, frecuencia o biomasa Cada comunidad se caracteriza por un patrón de abundancias relativas Comunidad A Comunidad B

6 Dominancia. Especies Dominantes: ejercen mayor control sobre el funcionamiento de la comunidad abundancia tamaño actividad rol ecológico Especies “clave” cumplen un rol particular por sus interacciones. Su desaparición lleva a cambios en las restantes especies y en la estructura general de la comunidad. Ingenieros del ecosistema: producen cambios en el medio que influyen sobre otras especies.

7 Diversidad Riqueza de especies: número de especies presentes Abundancia relativa: reparto de individuos entre especies Diferencias en la composición específica (diversidad beta)) Biodiversidad Variación genética dentro de las especies Diversidad de especies Diversidad de hábitats Diversidad de ecosistemas Diversidad de biomas

8 La diversidad puede estimarse a distintas escalas
Diversidad : diversidad de especies en un hábitat o comunidad Diversidad : una medida de la tasa de recambio de especies a lo largo de un gradiente entre un hábitat y otro. Diversidad : diversidad de especies a escala de paisaje

9 Diversidad específica α (a escala local)
Riqueza de especies Equitatividad Patrón de abundancias relativas Una comunidad es diversa Porque tiene muchas especies Porque todas las especies son más o menos igual de abundantes

10 Para todos los índices Si dos comunidades tienen la misma riqueza, es más diversa aquélla que es más equitativa. La equitatividad es máxima cuando pi=1/S para todas las especies Si dos comunidades son igualmente equitativas, es más diversa la de mayor riqueza.

11 Estructura trófica Zorro Oso hormiguero Ratones Conejo Hormigas
Microorganismos y hongos descomponedores Pasto Árboles

12 Estructura de gremios Gremio: Grupo de especies que utilizan los mismos recursos en forma similar. Definido para un eje del nicho Ej: insectívoros, granívoros, carnívoros La existencia de gremios depende de la disponibilidad de recursos: > disponibilidad < competencia gremios Para que haya gremios la competencia intraespecífica debe ser mayor que la interespecífica La cantidad de gremios depende de la variedad de recursos que están disponibles en el ambiente La competencia interespecífica es mayor dentro de los gremios que entre los gremios

13 Grupos funcionales Grupos de especies que utilizan recursos en forma similar Tienen efectos semejantes sobre el ecosistema Ejemplos En plantas: leguminosas En animales: descomponedores

14 El funcionamiento de los ecosistemas dependerá de:
Número de especies Especies presentes Gremios presentes Grupos funcionales presentes

15 Los límites de las comunidades
¿Cómo hacemos para delimitar las comunidades? 1. Ubicación en mapas de las distintas comunidades Agua Bosque Totoral Pastizal 2. Representación de las comunidades según gradientes de variaciones ambientales Bosque Altura Pastizal Totoral Humedad

16 3. Representación de especies individuales según gradientes ambientales
Proporción de individuos Proporción de individuos variable ambiental variable ambiental Valor del parámetro ambiental variable ambiental variable ambiental

17 Método de área mínima Se grafica el número de especies presentes en función del tamaño del cuadrante de muestreo utilizado Número de especies Estamos abarcando otra comunidad : AM Tamaño del muestreador Se determina el área que hay que muestrear para describir a la comunidad

18 Las distintas unidades de muestreo (censos) se pueden agrupar por su similitud: especies que comparten Grupos de censos semejantes pertenecen a una misma comunidad A su vez, puede compararse las comunidades entre si en cuanto a su similitud

19 Se utilizan Indices de similitud que sirven para agrupar censos semejantes.
Pueden usar variables discretas (presencia -ausencia) o continuas (abundancia) Para datos discretos: se basan en la presencia compartida respecto al total de especies: Comunidad o censo A Presentes Ausentes Comunidad o censo B a b c d  IS= a/(a+b+c) (Jaccard) No tiene en cuenta las dobles ausencias.  IS= 2(a+d)/(2(a+d) + b+ c) Indice de Sokal y Sneath: da mayor peso a las ausencias y presencias conjuntas.  IS= 2 a/ (2 a + b + c) Indice de Sorensen. No tiene en cuenta las dobles ausencias.

20 Indices cuantitativos: tienen en cuenta la proporción relativa de las especies en cada comunidad. Ejemplo: I. de Czekanowski:  IS=  mín (pi1, pi2) pi1: proporción de individuos de i en la comunidad o censo 1, pi2: proporción de la especie i en la comunidad o censo 2. La sumatoria va de la especie i a la especie s (donde s es el total de especies encontradas). Ese valor mínimo representa la mínima coincidencia entre ambas comunidades.

21 Especie Comunidad A Comunidad B
% % % % % % % % IS= = 68%

22 Teorías de uso del espacio de nicho entre las especies
¿Qué determina qué especies y en qué abundancia van a estar en una comunidad? Teorías de uso del espacio de nicho entre las especies Una especie que coloniza un hábitat ocupa espacio del nicho según: Sus requerimientos La disponibilidad de nicho La ocupación por otras especies Los tipos de interacciones con las otras especies

23 Variedad y disponibilidad de recursos
Uso de los recursos Número y tipo de especies Abundancia de las especies Marco teórico Similitud límite entre especies por competencia La abundancia de una especie es proporcional a la proporción del nicho total de la que se apropia

24 Un hábitat va a estar caracterizado por la gama de recursos disponibles en cada dimensión del nicho, y por la abundancia o disponibilidad de recursos. Estados Gama de recursos disponibles

25 Proporción de individuos que usan el recurso
Para coexistencia, d/w>1 Disimilitud: distancia entre óptimos, d Dispersión, w superposición amplitud Gama de recursos disponibles

26 Modelos para los patrones de abundancia
Con supuestos acerca de interacciones Sin supuesto acerca de interacciones entre especies Basados en el reparto del espacio de nicho en una dimensión limitante Log normal: el número de individuos sigue una distribución log normal Logarítmico: el número de individuos por especie sigue una distribución logarítmica El número de individuos de cada especie depende del reparto del espacio de nicho entre las especies

27 Modelo geométrico o de pre ocupación (Whittaker 1965):
Cada especie se apropia de una fracción constante del espacio de nicho que queda disponible Especie % Especie % del 60 %: % Especie % del 36%: ,4 % y así sucesivamente Proporción del nicho total ocupada por cada especie según el modelo geométrico

28 Modelo de vara partida (Mac Arthur 1957):
los límites entre los nichos se establecen al azar: la vara se rompe en sitios al azar. Es más probable que se subdivida el nicho de las especies de mayor amplitud No hay superposición de nichos El reparto se realiza sobre un eje limitante Proporción del nicho total ocupada por cada especie según el modelo de vara partida

29 Mayor equitatividad Vara partida Menor equitatividad Mayor dominancia Modelo geométrico

30 Los determinantes de la diversidad
¿Por qué hay sitios más diversos que otros? ¿Hay patrones de diversidad? ¿Qué determina los patrones o gradientes? Explicaciones basadas en teoría de uso y reparto de recursos Efecto disponibilidad de nichos (relacionada con heterogeneidad) Ocupación de nichos: tiempo ( ecológico y evolutivo) y distancia Amplitud de nicho de las especies (tiempo evolutivo, predecibilidad) Superposición permitida (relacionada con disponibilidad de recursos 30 30

31 Efectos del tiempo evolutivo y ecológico sobre el número de especies
- Tiempo + Nichos de las especies Gama de recursos (Espacio de nicho disponible) Mayor tiempo, mayor ocupación de nichos disponibles

32 t Gama de recursos disponibles Mayor tiempo, mayor ocupación de nichos disponibles

33 > Amplitud < Menor amplitud, más especialización, mayor número de especies Permiten especialización Achicamiento de nichos Mayor número de especies Tiempo evolutivo Mayor predecibilidad Mayor estabilidad climática

34 Gama de recursos disponibles
Tiempo evolutivo Mayor predecibilidad Mayor estabilidad climática Permiten especialización

35 < disponibilidad > competencia
- Nichos + Gama de recursos Nichos de las especies B Gama de recursos < disponibilidad > competencia Gama de recursos disponibilidad < competencia Puede haber mayor superposición Gama de recursos

36 Mayor heterogeneidad- Mayor gama de recursos disponibles- Mayor número de especies

37 Si hay más disponibilidad de recursos (son más abundantes) las especies se pueden superponer más, puede haber más especies.

38 Biogeografía de islas ¿Qué es una isla? Porción de hábitat aislado dentro de otro tipo de hábitat Reservas Montes para aves dentro de un pastizal Picos de montañas Plantas aisladas para insectos Isla verdadera ¿Qué implica? Es importante la colonización Es importante la extinción Hay evolución independiente del continente

39 Tasa de Extinción Tasa de Inmigración I0 E(S) Ep I(S) S* S S*= Número de especies en el equilibrio

40 ¿Cómo cambia S* con la distancia al continente y el área de la isla?
Efecto distancia: La distancia afecta negativamente a la tasa máxima de inmigración I(S) E(S) A, B I0A + cerca I0B +lejos S*B S*A S

41 ¿Cómo cambia S* con el área de la isla?
Efecto área: el tamaño disminuye la tasa máxima de extinción E(S) I(S) + chica EpB A, B I0 EpA + grande S*B S*A

42 ¿Cómo cambia S* con la distancia al continente y el área de la isla?
Efectos combinados: área y distancia E(S) Isla grande y cerca GC I(S) C Ch L Isla grande y lejos GL G Isla chica cerca ChC Isla chica lejos ChL GC GL CHC ChL En este ejemplo : Grande cerca>grande lejos>chica cerca>chica lejos Pero el resultado en particular depende de las pendientes de cada una.

43 Determinantes de la estructura de la comunidad
Distribuciones excluyentes. Relaciones numéricas y espaciales inversas Competencia Patrones Similitud límite Segregación de nichos Desplazamiento de caracteres

44 Depredador generalista-
Presas igualmente abundantes No cambia diversidad Puede aumentar equitatividad por disminuir abundancia de la más abundante Depredador generalista- Una presa más abundante Puede aumentar equitatividad por disminuir abundancia de la más abundante Depredador especialista o selectivo sobre presa abundante Puede disminuir equitatividad por disminuir abundancia de la menos abundante Depredador especialista o selectivo sobre presa poco abundante

45 Efecto de perturbaciones sobre la estructura de la comunidad
Perturbaciones naturales Perturbaciones humanas Disturbios Baja Intensidad o desastres Alta frecuencia Áreas pequeñas Inundaciones fuegos vientos Adaptaciones Catástrofes Alta intensidad Baja frecuencia Áreas grandes Terremotos glaciaciones Erupciones volcánicas No hay adaptaciones

46 Teoría del disturbio intermedio
C S Tiempo Teoría del disturbio intermedio S= Número de especies A= perturbación frecuente o intensa. Impide colonización B= Perturbación intermedia. No llega a haber exclusión competitiva C= Baja el número de especies por exclusión competitiva

47 Efecto de disturbios en parches sobre la riqueza de especies

48 Invasiones biológicas
Determinantes del cambio en diversidad Extinciones Deterioro de sistemas naturales o productivos Transmisión de enfermedades Causa de enfermedades 48 48

49 Movimiento de especies incrementado por
Invasión: Establecimiento y expansión de una especie fuera de su rango geográfico original Movimiento de especies incrementado por Transporte intencional Explotación Uso decorativo Mascotas Transporte accidental Con cultivos Con animales En medios de transporte Implica: Traspasar barreras geográficas Capacidad de propagación independiente del hombre, en número de individuos y en distancia

50 Crecimiento poblacional Expansión en el área Regla del 10%
Etapas de la invasión Transporte Introducción Establecimiento Crecimiento poblacional Expansión en el área Regla del 10% Plantas para jardineria <1%, mamiferos >60 % Pero depende de Especie invasora Comunidad receptora Eventos de invasión Plantas introducidas para jardinería <1% Mamíferos>60% 50

51 Condiciones abióticas
Éxito de invasión- Grado de invasión de una comunidad Número y frecuencia de introducciones Existencia de focos previos Distancia a focos previos Agentes dispersantes Modo de reproducción Presión de propágulos Condiciones abióticas Disponibilidad de recursos (en plantas) Perturbaciones Pulsos de recursos Régimen de temperatura, humedad, salinidad Invasibilidad del hábitat receptor Condiciones bióticas Competidores Depredadores, parásitos y patógenos Mutualistas Resistencia biótica

52 Características de las especies invasoras ¿Existen?
Algunas generalizaciones Capacidad de establecerse y sobrevivir Viabilidad de semillas en el banco Alta tasa fotosintética Características reproductivas Alta tasa reproductiva, gran producción de semillas, crecimiento vegetativo Autofecundación, autopolinización Dispersión a larga distancia, por viento o animales Características ecológicas Generalismo o plasticidad fenotípica Capacidad de aprendizaje Alta tasa de crecimiento poblacional (respecto a residentes) Alta eficiencia en uso de recursos o menor requerimiento

53 Resistencia biótica: competidores Versus Condiciones favorables
Escala regional Número de especies exóticas Escala local Número de especies nativas

54 SUCESIÓN: Proceso de colonización y extinción de especies en una localidad
Direccional Continuo Implica recambio de especies Sucesión autótrofa o heterótrofa Sucesión primaria o secundaria Procesos auto y alogénicos en una sucesión Características de especies pioneras y tardías

55 Mecanismos de una sucesión autótrofa
Facilitación: especies pioneras crean condiciones favorables para las siguientes, que las eliminan por competencia Tolerancia: las especies ocupan el espacio según ritmos de crecimiento, las de crecimiento lento eliminan a las primeras de crecimiento rápido por competencia Inhibición: especies pioneras impiden establecimiento de especies tardías, que se instalan luego de que las primeras son eliminadas por stress físico

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