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Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos David Siddons

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Ensamble / Conjunto de especies que ocurren en un área y tiempo determinado

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Combina los factores bióticos (especies) y los elementos abióticos, todos estos organizados en un sistema Conceptos abstractos (tiempo, espacio, escalas) Las propiedades de la comunidad pueden ser entendidas a través del conjunto de efectos en todas las poblaciones

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Si hay pérdida / disminución de especies, es consecuencia de pérdida / disminución de individuos de las poblaciones

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Perspectivas en el efecto Efectos (acumulados) en el siguiente nivel trófico Plomo en organismos

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Efectos poblaciones Efectos individuos Efectos poblaciones Efectos comunidades Consecuencia en otros niveles “alejados” Efectos en poblaciones “distantes” en el nivel trófico Especies clave

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Efectos recurrentes sobre especies clave Influencia en todo el desempeño del ecosistema Especies sensibles Especies tolerantes Propiedades emergentes (en base a las conexiones entre especies)

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos El desempeño de los ecosistema depende de estas conexiones ¿Cuáles son los efectos de los contaminantes sobre los servicios de los ecosistemas? Pérdida del número de especie Especies comunes se vuelven raras Dominancia de especies tolerantes Homogenización del paisaje Especies endémicas (distribución restringida) Especies amenazadas Grupos funcionales Escala de diversidad

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Escala de servicios Servicios de los Ecosistemas Aprovisionamiento (agua, comida) Regulación (clima, enfermedades) Soporte (ciclos de nutrientes, biogeoquímicos, polinización, dispersión de semillas). Paisaje (calidad del paisaje, culturales, recreaciones) Conservación (biodiversidad, genes, características únicas)

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Algunos ecosistemas son susceptibles / irreversibles al daño de los tóxicos Humedales

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Algunos ecosistemas son “elásticos” (menos suceptibles). Habilidad de retornar a las condiciones originales Matorrales y Arbustos Resilencia Cuán rápido retornan a su estado normal

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Inercia Algunas comunidades resisten bien a los cambios asociados a los contaminantes Desiertos

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Condiciones abióticas Humedad, Temperatura, Estacionalidad Especies Sensible, Tolerantes Ámbito Área, Ubicación, Aislamiento, Conectividad

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Evaluación En poblaciones Claves, Sensibles Pocas especies Relaciones en pares Múltiples taxas Índices de Diversidad

Efectos y patrones de respuesta de las comunidades ante los tóxicos Bioindicadores Estructura de la comunidad Diversidad Interacciones Energía y transferencia (productividad) Tasas de cambio (temporales y espacio) Estados de sucesión (r-K) Flujo de nutrientes

Con presencia de XB los hábitat tienden a convertirse más dominantes Biondicadores Disminuir la riqueza específica. “Reemplazo” de la riqueza. Aumento de la abundancia proporcional (generalistas vs. especialistas) Comunidad Con presencia de XB los hábitat tienden a convertirse más dominantes Estructura Diversidad

Biondicadores Comunidad Influencia en la competencia Principio de exclusión por competencia

Biondicadores Influencia en la competencia Efecto de un contaminante Desplazar / solapar nichos

Biondicadores Comunidad Energía y eficiencia de energía Efecto de un contaminante

Biondicadores Energía y eficiencia de energía Consecuencias en la biomasa Efectos en los consumidores Disponibilidad de oxígeno Depuración / Control de agua

Biondicadores Energía y eficiencia de energía Poblaciones humanas

Biondicadores Energía y eficiencia de energía Mangle rojo = retención de sedimentos = más luz = mayor producción en los arrecifes de coral

Biondicadores Energía y eficiencia de energía

Biondicadores Comunidad Tasas de cambio en la estructura de la comunidad (tiempo y espacio) Con mangle rojo. ¿Efectos en el tiempo y en el espacio asociados al control de turbidez?

Biondicadores Altas tasas de disimilaridad / Bajas tasas de similaridad Diversidad Beta

Biondicadores

Biondicadores Comunidad Estados de sucesión Hasta aqui

Biondicadores Comunidad Influencia en patrones químicos y flujo de nutrientes

Biondicadores Ecosistema Los efectos en los ecosistemas vienen de consecuencias en las comunidades. Tamaño, disponibilidad de área del ecosistema

Biondicadores Ecosistema Servicios de la biodiversidad Disponibilidad de agua Calidad de suelo Calidad de paisaje Polinización Dispersión de semillas

Evaluación de los efectos sobre las comunidades Enfoque de las especies sensibles Utiliza la “porción” de especies más sensibles para predecir el efecto (en dosis / concentraciones) en toda la comunidad Alto grado de conocimiento de la historia natural y ecología de la especie. Ventaja.- Esfuerzo enfocados (ej: EPT). Desventaja.- El alcance a todas las especies de la comunidad. Start of class – 19/11/14º Bioensayos previos para detectar especies sensibles

Evaluación de los efectos sobre las comunidades Especies sensibles Métodos y técnicas estandarizadas Distribución Detectabilidad Patrones de abundancia Nichos especializados Ágil respuesta a los cambios Monitoreos constante (estacionalidad) Con la protección de especies sensibles, incluir a toda la comunidad Pruebas estadísticas 95%. ¿Es el 5% válido para perder en la comunidad? Especies clave!!

Evaluación de los efectos sobre las comunidades

Biondicadores - Competencia Competencia Interespecífica Relacionado a efectos subletales Exclusión de una especie en la competencia, en consecuencia influencia en los competidores . En exposición al cadmio, cambios en el efecto de forrajeo (disminución del la territorialidad). Favoreciendo predación en individuos pequeños y en especies menos abundantes Efectos en el crecimiento Lepomis macrochirus

Biondicadores - Competencia Explotación en Competencia Relacionado a efectos subletales Efecto en la capacidad de competir por un recurso limitado Relacionado a efectos subletales Pesticidas aumento en la dominancia de tamaños pequeños Disminución en la eficiencia de filtración Riqueza menor

Biondicadores - Predación Primer Escenario Efecto letales sobre la presa Contaminantes “obligan” a reubicar el acceso de energía en respuesta a la disminución de la presa

Biondicadores - Predación Segundo Escenario Efecto subletales sobre la presa El contaminante “influencia” en el comportamiento de predación y/o evasión de la predación Ajuste en las estrategias, predadores optimizar energía Ej: Contaminante + Menor actividad de las presas

Estructura de la Comunidad Calidad de la Estructura Riqueza Rareza Diversidad (heterogeneidad)

Estructura de la Comunidad Riqueza El número de especies en la comunidad

Estructura de la Comunidad Rareza Considera la distribución / proporción de los individuos. Uniformemente distribuidos entre las especies

Estructura de la Comunidad Diversidad (heterogeneidad) Cuán heterogenias son las especies en una comunidad Clase end 19/11/14 Refleja la magnitud de la riqueza e igualdad Índices de diversidad

Estructura de la Comunidad Los índices de diversidad no reflejan medidas directas de los contaminantes Reflejan un patrón de respuesta ante una fuente de estrés Los índices por si solos no reflejan valores de diversidad, permiten comparaciones

Estructura de la Comunidad Aumento de la dominancia Disminución de la equidad

Estructura de la Comunidad Valores similares de diversidad Composición alterada

Estructura de la Comunidad Rangos de Abundancia Cambios en las curvas de abundancia, reflejan un regreso a estados de sucesión primarios Especies oportunistas

Estructura de la Comunidad Ponderación de sitios / ecosistemas IBI Índice de Integridad Biológica Riqueza Composición Nivel trófico / Grupos funcionales Abundancia

Estructura de la Comunidad IBI (suma ponderada) Clase de Integridad Atributo 58-60 Excelente Sin presencia de disturbio. Todas las especies bien representadas (incluye las especies intolerantes), rangos de edad y tamaños corporales 48-52 Muy bueno Ligera reducción de la riqueza (especies sensibles). Rangos menores de abundancia. 40-44 Bueno Especies comunes se vuelven raras, poca detección de especies sensibles. Incremento de especies generalistas. Niveles tróficos superiores raros 28-34 Pobre Comunidad dominada por generalistas / omnívoros. Alta abundancia de especies tolerantes. Tasas de crecimiento alteradas, ausencia de algunas clases etarias 12-22 Muy pobre Ausencia de especialistas, híbridos son comunes, parásitos y enfermedades (Karr, 1991)

Sedimentos Actividad y densidad mucho más alta que en la columna de agua Sedimentos son el último destino final para los más persistentes contaminantes Convirtiéndose en nuevas fuentes de contaminación (transformaciones)

Sedimentos 1.- Medidas de toxicidad de los sedimentos 2.- Predecir la toxicidad desde concentraciones en los sedimentos hacia otros ambientes 3.- Efectos en la bioacumulación 4.- Diagnóstico de la toxicidad en muestras de campo

Sedimentos

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Sedimentos 28 días de exposición y monitoreo en sedimentos, seguido de análisis de tejidos

Sedimentos Predecir la toxicidad

Sedimentos

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