Ecología General-I Dr. Edilberto Chuquilín Bustamante Profesor Asociado D.E Facultad de Recursos Naturales Renovables Universidad Nacional Agraria de la Selva

Definiciones de Ecología Thorean (1858): utiliza el término ecología, pero no lo define Reiter (1865): términos griegos oikos y logos Haeckel (1869): Estudio científico de las interacciones entre los organismos y su medio ambiente. Etimológicamente, asocia los términos griegos oikos y logos y significa ciencia del hábitat. Elton (1927): historia natural científica (Animal Ecology)

Definiciones de Ecología Andrewartha (1961): estudio científico de la distribución y la abundancia de los organismos (Introduction to The Study of Animal Population) Odum (1963): estudio de la estructura y el funcionamiento de la naturaleza Krebs (1972): estudio científico de la interacciones que regulan la distribución y la abundancia de los organismos Margalef (1974): biología de los ecosistemas Pianka (1982): estudio de las relaciones entre organismos y la totalidad de los factores físicos y biológicos que los afectan o están influidos por ellos

La ecología es una ciencia, es un conjunto de conocimientos sistematizados que utiliza el método científico y contiene un cuerpo de hipótesis, teorías y principios

Ciencias de la ecología Ecología de poblaciones Ecología de comunidades Ecología de ecosistemas Ecología del paisaje Ecología de la restauración Ecología geográfica Ecología global Ecología evolutiva Ecología conductual Ecología humana Ecología molecular Ecofisiología

La Ecología y sus relaciones con otras ciencias ECOLOGIA Fisiología EtologíaGenética Evolución

Antecedentes históricos Primeros humanos y su ambiente Culturas Griegos T. R. Malthus: –“Ensayo sobre el principio de la población”. Si la población aumenta demasiado en relación a la producción de alimentos, el crecimiento se frena debido a las hambrunas, las enfermedades y las guerras Buffon: “Historia Natural”, Especie Alexander Von Humboldt: Geografía botánica = ecología terrestre Darwin: “Origen de las especies” G. Mendel: base genética para la teoría evolutiva Ernst Heinrich Haeckel: - La ontogenia recapitula la filogenia – E. Warming: “Ecología de las plantas” F. E. Clements: sucesión ecológica K. Mobius: Biocenosis A. G. Tansley: ecosistema A. Lotka - V. Volterra: modelos matemáticos depredador-presa C. Elton: “Ecología Animal” W. Alle: “Principios de ecología animal” K. Lorenz: Etología  ecología del comportamiento E. Wilson: “Sociobiología La nueva síntesis” E. Hutchinson: nicho ecológico E. Odum y H. T. Odum: ecología de sistemas R. Margalef: Perspectivas rn la ecología teórica (teoría de la información, diversidad, estabilidad, sucesión)

Niveles de organización Sistemas corporales Órgano Tejido Célula Individuo Población Comunidad Ecosistema Biosfera Ecología El individuo es la unidad fundamental de la ecología. Los ecosistemas se encuentran relacionados en una sola biosfera

Medio y ambiente Medio –Todo lo que rodea inmediatamente a un ser vivo (Clarke, 1958) Ambiente –Suma total de todos los factores físicos y biológicos que actúan sobre los seres vivos (Pianka, 1982) –Todos los factores externos, físicos y biológicos, que influyen directamente en la supervivencia, crecimiento y desarrollo y reproducción de los organismos (McNaughton y Wolf, 1984) –Medio natural que rodea a un ser vivo (Rodríguez, 2004) Medio ambiente –Todos los factores físicos o químicos (abióticos) y biológicos (bióticos) externos a un ser vivo y que influyen sobre él (Begon et al., 1988)

Factores ambientales Factores bióticos –Organismos vivos Factores abióticos –Físicos –Químicos Factores ambientales como condiciones y recursos

Factores ambientales como recursos y condiciones Factor ambiental: factor que varía en el espacio y tiempo y al que los seres vivos responden de modo distinto. Recursos –Son factores físico-químicos y biológicos que influyen en la distribución y abundancia de los seres vivos. –Pueden ser consumidos y agotados por los seres vivos. Condiciones –Son factores físico-químicos que condicionan la distribución y abundancia de los seres vivos. –Pueden ser modificados pero no consumidos por los seres vivos.

Los organismos y su ambiente Selección natural Adaptación Características morfológicas, fisiológicas y conductuales de los seres vivos que se ajustan a las condiciones del ambiente Teoría de Darwin: –Los individuos de una población presentan variaciones entre si –Parte de estas variaciones son hereditarias –Todas poblaciones tienen la potencialidad de poblar el planeta –Los diferentes individuos tienen distinto número de descendientes –El número de descendientes depende de la interacción entre sus características y el ambiente

Selección natural Adaptación Los factores ambientales varían en el espacio y tiempo La homeostasis es posible dentro de un rango limitado (mínimo y máximo) de factores ambientales Los organismos no se desarrollan de igual forma en ambientes distintos La distribución y abundancia de los seres vivos refleja la variación ambiental Cada ser vivo ocupa un hábitat y tiene funciones en ese hábitat Cada hábitat presenta un conjunto de características  Cada ser vivo responde a su hábitat con adaptaciones Cada ser vivo tiene un patrón de “construcción” heredado de sus ancestros  La morfología del ser vivo se ajusta con su con su hábitat La capacidad de desarrollar adaptaciones en varias generaciones se denomina adaptabilidad La eficacia o aptitud es la contribución proporcional de los individuos a las generaciones futuras

Gondwana, separación de los continentes meridionales y formación del Atlántico sur y el Índico Cada una de estas aves han evolucionado en su propio continente Sus características son consecuencias de los ambientes existentes en el pasado Tectónica de placas

Cambios climáticos y distribuciones aisladas

Islas y especiación

Convergencias Cuando las estructuras son análogas (similares superficialmente en forma y función), pero no homólogas (derivadas de una estructura equivalentes de un ancestro común) Grandes carnívoros: peces, reptiles, aves y mamíferos Tejidos homólogos de los frutos carnosos de diferentes grupos de plantas superiores

Paralelismos mmmmmm

Hábitat y nicho ecológico La distribución geográfica de los organismos está determinada por los factores limitantes, lo cual define su hábitat y nicho ecológico. Hábitat: –Espacio en el cual vive un organismo y sus condiciones que influyen directa o indirectamente a tal organismo. Odum (1959) plantea que para comprender el nicho ecológico de un organismo se debe conocer: Tipo de alimentación Actividades que realiza Fuente de energía que utiliza Influencia que tiene o ejerce en los organismos que lo rodean. Velocidad de su metabolismo. Nicho: –Suma total de todas las adaptaciones de un ser vivo –Rango de factores ambientales donde pueden desarrollarse los individuos de una especie –El concepto de nicho multidimensional (Hutchinson, 1957) engloba las dos nociones, hábitat y nicho. Es el espacio multidimensional cuyos ejes son recursos y condiciones dentro del cual una especie puede mantener una población viable.

Ejemplos de nicho ecológico La posición trófica (productor, consumidor o desintegrador) que ocupa el organismo en el ecosistema Una especie de mariposa ocupa en las distintas etapas de su vida (huevo, oruga, crisálida, mariposa adulta) diferentes nichos ecológicos Un tronco caído Un nido en un bosque Un colibrí extrayendo el néctar de una flor ECB © 2005

Tolerancia ambiental y nicho - Ley de Liebig y ley de Shelford – Nicho ecológico Amplitud del nicho Población baja Zona de intolerancia Zona de estrés fisiológico Ausencia de especies Área de mayor abundancia Límite mínimo de tolerancia Rango del óptimo Zona de intolerancia Ausencia de especies Límite máximo de tolerancia Población baja Zona de estrés fisiológico Baja Abundancia Alta BajoGradiente ambientalAlto Curva Gaussiana o normal de la respuesta de especies de plantas a un sólo factor ambiental y las zonas de tolerancia (modificado de Kent y Coker, 1992)

Nicho ecológico según Hutchinson

Diferenciación de nichos Geospiza scandens Geospiza magnirostrisCamarhyncus pallidus

Pinzones de Darwin Geospiza magnirsotris nunca ha invadido la isla Hood y Culpepper  Nichos han quedado disponibles  G. conirostris ha contado con acceso físico y constitutivo para ocupar esos nichos  Cuando se comparan caracteres morfológicos de G. conirostris de diferentes islas se observan desplazamientos

Organismos euri y esteno