Resumen de la Historia de la Ecología Vegetal Dr. Gerardo Avalos B0430 Ecología Vegetal UCR II 2006

Los primeros ecólogos La Ecología per se es una ciencia muy joven. No comienza a desarrollarse sino a mediados del S. XX Sin embargo, podríamos trazar sus inicios desde Aristóteles y su estudiante, Teofrasto, quienes muestran interés en los usos y clasificación de los seres vivos. Teofrasto describe relaciones entre plantas y animales junto con el efecto del ambiente a principios del siglo IV antes de Cristo.

Con el descubrimiento de América, y la transferencia de usos de nuevas plantas y animales para los Europeos, comienza una época de desarrollo muy intensa para las ciencias biológicas. La taxonomía moderna se incia a principios del s. XVIII con los trabajos del sueco Carlos Lineo, quien desarrolla el Sistema Binomial, y describe científicamente a todos los organismos conocidos en ese entonces (1753 Species Plantarum). A principios del s. XIX tenemos a otros naturalistas como Alexander von Humboldt (considerado el padre de la ecología -quién sería la mamá, Bonpland?) Humboldt fue uno de los primeros en estudiar las relaciones entre los organismos y el ambiente y demostrar zonas de vegetación al relacionar la distribución de las plantas con características climáticas usando latitud y altitud (una disciplina que ahora se conoce como geobotánica). Escribe ”Apuntes para una Geografía Botánica”, 1805.

Entre 1799 1804 von Humboldt viaja por Sur y Centro América describiendo el nuevo mundo desde un punto de vista Científico. Invierte 21 años en escribir los resultados de sus viajes.

El origen de las especies Hacia 1850 Charles Darwin publica The Origin of Species: con lo cual la Ecología evoluciona de una ciencia puramente descriptiva a un modelo evolutivo, ya que la selección natural actúa en el tiempo ecológico. Según lo discutido la semana pasada en algún momento nos volvimos de nuevo biólogos del s. XIX… … en el mejor sentido de la palabra CHUCK

Primeras ideas biogeográficas Alfred Russel Wallace desarrolla ideas biogeográficas bastante complejas (ej, la línea de Wallace) para explicar la distribución de especies animales y vegetales. Los Reinos Biogeográficos impulsan el concepto de comunidades concretas y distinguibles, llamadas biocenosis, término acuñado en 1877 por Karl Möbius.

La línea de Wallace Separa las regiones biogeográficas de Asia y Australasia. Al Oeste de la línea tenemos especies de origen asiático, al Este especies de origen australiano. La línea corre en el Archipiélago Malayo entre Borneo y Sulawesi, y entre Bali y Lombok (solamente 35 km).

Nos percatamos de la BIOSFERA El geólogo austríaco Eduard Suess propone este término en 1875 luego de observar que la vida se desarrolla únicamente cercana a la superficie del planeta y bajo condiciones aptas para la vida. En los 1920s el geólogo ruso Vladimir I. Vernadsky, describe los principios fundamentales de los ciclos biogeoquímicos y define a la BIOSFERA como la suma de todos los ecosistemas. Recordar a James Lovelock y su hipótesis de GAIA A todo esto, adónde están los ecólogos??

Arthur Tansley y la Ecología de Ecosistemas En 1935 el ecólogo británico Arthur Tansley define al ECOSISTEMA como el resultado de la interacción entre la BIOCENOSIS y su BIOTOPO o ambiente en el que viven los organismos. La Ecología se convierte entonces en la CIENCIA DE LOS ECOSISTEMAS. Este concepto lo retoma Eugene Odum, quien con su hermano Howard publican el libro de texto ECOSYSTEM ECOLOGY (1953) con el que educan a toda una generación de ecólogos académicos.

ECOLOGIA DINAMICA Henry Chandler Cowles estudia el proceso de sucesión en las dunas del lago Michigan en donde encuentra evidencia de la asociación entre la vegetación y la edad del suelo. Cowles describe la sucesión como el proceso mediante el cual una comunidad se mueve de un estadio de organización simple a uno más complejo. Se inicia el debate sobre el mecanismo sucesional de la vegetación

La comunidad climax El término es introducido en 1916 por Frederic Edward Clements (1874-1945), y según este una comunidad sigue una trayectoria predecible que alcanza su punto culminante en el climax o estadio de vegetación maduro. Además, indica que la comunidad es un SUPERORGANISMO...

El concepto INDIVIDUALISTA de las asociaciones vegetales Desarrollado por Henry Gleason (1882-1975). Contrario a Clements, Gleason indica que una comunidad es el resultado de la suma individual de sus partes. Este es un debate del cual no nos hemos podido escapar pues nos lleva a la dicotomía de pensar qué es más importante, la sinecología, o la autoecología?

Análisis de Gradientes El término es desarrollado por R.H. Whittaker (1920-1980), y de acuerdo con este... "Species are distributed not in terms of associations, but each according to its own physiology and genetic pattern, and hence no two alike. The assumption that species are organized into associations as real units, designated the association-unit theory, is rejected in favor of the individualistic hypothesis of Ramensky [1924] and Gleason [1926]. Vegetation may be interpreted as a complex and largely continuous population pattern."

Teoría de Biogeografía de Islas Robert H. MacArthur (1930 –1972), estudiante de G. Evelyn Hutchinson, desarrolla el concepto de NICHO, y junto con E.O. Wilson propone la teoría de Biogeografía de Islas, la cual ha sido fundamental para el desarrollo del diseño de áreas de conservación. La teoría predice que el número de especies es el resultado del equilibrio entre la extinción y la colonización, así como del contexto del paisaje en que se encuentre una isla biológica. MacArthur hace énfasis en la prueba de hipótesis como mecanismo para hacer progresar el campo de la ecología, facilitando el desarrollo de modelos teóricos, los cuales son probados posteriormente bajo condiciones de campo.

Teoría de Biogeografía de Islas Edward O. Wilson (1929). Coautor de la teoría. Sociobiología: ”el estudio sistemático de la base biológica de toda conducta social." 1975 Uno de los conservacionistas contemporáneos más importantes

Otras contribuciones importantes Schimper desarrolla las bases fisiológicas de la distribución de plantas originando el campo de la ecofisilogía (1903). Turesson analiza la heredabilidad de caracteres en plantas a través de la implementación de experimentos de jardín común, introduce el concepto de ECOTIPO (1920s). G.L. Stebbins realiza análisis muy detallados de la variación geógrafica en poblaciones de plantas en los 50s. Harold Mooney desarrolla el campo de la ecofisiología en los 50s

En qué etapa nos encontramos ahora? Integración de campos del conocimiento (despertar al gigante dormido) Una manera de hacerlo es estudiar la respuesta adaptativa de grupos de caracteres a través de diferentes estadios ontogenéticos Cuántos de uds comprendieron la última oración???... La cual es ejemplo de abuso de la jerga científica. Con la oración anterior quisimos indicar INTEGRACIÓN FENOTÍPICA

Recordar que la selección natural actúa sobre el fenotipo

El fenotipo es continuo y está dividido arbitrariamente en diferentes estadios ontogenéticos los cuales particionan la interacción A x G

La norma de reacción ontogenética

Normas de reacción Presentan 5 atributos: Cantidad de plasticidad, indica la magnitud de respuesta cuando el organismo es colocado en un ambiente alternativo Patrón, o forma de la trayectoria Velocidad, indica cambios fisiológicos rápidos vs. Cambios morfológicos lentos (ej, aclimatación dentro de una hoja vs. Aclimatación entre hojas diferentes) Reversibilidad, o habilidad para cambiar entre estados alternativos Competencia, es la habilidad para responder a estímulos ambientales solamente durante períodos ontogenéticos muy específicos A veces es difícil demostrar que una respuesta plástica es adaptativa. Ejemplos en los que la plasticidad es adaptativa incluyen la heterofilia y la aclimatación lumínica Las normas de reacción deben ser estudiadas usando respuestas multivariadas

RESPUESTA PLASTICA NO ADAPTATIVA: producción de un segundo set de raíces fúlcreas en palmas (o producción de rametes en Euterpe precatoria)

Integración de ecología, evolución y biogeografía Propuesta por Steve Hubbell. Busca explicar la diversidad y abundancia relativa de las especies en las comunidades asumiendo que las diferencias entre especies son NEUTRALES, o bien, irrelevantes para determinar el éxito ecológico. Todas las especies se comportan (se reproducen y mueren) de forma idéntica. Esto concuerda con modelos nulos y con las ideas de biogeografía de islas de MacArthur yWilson. Pasaremos un buen rato analizando esta teoría.

Modelos Nulos en Ecología Nicholas Gotelli Los modelos nulos permiten detectar patrones a nivel de comunidad y determinar si estos se deben al azar o si hay factores ecológicos intrínsecos responsables de las diferencias. Pasaremos tiempo también analizando diferentes módulos del programa ECOSIM http://www.garyentsminger.com/ecosim/ecosim.htm

Nuestro objetivo es… Entender cómo se distribuyen las comunidades a través del tiempo y del espacio de una forma integral (evolutiva y ecológica) a fin de facilitar decisiones de manejo y conservación. Traducir la jerga científica al lenguaje de la gente común y mostrar que la conservación produce incentivos económicos. Cualquier teoría que no es aplicada, o que no tiene clientes potenciales, queda solamente en el papel convirtiéndose en una forma de matar el tiempo.