Ecología de Comunidades

RELACIONES INTERESPECÍFICAS

ESTRUCTURA DE COMUNIDADES

Raúl Loayza

2015-I

ECOLOGÍA DE LAS COMUNIDADES

POBLACIONES

COMUNIDAD

TIENEN:

Una estructura interna

Procesos reguladores

… como los encontrados en estos niveles

DIFERENCIACIÓN EN UNA COMUNIDAD

Comunidad principal: aquella que en su hábitat físico forma ecosistemas más o

menos completos y autosuficientes → independientes de las otras comunidades;

la E° solar es el único elemento que se requiere de fuera.

Comunidades menores: dependientes de agregaciones de organismos

vecinos para el suministro de E°.

Ej: hojas de palmeras que caen en charcos, presentan actividad biológica

… en condiciones

adecuadas (ej. Tº)

insectos depositan

huevos…

DOMINANCIA EN UNA COMUNIDAD

Es la sp. más importante para la

composición y dinámica de la E°

interna de la comunidad

Número

Tamaño

Actividad energética

Bosque de pinus ponderosa

Ganado vacuno

Pavos

Corderos

Hierbas de tallo alto

Trébol

Robles

50 ind.

6 ind.

1 ind.

18 Ha

1.2 Ha

0.8 Ha

Consumidores

primarios

Productores

Diversas sp. que forman una comunidad

tienen formas distintas de vida

La diferenciación de la

comunidad se muestra en tres

planos HORIZONTAL VERTICAL TEMPORAL

Halcón

Lechuza

Ratón

sp. con funciones similares,

pero tienen actividad en

diferentes momentos del día

Esta diferenciación de las comunidades no sólo se da en

ambientes terrestres…

COMUNIDADES LACUSTRES

Ene Dic

sedimento

O2

más caliente

La turbidez restringe la zona fotosintética

La T° restringe la distribución de animales y plantas

peces

SUCESIÓN

Cambian las condiciones

Nueva sp. morir

partir

Sp.

Reemplazo continuo o transición ordenada de una comunidad biótica a otra →

SUCESIÓN ECOLÓGICA

Termina sólo cuando se alcanza una etapa CLÍMAX

(ecosistema mejor adaptado)

Se da como resultado del cambio de clima y hábitat físico

líquenes secretan ácidos orgánicos

Dejan substrato y nutrientes disponibles

musgo y esporas

Los musgos retienen más agua de lluvia

‘formación de suelo’

Las condiciones siguen cambiando y los líquenes podrían morir

helechos

SERE: serie de pasos o comunidades

que se desarrollan en el proceso de

sucesión

Cada etapa = ETAPA SERAL →

comunidad seral intermedia

El sere termina en una COMUNIDAD

CLÍMAX (la mejor adaptada)

SUCESIÓN COMUNIDAD CLÍMAX

Se inició en un área no ocupada

anteriormente: SUCESIÓN PRIMARIA

SUCESIÓN COMUNIDAD CLÍMAX

Se inició en un área en la que una comunidad había sido eliminada, SUCESIÓN SECUNDARIA

Ejemplo: bosque talado/incendiado

NO REQUIERE FORMACIÓN DE SUELO

ESTABIL

IDAD

-

+

COMUNIDADES CLÍMAX Y SU IMPORTANCIA

Comunidades CLÍMAX terrestres: más estables y con

vías más diversas de corriente de E° en los alimentos

que las comunidades SERALES intermedias las más

productivas de las comunidades naturales

Compuestas por los animales y vegetales mejor

adaptados evolutivamente a las condiciones

climáticas

Alteración o destrucción de una comunidad CLÍMAX =

centenares de años para que la SUCESIÓN cree otra

PRINCIPALES FORMACIONES DE CLÍMAX:

BIOMAS TERRESTRES

Bioma: tipo principal de ecosistema que cubre una

gran extensión de tierra y que se clasifica por su

vegetación dominante.

Basado en las formas de vida características de las

especies más importantes de cada comunidad.

Ecosistema: comunidad de organismos en un área

(biocenosis) + el ambiente físico (biotopo)

Cada bioma está poblado por un diverso grupo de

animales, plantas, hongos y microorganismos

adaptados a ese ambiente.

BIOMAS TERRESTRES MÁS IMPORTANTES

30º N

Ecuador

30º S

Bosque Tropical

Savana

Desierto

Hielos polares y de alta montaña

Chaparral

Pradera Templada

Bosque Templado

Bosque de coníferas

Tundra (ártica y alpina)

Dentro de una comunidad, los organismos no sólo se

relacionan con individuos de su especie. También lo

hacen con otras especies diferentes de la suya

relaciones interespecíficas

Explotación de un recurso o interferencia de otras

especies

Recurso

Fecundidad

Supervivencia

Crecimiento

Poblaciones

Distribución

Evolución

Spodoptera frugiperda

“gusano cogollero del

maiz”

Telenomus remus

Afectan

Las RI se clasifican atendiendo a los siguientes factores:

Si la relación aporta o no algún beneficio trófico

Si se produce algún beneficio o perjuicio entre los

miembros de cada especie

Si la relación es ocasional o permanente

Relaciones

Simbióticas

Relaciones

Antagónicas

Mutualismo

Comensalismo

Parasitismo

Depredación

Competencia

Amensalismo

Simbiosis

SIMBIOSIS Y MUTUALISMO Benefician a ambas especies Simbiosis: obligatoria y permanente

Mutualismo: ocasional y no obligatorio

hongo ascomyceto Aleuria sp. ‘micobiontes’: forman el cuerpo vegetativo del líquen

algas clorofíceas o cianofíceas Nostoc sp. ‘fotobiontes’: constituyentes fotosintetizadores

líquen Parmotrema mesotropum

Anton de Bary (1873):

‘la vida en común de

organismos con nombres

diferentes’

Zootermopsis angusticollis

Trichonympha sp.

degrada celulosa hasta glucosa

provee nutrientes y un ambiente ideal

β-1,4-glucosídicos

no posee enzima para degradar celulosa

Simbiosis: protozoo en el tracto digestivo de las termitas → relación obligatoria para ambas especies

celulosa

MUTUALISMO

Producción económica de beneficios para los socios. A cambio, se reciben otros beneficios que podrían ser difíciles o imposibles de adquirir

Trófico: ambas especies cooperan para obtener alimento.

nódulos de Rhizobium sp.: bacteria fija N atmosférico

N2 NH4+

amonio

raíz de leguminosa (lenteja, trébol) provee carbohidratos y un ambiente favorable para el crecimiento de la bacteria

limpieza

la morena no se alimenta del camarón

El camarón Lysmata amboiensis retira los

parásitos de la morena

Vanellus vanellus

‘ave fría’

Garza bueyera

defensivo hormigas (Pseudomyrmex) y Acacia sp.

Acacia: alimento y nicho a las hormigas

Hormigas: protegen a la planta de otros herbivoros y de plantas vecinas

Dispersivo

polinización y dispersión de semillas

proveen alimento y, en algunos casos, protección

Entre un animal polinizador o dispersor y una planta

Los polinizadores transportan el polen de una planta a otra o de la antera hacia el estigma polinización Estructura función

COMENSALISMO Entre organismos de dos especies diferentes: una se beneficia (comensal) y la otra no es afectada (neutra) no es necesariamente permanente ni obligatorio. Se representa con los símbolos: + / 0

Mullus surmuletus Stegostoma fasciatum

rémora

Al alimentase, remueve el fondo con sus barbas y quedan expuestos pequeños crustáceos: alimento para otros peces.

Se adhiere a su hospedero mediante una ventosa e ingiere los restos de la alimentación del hospedero

→ simbiosis/parasitismo?

RELACIONES ANTAGÓNICAS

Entre dos especies diferentes; al menos una sale perjudicada

PARASITISMO

DEPREDACIÓN

COMPETENCIA

AMENSALISMO

Parasitismo Relación estrecha entre dos organismos en la cual uno

(parásito) vive a expensas del otro (hospedero) de manera permanente o no.

En esta interacción uno se beneficia mientras el otro es perjudicado sin provocarle la muerte inmediata. ¿Por qué?

Durante la reproducción el bivalvo expulsa al estadío larval

Las larvas se adhieren al pez

hasta cambiar de estadío

Anodontites trapesialis Fam. Carácidae

larva gloquidio ectoparásita de peces

parasitoides: atacan un solo individuo y le producen la muerte; las larvas se desarrollan en el interior del huésped.

Spodoptera frugiperda

“gusano cogollero”

Telenomus remus

Diapetimorpha intrita

Pupa de Spodoptera

es fisiológica o metabólicamente dependiente del

hospedero.

puede eliminar hospederos muy infectados.

con frecuencia, su potencial reproductivo excede al

del hospedero.

Características del Parasitismo. El parásito…

ocurre una sobredispersión

en la distribución de sus

frecuencias dentro de las

poblaciones de hospederos.

Muestra una distribución

agregada

Tipos de parásitos

Según su tamaño corporal

MICROPARÁSITOS (virus, bacterias, protozoos)

Pequeños y con frecuencia, numerosos. Se multiplican

directamente dentro del hospedero.

Por lo general intracelulares: afectan el metabolismo y

las reacciones inmunes del hospedero.

Es imposible contar el número exacto de parásitos que

están atacando.

Ej.: epidemia de tuberculosis producida por una bacteria

Hongo Physoderma maydis

MACROPARÁSITOS

Viven y crecen sobre el cuerpo del hospedero o en alguna

cavidad (vs. intracelular), pero no se multiplican allí.

Muestran estados infectivos que son liberados para llegar a

nuevos hospederos.

Es posible contar o estimar su número sobre o dentro del

hospedero.

Ej.: helmintos (tremátodos, nemátodos), hongos, varios

artrópodos

garrapatas

céstodos

agalladores

planta parásita

Según su localización en el hospedero

ECTOPARÁSITOS

Viven en contacto con el exterior de su hospedero. Pulgas,

ácaros

ENDOPARÁSITOS

Viven en el interior del hospedero. Tenia, insectos

agalladores

MESOPARÁSITOS

Tienen una parte de su cuerpo en el exterior y otra anclada

profundamente en los tejidos de su hospedero.

Haemobaphes diceraus

Copépodos (Fam Pennellidae) en

peces: pueden tener la cabeza

introducida en el corazón de su

hospedero y extenderse por las

arterias hasta las branquias, o

perforar la cavidad visceral.

MONOXENO:

Realiza su ciclo biológico en un solo hospedero.

(Entamoeba, Giardia, Trichomonas)

Según el número de hospederos

.

HETEROXENO:

Requiere dos o más

hospederos para

completar su ciclo

biológico (Fasciola,

Leishmania,

Plasmodium)

Transmisión: mecanismo por el que un parásito se

distribuye en una población animal, pasando de un

individuo a otro.

Horizontal: de un individuo a otro contiguo

Vertical: de un individuo a su descendencia

Tipos de transmisión de las enfermedades

Vector: transportador

biológico de una

enfermedad (por lo

general, artrópodos).

Triatoma

infestans

¿el parasitismo es siempre

perjudicial?

su ausencia ha permitido que las especies introducidas en áreas nuevas se conviertan en plagas

Bufo marinus

‘rana de la caña’

Dreissena polymorpha

‘almeja cebra’

Achatina fulica

‘caracol gigante africano’

Lates niloticus ‘perca del Nilo’

Cyprinus carpio , ‘carpa’

Salmo gardnieri, ‘trucha arcoiris’ Oreochromis mossambicus , ‘tilapia’

Gambusia affinis

‘pez mosquito’

En Perú…

Eichhornia crassipes

‘lila de agua o lechuguilla’ Leucaena leucocephala

‘acacia’

Pennisetum clandestinum

‘kikuyo’

Psidium guajava

‘guayaba silvestre’

Pino, eucalipto, agave

Depredación

Consumo de un organismo (presa) por otro

(depredador), durante el cual la presa está

viva al primer ataque del depredador

Cada especie que interactúa puede afectar la

dinámica poblacional de la otra y afectar su

evolución

Características

Transferencia de energía

Interacción directa entre dos o más especies

Densidad de una especie depende de la densidad de la

otra especie

Situación

A mayor presa mayor depredador

A mayor depredador menor presa

A menor presa menor depredador

A menor depredador mayor presa

TIPO I

densidad de presa

Respuesta Funcional

El número de capturas

aumenta linealmente con la

densidad de presas hasta

llegar a un máximo

El tiempo de manipulación

de la presa es mínimo

Respuesta poco frecuente

La densidad local de las presas es de crucial importancia para

los depredadores

La respuesta funcional del consumidor es la relación entre la

tasa de consumo individual y la densidad local de las presas

(Solomon, 1949)

TIPO II

densidad de presa

saciedad del depredador

inclinación máxima

a bajas densidades

Al inicio, la tasa de consumo aumenta con la densidad de

presas pero gradualmente desacelera hasta una tasa casi

constante

Los depredadores

emplean cierto tiempo

en manipular la presa

El incremento en la

densidad de presas

reduce el tiempo de

búsqueda

TIPO III

densidad de la presa

saciedad del depredador

baja eficiencia a baja densidad (¿cambio de presa?)

A bajas densidades de

presa la eficiencia de

búsqueda y manipulación

es baja

El aumento de la densidad

de presas se asocia a un

aumento de la eficiencia

de búsqueda o una

reducción en la

manipulación de las presas

Ocurre una saturación

hasta una tasa de ataque

constante

Es menos frecuente que el

tipo II

Respuesta Numérica N

úm

ero

de d

epre

dadore

s por

unid

ad d

e s

uperf

icie

Densidad de la presa

Respuesta directa

Respuesta inversa

Sin respuesta: La población de depredadores

permanece constante

Inversa: Los depredadores no pueden

seguir el ritmo de incremento de

la densidad de la presa

Directa: El número de depredadores

incrementa directamente con la

densidad de la presa

El depredador incrementa su número debido al aumento de la

densidad de la presa

Las presas responden a la depredación

Si no es importante, la presa no tendrá adaptaciones

especiales para evitar la depredación.

Si lo es, podría mostrar adaptaciones para evitarla.

La presión de selección es más fuerte sobre las presas.

Es más probable encontrar adaptaciones anti-depredador

que adaptaciones en los depredadores.

Los experimentos de campo permiten evaluar la

relevancia ecológica de la depredación.

Estrategias para evitar la depredación (… o para depredar)

Aposematismo: alerta a

los depredadores que las

presas son tóxicas o no

comestibles.

Cripsis: oculta a las

presas en el ambiente

De apariencia

Mimetismo: los miembros de una especie se asemejan a

otra especie.

Mulleriano: ambas

especies son no

comestibles. Se

refuerza el rechazo

por el depredador

Vespula vulgaris Syrphus ribesii

Batesiano: el imitador es

comestible, pero se parece

a un modelo no comestible

(tóxico)

Euides isabella Lycorea

Conductuales

Catalepsia: las presas aparentan

estar muertas para ser ignoradas

por el depredador

Intimidación: las presas

intentan persuadir al

depredador de que su

captura sería costosa.

Ej. zonas en forma de ojos en

las alas de polillas

Polimorfismo

La presencia de varios

fenotipos en la población

puede evitar que los

depredadores maximicen

su eficiencia

Masting

Patrón reproductivo en el que una

población entera se reproduce al

mismo tiempo producción masiva

de juveniles que sobrepasa la

capacidad de consumo de los

depredadores. Ej.:cícadas

Defensas químicas

Las presas son tóxicas, desagradables de olor o sabor.

Con frecuencia, éstas son aposemáticas

Mecanismos de depredación

Persecución (halcones)

Tiempo mínimo de búsqueda

Tiempo y energía altos en persecución

El depredador suele conocer dónde esta la presa

Acecho (garzas)

Forma deliberada de ataque

Ataque rápido

Tiempo y energía considerable de búsqueda

Tiempo de persecución mínimo

Emboscada (lagartijas, ranas, sapos)

Espera a que se acerque la presa

Tiene baja tasa de éxito

Usa poca energía

Competencia

Poblaciones diferentes: recurso limitado del ambiente

una de ellas excluye a la otra.

Competencia por factor biótico (¿cuál?)

Competencia por factores abióticos (¿cuáles?)

Resultado: ambas especies se ven perjudicadas

G.F. Gause principio de exclusión competitiva. Si las

dos especies coexisten, entonces hay diferenciación de

sus nichos.

Competencia entre tres especies de Paramecium

G.F. Gause, 1934-35

P. aurelia

Medio con bacterias y células de levadura como alimento, diariamente se

renovaba 10% del medio

P. aurelia vs. P. caudatum

P. caudatum vs. P. bursaria

P. caudatum P. bursaria

Bacterias

Cel. levadura Tasa de

crecimiento

10% /día

Tasa de

crecimiento

1.5%/día

coexistieron

La tasa de crecimiento

fue mucho más baja

Ejemplo: erizos y

lapas que se

alimentan de algas

marinas limitan su

habilidad para

desarrollarse sobre

las rocas

La presencia de competidores o predadores puede

limitar la habilidad de una especie para establecerse.

Amensalismo

Un organismo se ve perjudicado ( tasa de

incremento) y el otro no es afectado (neutro):

pisoteo.

Bosques de la selva amazónica árboles de gran

tamaño impiden la llegada de luz a las hierbas.

Amensalismo ≠ competencia: las plantas pequeñas

no afectan la supervivencia de los árboles.