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Factores abióticos y bióticos del ambiente influyen en el
desenvolvimiento de los individuos: Sobrevivir , crecer y reproducirse
MEDIO AMBIENTE
conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales
capaces de causar efectos directos o indirectos, en plazo corto o
largo, sobre los seres vivos y las actividades humanas
Conferencia de las Naciones Unidas sobre medio ambiente (Suecia, 1972)
Factores bióticos
Factores abióticos
Factores evolutivos (o históricos) y ecológicos
Factores que varían en espacio y tiempo, y a los cuales los
organismos responden diferencialmente
CONDICIONES & RECURSOS
¿Qué es una Condición?
¿Qué es un Recurso?
Recursos
Cantidades de alguna cosa que puede ser reducido
por la actividades de un organismo vivo durante su
crecimiento y desarrollo
El uso de ese recurso por un organismo lo hace
menos disponible o hace indisponible para otros
organismos
Materiales inorgánicos (CO2, agua, oxígeno, macro y
micronutrientes)
Alimento
Recursos para una planta verde
Nutrientes minerales:
● Macronutrientes (nitratos, fosfatos...)
● Micronutrientes (cobre, manganeso, zinc, boro)
¿La radiación solar es un recurso?
Organismos como recursos alimenticios
Autótrofos:
Plantas y algunas bacterias
Heterótrofos:
● Descomponedores (hongos, bacterias y
detritívoros)
● Parásitos
● Herbívoros y ramoneadores
● Depredadores
¿Es un recurso el espacio?
Es un recurso en sí mismo y contiene
recursos.
Recursos
• Son consumidos;
• Generan competencia;
• Se caracterizan por su abundancia y disponibilidad;
• Proveen energía para las funciones vitales, sintetizar biomasa,
despeñar actividades;
• Proveen materiales para construir las estructuras de los seres vivos;
• Satisfacen otras necesidades, como refugios, sitios de nidificación, etc.
Recursos (bióticos y abióticos): son las cosas que los organismos
consumen para poder sobrevivir, crecer o reproducirse.
El uso por un organismo los hace no disponible para los otros.
Sistema de clasificación de los recursos de Tilman
(1982)
1) Esenciales
2) Sustituibles exactamente
3) Sustituibles complementarios
4) Antagónicos
5) Inhibidores
Recursos esenciales:
Isoclinas ortogonales
Ley del Mínimo de Liebig (1840)
El crecimiento de las plantas está limitado por el elemento cuya concentración es
inferior a un valor mínimo en términos de su necesidad, por debajo del cual no
tiene lugar el crecimiento.
Recursos Sustituibles:
● Un recurso puede reemplazar al otro
● No necesariamente son iguales
Si se consumen juntos es necesaria
menor cantidad de cada uno.
Ejemplos:
● Trigo o avena para los pollos.
● Nitrato y Amonio para las plantas
● Carne de cebra o antílope para león.
Recursos sustituibles complementarios:
Para alcanzar el crecimiento si se consumen juntos los dos recursos es
necesaria menor cantidad de cada uno y menor cantidad total que si se
consumen por separado.
Ejemplo: Humanos alimentándose de arvejas y arroz que proveen distintos aminoácidos,
aumenta el contenido proteico del alimento.
Recursos antagonistas:
Al consumirse juntos la cantidad de cada uno es menor pero la
cantidad total necesaria es mayor que si se consumen por
separado.
Ejemplos: Recursos con compuestos tóxicos que actúan en forma
sinérgica. Si se consumen por separado no producen efecto.
Recursos inhibidores:
Son recursos esenciales que se vuelven inhibidores a altas concentraciones.
Recurso a un nivel pasa a una condición limitante (nutrientes que a
altas concentraciones son tóxicos e inhiben el crecimiento).
Ej.: Agua, luz, minerales para plantas.
Condiciones
Características (¿físico-químicas?) del ambiente que determinan
donde puede un individuo sobrevivir, crecer y reproducirse.
Pueden ser alteradas por las actividades de los organismos,
pero no pueden ser consumidas ni agotadas.
Humedad relativa
Temperatura
pH
Salinidad
Velocidad de la corriente (ambientes lóticos)
Estructura del suelo
Concentración de contaminantes
¿Depredación?
Factores abióticos
Ejemplos de cómo los organismos pueden “cambiar” las condiciones:
i.
El movimiento de abejas aumenta la temperatura de la colmena
ii. El pisoteo de ganado cambia la aireación y compactación del suelo
iii. Las lombrices cambian la aireación del suelo
iv. Los árboles cambian las condiciones de insolación
v. Los desechos de los organismos cambian pH del agua
Recursos y condiciones
Características diferenciales
Ley ecológica de tolerancia
(Shelford 1911)
Para cada factor ambiental, un organismo tiene un rango de
tolerancia dentro del cual éste puede sobrevivir
Explica mucho de la distribución geográfica de las especies
(pero ojo con los factores históricos!!)
La adaptación de un organismo a su ambiente es exhibida por su
habilidad para funcionar entre algún límite superior e inferior en un
rango de condiciones ambientales
Curva de respuesta de los individuos a distintas intensidades de un factor
Rango de tolerancia
Gradiente ambiental
supervivencia
demasiado ácido
pero.......
Zona de evitación o
muerte
Reproducción
+
Crecimiento
+
Supervivencia
Zona de estrés
fisiológico
Zona de estrés
fisiológico
Zona de evitación o
muerte
Número/performance de los
organismos
Rango óptimo
demasiado alcalino
…..el rango de tolerancia puede no ser fijo
Las hembras en períodos reproductivos y de gestación, así como
las crías pequeñas. Los juveniles, los ancianos y enfermos pueden
mostrar rangos de tolerancia muy estrechos
La forma de estas curvas permite distinguir
dos grandes grupos de organismos:
● Especies estenoicas (esteno=estrecho):
sensibles a cambios ambientales. Posibles
indicadores ecológicos.
● Especies eurioicas (euri=ancho): amplio
rango de tolerancia ambiental.
Algunos principios de la "ley" de la tolerancia:
● Pueden tener un rango de tolerancia muy amplio para un factor y estrecho
para otros.
● Cuando las condiciones no son óptimas para una especie respecto a un
factor ecológico, los límites de tolerancia suelen reducirse también para otros
factores.
Ejemplo: Cuando el nitrógeno del suelo es limitante, la resistencia del pasto a la sequía disminuye.
Interacción de factores puede
modificar los límites de
tolerancia para cada factor
tomado en forma independiente.
Los límites de tolerancia ante
distintos factores no son
realmente independientes
entre sí.
Ejemplo: la estenotermia del ortóptero
Podisma pedestris se manifiesta más en
climas secos que en climas húmedos.
Distribución del ortóptero Podisma pedestris en función
de la temperatura en julio y la aridez en ese mes
CONCEPTO DE NICHO ECOLÓGICO
Espacio n-dimensional de condiciones y recursos
donde un organismo puede vivir.
(Hutchinson 1957)
Humedad
Humedad
G. Evelyn Hutchinson
(1903–1991)
]
[P
[N]
[N]
[N]
Alta eficacia
biológica
Baja eficacia
biológica
Gradiente ambiental X
Altura sobre el suelo (m)
Gradiente ambiental Y
Gradiente ambiental Z
Largo de presa (mm)
Nicho realizado
Transplante sin
competencia
Variable 1
Nicho fundamental
Poblaciones
naturales
Nicho fundamental y nicho realizado
Variable 2
Profundidad del agua (cm)
Recursos
Adaptaciones
Condiciones
organismo
distribución
abundancia
Adaptaciones al ambiente
¿Qué es una adaptación?
Rasgos o características morfológicas, fisiológicas o comportamentales que
aseguran el éxito de los organismos en un ambiente particular
Respuesta evolutiva de los organismos a la presión de selección
ejercida por el medio ambiente
● Caracteres fenotípicos determinados
genéticamente
● Maximizan el éxito reproductivo a largo
plazo
● Bajo las condiciones y recursos de ese
ambiente
SELECCIÓN NATURAL
Requisitos para que actúe la selección natural:
1) Variabilidad genética y reproducción. En una población no todos los
individuos son iguales. Hay variabilidad fenotípica. Las diferencias
pueden causar diferente sobrevida, reproducción o crecimiento;
2) Heredabilidad. Al menos parte de las diferencias son heredables, tienen
base genética;
3) Crecimiento poblacional. Las poblaciones naturales pueden
incrementarse a un ritmo geométrico, pero los recursos son limitantes;
4) Relación entre el rasgo y la eficacia biológica o “fitness” del
individuo. Diferencias en el éxito reproductivo y/o supervivencia
asociado a una variante;
5) Supervivencia y reproducción diferencial. Algunos individuos dejan
mayor proporción de descendientes.
Algunas definiciones………
Fitness o eficacia o aptitud biológica: Éxito reproductivo de un fenotipo.
Es la contribución relativa de descendientes a las futuras generaciones. No
es un número absoluto y se mide por proporción de genes que quedan en el
pool génico de la población.
Por ej.: En un ambiente, el fenotipo A es favorecido frente al fenotipo B . Es más apto, tiene mayor
probabilidad de sobrevivir y dejar descendencia.Entonces, el A tiene mayor fitness que el B:
proporcionalmente deja más descendientes.
Componentes del fitness:
1. Probabilidad de supervivencia en las etapas del ciclo de vida.
2. Longevidad
3. Éxito de apareamiento
4. Número promedio de descendientes
La selección natural explica las adaptaciones. Estas adaptaciones surgen
entonces de la interacción entre ambiente y los organismos.
Por ejemplo:
Hay animales que hibernan
reduciendo su actividad en
invierno para reducir su
metabolismo y por ende el gasto
energético (adaptación
fisiológica).
Sin embargo, las soluciones evolutivas no son únicas…….
Otros animales en invierno migran para
evitar los costos de limitado acceso al
alimento y potencialmente alta mortalidad
(adaptación comportamental)
Evolución convergente
Por ejemplo, adaptación a condición extrema de aridez de las Plantas suculentas: gran
capacidad de almacenar y absorber agua en los tejidos (raíces, hojas, tallos). En períodos de
sequía pueden mantener su actividad.
Regla de Bergmann
Regla de Allen
¿Es la selección natural el único mecanismo por el cual surgen las adaptaciones?
Sapo partero
(Alytes obstetricans)
Epigénesis
DESARROLLO
Fase
sensitiva
El desarrollo del embrión
está pre-programado por
instrucciones genéticas
Influencias
ambientales
(e.g., temperatura, O2,
fotoperíodo,
etc.)
Modificación del fenotipo
adulto via cambios en la
expresión de los genes a largo
plazo
ADAPTACIÓN EPIGENÉTICA