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Poblaciones Ecología de poblaciones Estudia la estructura y dinámica de las poblaciones ¿Qué es una población? Conjunto de individuos de una misma especie que comparten un tiempo y un lugar Comparten un ciclo de vida Los que están en un mismo estadío están involucrados en los mismos procesos Comparten las tasas de los procesos Existe intercambio de información genética entre ellos Sistema poblacional Población + Físico Ambiente Biótico Condiciones Competidores Refugios Depredadores Sitios de nidificación Parásitos Nutrientes Patógenos Presas Mutualistas Simbiontes Comensales La población presenta Estructura Espacial Estructura temporal •Disposición espacial •Variaciones diurnos •Estructura de hábitat •Variaciones estacionales •Estructura de metapoblaciones •Variaciones multianuales Disposición espacial Cómo se disponen los individuos de la población en el espacio Estructura de hábitat Hábitat 2 Hábitat 3 Hábitat 1 Cómo se distribuyen los individuos de la población en los distintos hábitats disponibles Estructura de metapoblaciones Subpob Subpob Subpob Dispersión Subpob La población se divide en sub poblaciones relativamente aisladas Población distribuida en forma continua No hay sub poblaciones Estructura temporal Actividad Ciclo diurno Horas Abundancia Meses Ciclo estacional Abundancia 1 2 3 4 5 6 7 Años Variación de la abundancia estacional y multianual ¿Cómo se describe la abundancia? •Tamaño poblacional: Número de individuos •Densidad poblacional: número de individuos/unidad de área o volumen •Biomasa: Ej: kg/ha •Cobertura: proporción del área cubierta por individuos de la especie •Indicadores relativos: cantos/hora, capturas/trampas, huellas/metros recorridos 100 m 100 m Tamaño poblacional: 6 Densidad poblacional: 6/ha Biomasa: 1800 kg/ha Densidad: peces/litro de agua Cobertura 1 árbol, 25% de cobertura 100 pastos, 75% de cobertura Propiedades emergentes de los niveles de organización de la materia Característica individual Característica poblacional Tamaño Estructura de tamaños Edad Estructura de edades Sexo Proporción de sexos Reproducción Tasa de reproducción Muerte Tasa de mortalidad Comportamiento Distribución de hábitat Entre las características poblacionales listadas, ¿cuáles son simple consecuencia de las individuales, y cuáles son emergentes del nivel de organización superior? Espaciamiento Tasa de crecimiento poblacional Competencia Tasa de depredación Organismos viven como miembros de poblaciones Tamaño de población Densidad de la población Dispersión de la población Como crecen las poblaciones? Crecimiento poblacional • Natalidad • Mortalidad • Ejemplo – Población de 100 – 10 nacimientos y 8 muertes – Tasa de crecimiento del 2% Números de la población Capacidad de carga Fase Log Fase lag Tiempo Capacidad de carga • Número optimo de individuos que un ecosistema puede soportar por un periodo extenso de tiempo. Resistencia ambiental • • • • Alimento Espacio Enfermedades Depredadores Tipo de crecimiento población Crecimiento exponencial Tamaño población Crecimiento tipo J Crecimiento logistico K Crecimiento tipo S Crecimiento más complejo K Tiempo Crecimiento Exponencial Crecimiento potencial Crecimiento sin limites a una tasa maxima (potencial biotico) Tasa actual de crecimiento: diferencias entre Nacimientos y mortalidad, corregido por la migración Colapso poblacional 1944 29 renos se introdujeron a la isla St. Matthew 1964 poplación se incremento a 6,000 Población colapso a solo 42 renos Todos murieron pocos Años después Efecto de la mortalidad sobre el crecimiento de la población Algunas poblaciones muestran tasa altas de crecimiento de población (exponencial) se reproducen a edades tempranas produce muchos descendientes promedio de vida es corto “adaptaciones tipo r-” para organismos con historias de vida en el cuál no consumen muchos recurso y cuando los recursos no son limitantes Poblaciones que tienen una capacidad innata para el crecimiento poblacional Usualmente esto es temporal, hasta que se alcanza la capacidad de carga Que factores limitan el crecimiento de la población? Muchas poblaciones son afectadas por su medio ambiente “modelo crecimiento logistico”: crecimiento es rapido(exponencial) Muchas especies estan adaptadas para vivir cerca de la capacidad de carga (selección tipo K) Compiten por recursos Se reproducen tarde en la vida Tienen pocos hijos y presentan cuidado paternal Tienden a vivir largo tiempo (baja natalidad y mortalidad) Historias de vida Cuando se alcanza la capacidad de carga, la natalidad y mortalidad son iguales Que clases de factores afectan el Crecimiento de la población? Factores dependientes de la densidad: Incremento de la densidad limitan los recursos disponibles para todos Limita el suplemento de alimento Acumulación de desechos (toxicidad) Factores independientes del tamaño de la población pero afectan su crecimiento Clima (puede contribuir a los ciclos ) Desastres naturales Se ha observado en poblaciones de insectos, aves y mamíferos (ej., lemings y otros roedores) Predación? Suplemento de alimento? Hacinamientoestres desbalance hormonas e infertilidad? Competencia dentro de una comunidad Interespecies Intraespecies Competencia porque? Alimento, agua, espacio, sitios de reproducción,de protección, luz… Efectos de la competencia intraespecífica Reproducción Supervivencia Recursos y condiciones Competencia Cuando son compartidos Cuando son limitantes Competencia Interacción entre individuos que comparten el uso de un recurso limitante. Individuos de la misma especie: intraespecífica Individuos de distinta especie: interespecífica Disminución de supervivencia Disminución de fecundidad Disminución de fitness: menor contribución de descendientes a la siguiente generación Sin competencia Competencia · La competencia implica reciprocidad, aunque no necesariamente es totalmente simétrica. La competencia puede aumentar la eficacia de los competidores fuertes, es decir, su contribución proporcional a la generación siguiente Competidor fuerte 6 3 6 5 Competencia Efecto último Efectos próximos Diminución de supervivencia Disminución tamaño Disminución fecundidad Disminución biomasa Disminución del fitness evolutivo > Exposición a depredadores > Uso de hábitats pobres > Susceptibilidad enfermedades · El efecto de la competencia es mayor cuánto mayor es la densidad. Es un proceso denso dependiente. Competencia Explotación Interferencia Disminución de los recursos disponibles para un individuo debido a su consumo por parte de otro individuo Disminución de los recursos disponibles para un individuo debido a su interacción con otro individuo Interferencia Territorialidad Defender un territorio tiene beneficios y costos El tamaño del territorio puede variar Recursos escasos Recursos abundantes Isla de Pascua Retos de la crecimiento de las poblaciones humanas • 250,000 niños nacen cada día • 19,000 personas mueren cada día • 2 billones de personas no tiene suficiente alimento, agua y aire limpio. Expandiendo el estres económico al medio ambiente Estructura de las poblaciones Densidad Dispersion- como los organismos se Agrupa en su rango geografico Patrón agregado Mas común en la naturaleza Distribución heterogenea de los recursos Comportamiento social Apareamiento Seguridad basado en los números Distribución uniforme Alguna vez resulta de las interacciones entre Individuos en la población (lidear con recursos escasos) Plantas en el desierto- raices compiten Por agua y nutrientes Anidamiento de los pinguinos (en islas) Patrones al azar ningún factor contribuye a la atracción o repulsión entre individuos Raro, pero puede ocurrir cuando no hay Presiones debidos al medio ambiente Se exibe principalmente por plantas COMUNIDADES Interacciones en la comunidad Comunidad- todas las interacciones de las poblaciones dentro de un ecosistema Interacciones tienden a mantener un balance entre los recursos y consumidores Poblaciones actuan como agentes de selección natural (ej. Predador-presa) Con el tiempo- coevolución Miembros de especies, o especies cercanamente relacionadas compiten Por recursos limitados Dos especies de cirripedios que viven en zonas entre mareas. Una especie (A) domina La zona superior y la (B) predomina en la zona inferior (humeda) Cuando la especie inferior es removida, la superior se dispersa dentro de la otra área. Experimento de remoción Remoción Control Interacciones predador-presa Presa usualmente supera en número a los depredadores, los herbivoros predan sobre las plantas Predadores y presa ejercen una gran presión sobre el otro: Presa evoluciona para ser más díficil de capturar Predadores evolucionan para ser mejores cazadores Interacción (- +) Una especie es beneficiada y la otra perjudicada por la interacción. DEPREDACION: es el consumo de un organismo (la presa) por parte de otro organismo (el depredador), estando la presa viva en el momento del ataque. •Depredación verdadera •Parasitismo •Herbivoría •Parasitoidismo •Parasitismo de cría Depredación Aumenta fitness depredadores Disminuye fitness presas Presión de selección Aumentar eficiencia de ataque Coevolución: cada especie está influenciada por la otra Disminuir tasa de ataque Depredador Eficiencia de búsqueda Eficiencia de ataque y manipulación Especializaciones Búsqueda Olfato Vista Oído Ataque y manipulación Garras Velocidad Dentición Movimientos silenciosos “Depredadores olfativos” “Depredadores visuales” La velocidad, tamaño, garras y dentición permiten al yaguareté la captura y muerte de presas grandes Dibujos de Fauna Argentina. Vol 21. CEAL Presa Hacerse menos detectable Mecanismos de defensa Cripsis o mimetismo Uso de hábitat Movimientos silenciosos Morfológicos Químicos Palatabilidad Aposematismo Comportamiento Respuesta inmune Detección del depredador Oido Olfato Vista Comportamiento Presa Hacerse menos detectable Mecanismos de defensa Cripsis o mimetismo Uso de hábitat Movimientos silenciosos Morfológicos Químicos Palatabilidad Aposematismo Comportamiento Respuesta inmune Detección del depredador Oido Olfato Vista Comportamiento Donde esta el pez? Donde esta el ave? Asemejarse a un objeto poco interesante Preparado para una emboscada Coloración de advertencia, aproximarse bajo propio riesgo Mimecria Serpiente Coral (venenosa) Falsa coral (no venenosa) Ambos de estas mariposas saben mal monarca viceroy Coloración para asustar Mosca que mimetiza una araña Armas químicas:escarabajo libera toxina Mariposa monarca alimentandose La mariposa Monara esta adaptada para vivir sobre una especie tóxica Ponen huevos sobre la planta Larva se alimenta de la planta Las larvas acumulan la toxina en sus propios tejidos como defensa contra los depredadores! Estrella de mar Predadora Pisaster Cuando se remueve, su presa (moluscos) crecen en número y provoca que afecte el desarrollo de algas y otros invertebrados Elefante es otro ejemplo Pastos y arbustos y pequeños árboles; ayuda mantener el ambiente de savana Sucesión: Monte St.Helens 1980 1989 Tipos • 1.SUCESIÓN PRIMARIA: • La sucesión primaria intenta alcanzar el climax partiendo de una zona desnuda. • 2.SUCESIÓN SECUNDARIA: • La sucesión secundaria parte de una etapa de la serie producida por una perturbación, por ejemplo un incendio. Tipos • 3.SUCESIÓN REGRESIVA O DISCLÍMAX: • Son las que llevan en sentido contrario al clímax, es decir, hacia etapas inmaduras del ecosistema. Las causas del disclímax tienen su origen en el ambiente, y muy destacadamente en la acción del hombre . No se trata de una sucesión ecológica invertida, sino de una regresión forzosa del ecosistema por la destrucción de alguna etapa de la serie, por ejemplo a causa de un incendio forestal sin regeneramiento, que podría dar paso a la desertización. • Cuando el biotopo inicial del que parten las comunidades hacia el clímax tiene un origen acuático, a las series de sucesión se les denomina hidroseries. Si las series se producen sobre un terreno seco se les denominan xeroseries. Tipos 4. XEROSERIE : Se denominan xerosere a las sucesiones vegetacionales que se inician en la roca. Se pueden diferenciar etapas: La primera es la etapa de líquenes crustáceos, en que las condiciones de aridez son extremas. Debido a la falta de agua y suelo, sólo los más pequeños de los líquenes son capaces de sobrevivir. Estas pequeñas plantas rompen minúsculas pedazos de la roca y, al morir, le agregan materia orgánica. La segunda etapa es la de líquenes foliosos, que son capaces de invadir el territorio cuando las condiciones han sido mejoradas con relación a la roca original. Conforme la roca es humedecida se empiezan a liberar los nutrientes (erosión). Liquenes liberan sustancias acidas que aceleran el proceso (organismos pioneros) Los musgos crecen sobre los liquenes o junto a ellos y atrapan materia organica de organismos en descomposición. A su vez ellos proveen de nutrientes y atrapan humedad Las semillas de plantas superiores germinan, y ellas contribuyen con materia organica al suelo Arbustos leñosos toman ventaja del suelo y su sombra mata a los liquenes y a los musgos. Eventualmente los arboles crecen y ensombrecen a los arbustos Arboles más grandes a su vez cubren a los arboles más pequeños y se alcanza el Bosque climax Esto toma algunos cientos de años. Tipos 5. HIDROSERIES: Se originan en un medio acuático se caracterizan por su simpleza y por tener raíces fijas en el fondo y follaje totalmente sumergido. Cuando la profundidad de la masa de agua (lago o laguna) ha disminuido por acumulación de plantas sumergidas, se producen condiciones favorables para el establecimiento de una etapa flotante. mantienen sus raíces fijas al fondo, pero su follaje emerge sobre la superficie del agua. La etapa final, clímax o bosque, es la etapa de equilibrio sucesional, donde la asociación vegetal ya no se modifica. no queda agua libre sobre el suelo, sin embargo, son terrenos de gran humedad. El suelo se encuentra mejor desarrollado y por lo tanto ya no es un factor limitante para la vegetación. También desaparece el exceso de agua y sólo se transforma en problema durante alguna parte del año. En vez, el factor limitante es el clima. Sucesión secundaria se observa en áreas Abandonadas campohierbas plantas perennes arbustos pinos y árboles de rapido crecimiento deciduo Plantas leñoras Tendencia de los ecosistemas • La tendencia de los ecosistemas es alcanzar el clímax o comunidad climácica. Se denomina así al estado teórico de máxima estabilidad y eficiencia ecológica. El proceso que se desarrolla hasta alcanzar el clímax se llama sucesión, y al conjunto de fases que se van atravesando desde el ecosistema inicial (todas ellas de complejidad creciente) se les denomina serie evolutiva. Sucesión de un ecosistema Años: ---0-----1-----2-------3-20-------25<>100--------150------- Raso Pradera Arbustos Bosque Pinos Bosque caducifolio Comunidad Climax autoperpetua Varia dependiendo del bioma- desde bosque lluvioso a desieto o tundra Muchos ecosistemas se mantienen como subclimax Praderas no progresan a bosque
