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Universidad de Sonora
Licenciatura en Biología
Curso: ecología
Mutualismo
Francisco Molina Freaner
[email protected]
biosfera
región
paisaje
ecosistema
comunidad
interacción
población
individuo
Interacciones entre
especies: el caso del
mutualismo
¿Que es una interacción mutualista?
• El mutualismo es una relación entre miembros de
dos especies que beneficia a ambos
• Gracias a esta relación, los individuos de ambas
especies mejoran la sobrevivencia, el desarrollo
o la reproducción
• Algunos autores piensan que esta interacción suele
ser una explotación recíproca en lugar de un
esfuerzo de cooperación
Modelo de mutualismo
(K - N)
dN
= r N
dt
K
Logistico
coeficientes de interacción positiva
21:efecto per cápita de la especie 2 sobre la 1
12:efecto per cápita de la especie 1 sobre la 2
Predicciones bajo un sistema mutualista
Tipos de mutualismo
• El mutualismo puede ser simbiótico o
asimbiótico
• También pueden clasificarse como obligado o
facultativo
• En el mutualismo simbiótico, los individuos
coexisten y la relación es forzosa. Al menos uno
de los dos miembros se vuelve totalmente
dependiente del otro. Algunas formas son tan
permanentes y forzosas que la distinción entre los
organismos se vuelve difusa
Simbiosis
• El Mutualismo no es sinónimo de simbiosis
• Mutualismo: interacción mutuamente benéfica
• Simbiosis (del griego: σύν syn ”juntos"; y βίωσις
biosis "vivir"): asociación intíma y prolongada entre
dos o mas organismos de diferentes especies
• La simbiosis puede ser:
– De explotación (ej., Malaria)
– mutualista (ej., bacteria en intestinos)
– neutral (ej., bacterias en la piel)
Origen endosimbiótico de los eucariontes
Lynne Margulis: la simbiosis es muy importante en la naturaleza
Origen endosimbiótico de los eucariontes
Mutualismo simbiótico
• Los individuos coexisten en asociación
intíma y en ocasiones la distinción entre
ellos se vuelve difusa.
• Ejemplos de mutualismo simbiótico:
– Corales formadores de arrecifes: asociación
entre pólipos y zooxantelas (colonias de
Cnidarios y algas)
– Líquenes: asociación entre hongo y alga
Distribución de los arrecifes
coralinos en México
Corales
Individuos del coral (pólipos) son carnívoros y se alimentan de zooplancton
pero solo obtienen 10% de la demanda diaria de energía. Los corales viven
asociados con células vegetales simbióticas (algas), denominadas zooxantelas,
las cuales aportan el 90% del carbono mediante la fotosíntesis
Líquenes
Los líquenes
consisten en un
hongo y un alga
combinados en un
cuerpo denominado
talo. El alga
suministra alimento a
ambos organismos y
el hongo protege al
alga de la radiación
dañina y absorbe y
retiene agua y
nutrientes para
ambos organismos
Pterotermes occidentis,
termita endémica del desierto
Sonorense. Estudiada por el
grupo de Lynn Margulis en la
decada de los 80. Se
descubrieron mas de 40
especies microbianas viviendo
en el tracto digestivo de esta
especie de termita.
Lo, Margulis, Chase y
Nutting (1980). The symbiotic
microbial community of the
Sonoran Desert termite,
Pterotermes occidentis.
Biosystems 13:109-137.
Las diferentes formas de Mutualismo también
pueden clasificarse ecológicamente en:
• Mutualismo trófico. Ambas especies colaboran para obtener alimento
- Hongos micorrícicos
- Rhizobium (N2)
- corales
- líquenes
• Mutualismo defensivo. Comida o abrigo a cambio de defensa
- Relación entre hormigas y acacias
• Mutualismo dispersivo. Comida a cambio de transporte
interacción entre animales y plantas por medio de la cual los animales dispersan
polen o semillas a cambio de una recompensa alimenticia (néctar o pulpa)
– Polinización biótica
– Dispersión biótica de semillas
Mutualismo en la absorción de
nutrientes en plantas
• Interacción entre las raíces de las plantas y
hongos micorrizos. Los hongos ayudan a la
planta en la absorción de nutrientes a cambio de
que la planta les suministre carbono como fuente
de energía
• Endomicorrizas: crecen en el interior de las
raíces, penetrando en las células
• Ectomicorrizas: el micelio entra entre las células
de la raíz
• Red que funciona como extensión de las raíces
Endo (a) y ectomicorrizas (b)
Experimentos con y sin micorrizas:
Resultados contundentes
El hongo actúa como una extensión de las
raíces y capta nitrógeno y fósforo a distancias
superiores a las que alcanzan las raíces
Efecto de la
inoculación con
micorrizas (M) y
la fertilización
(F) en el
crecimiento de
las raíces de
Artemisa
pycnocephala,
una planta de
dunas
Peso promedio de la raíz (g)
Experimentos con micorrizas
Con M y
F
Sin M y
con F
Con M y
sin F
Sin M y
Sin F
Interacción entre las raíces de
leguminosas y bacterias fijadoras de
nitrógeno atmosférico
Atmósfera: 79% N
Mutualismo defensivo: hormigas y Acacia
Herbivoría con y sin hormigas
Ramas con insectos herbívoros (%)
Las ramas de Acacia sin hormigas tienen una mayor cantidad de
insectos herbívoros
Sin hormigas
Con hormigas
Condición
Experimentos que evaluan el papel de las hormigas
en el crecimiento y sobrevivencia de la Acacia
La sobrevivencia de juveniles habitados por hormigas
sobrevivieron mas que los juveniles sin hormigas
Sobrevivencia (%)
Altura de las plantas (cm)
Plantas de Acacia con
hormigas crecieron mas
rápido
Con hormigas
Sin hormigas
Con hormigas
Sin hormigas
25 Mayo
16 Junio
Fecha
3 Agosto
18 Octubre
13 Marzo
10 Junio
Fecha
6 Agosto
Mutualismo asimbiótico
• Muchas relaciones mutualistas son
asimbióticas
• En este caso, los mutualistas viven vidas
físicamente separadas pero son
interdependientes entre si para
determinada función esencial
• La polinización biótica de angiospermas y
la dispersión biótica de semillas
representan casos de mutualismo
asimbiótico
Polinización biótica de angiospermas
• Polinización biótica vs. abiótica
• Las plantas proporcionan recompensas [néctar
(rico en azúcares), polen (rico en proteínas), aceite
(rico en lípidos)] a cambio que los animales
transporten el polen entre los estambres de una
flor al estigma de otra flor de diferentes plantas de
la misma especie
• Síndromes de polinización: características a las
que convergen las flores polinizadas por abejas,
mariposas, esfíngidos, colibríes y murciélagos
• Polinizadores especialistas vs. generalistas
Tipos de polinizadores
Dispersión de semillas
Frutos con pulpa rica en azúcares que
atraen a dispersores que consumen las
semillas y la pulpa. Al pasar por el tracto
digestivo, solo digieren los azúcares de la
pulpa y las semilas pasan viables. Al
perchar, defecan y depositan las semillas
en sitios favorables para la germinación
y establecimiento de plántulas
Facilitación en Desiertos: Facilitar el
establecimiento de plántulas debajo de la
copa de árboles al reducir la radiación y la
temperatura; proporcionar un hábitat
propicio para las plantas
¿Cómo están integradas?
Depredación
Competencia
Comensalismo
Parasitismo
Mutualismo
Redes de interacciones ecológicas
Nuevo campo de estudio en la ecología
Conceptos importantes
• ¿Qué es una interacción mutualista?
• Tipos de mutualismo
• Clasificación ecológica: trófico, defensivo,
dispersivo.
• Ejemplos de mutualismo asimbiótico:
polinización y dispersión.
Lectura opcional: Leer segunda parte del
capítulo 15 de Smith y Smith (2007):
Parasitismo y mutualismo
Siguiente clase: Estructura de las
comunidades