Ecología2

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Ecología2

  1. 1. Ambiente condiciones recursos Begon, Harper y Townsend, 1999
  2. 2. CONDICIONES <ul><li>Historia evolutiva </li></ul><ul><li>Insumos (recursos) </li></ul><ul><li>Dinámica poblacional </li></ul><ul><li>Interacciones </li></ul><ul><li>Efecto de las condiciones </li></ul>Distribución y Abundancia
  3. 3. ¿Qué es una condición? <ul><li>Factor medioambiental abiótico que varía en el espacio y en el tiempo, y al que el organismo presenta respuestas diferenciales </li></ul><ul><li>Temperatura </li></ul><ul><li>Humedad </li></ul><ul><li>Salinidad </li></ul><ul><li>Contaminantes, etc. </li></ul>
  4. 4. CONDICION AMBIENTAL <ul><li>Una condición puede ser modificada por la presencia de los organismos debido al efecto que éstos ejercen sobre su entorno al desarrollar sus actividades vitales </li></ul><ul><li>Una condición generalmente no es consumida o ingresada al organismo </li></ul><ul><li>Una condición no es incorporada a la biomasa </li></ul>
  5. 5. CONDICIÓN Magnitud, intensidad o concentración Espacio y/o Tiempo
  6. 6. <ul><li>Punto Óptimo : nivel de la condición en el cual un organismo tiene el mejor desempeño </li></ul><ul><li>Desempeño : actividad biológica </li></ul><ul><li>- Homeostasis </li></ul><ul><li>- Actividad enzimática y metabólica </li></ul><ul><li>- Tasa de intercambio gaseoso (O 2 y CO 2 ) </li></ul><ul><li>- Tasa de crecimiento (acumulación de biomasa) </li></ul><ul><li>- Sobrevivencia </li></ul><ul><li>- Reproducción </li></ul>¿Cuál sería la respuesta del organismo a la intensidad de las condiciones?
  7. 7. MARCO CONCEPTUAL <ul><li>Ley de Liebig (1840) </li></ul><ul><li>En condiciones de “estado constante”, el factor esencial disponible en cantidades que más se aproximen al mínimo crítico necesario, propenderá a ser un factor limitante </li></ul><ul><li>Los factores ambientales esenciales determinan (limitan) la distribución y abundancia de una especie cuando “sobrepasan” la capacidad adaptativa de respuesta de la misma </li></ul><ul><li>Cuando la respuesta del individuo se acerca al límite, se inicia un proceso de estado de estrés </li></ul><ul><li>Dicho estado es la expresión de cómo el ambiente controla a los organismos </li></ul>
  8. 8. LEY DE SHELFORD 1913 <ul><li>La existencia y desarrollo de una especie depende del carácter en conjunto de las condiciones en que vive. </li></ul><ul><li>La ausencia de una especie en algún lugar puede ser debida a la sobrecarga (exceso) o deficiencia de cualquier factor ambiental, estableciéndose un determinado límite de tolerencia (intervalo de respuesta adaptativa) </li></ul><ul><li>Los límites de tolerancia en general están dados por un mínimo y un máximo con un óptimo intermedio </li></ul>
  9. 9. Principios complementarios al concepto del Mínimo y al de Tolerancia <ul><li>Puede existir una amplia tolerancia para un factor ambiental y al mismo tiempo una restringida para otro </li></ul><ul><li>Los organismos con amplios márgenes de tolerancia para la mayoría de sus factores esenciales, son los que tienen posibilidad de estar extensamente distribuídos (ocupando varios y diferentes hábitats) </li></ul><ul><li>Cuando algún factor tiende a no ser el óptimo, los límites de tolerancia de otros factores pueden modificarse (ampliarse o restringirse) </li></ul><ul><li>Generalmente en los ecosistemas naturales, uno, varios o todos los factores ambientales no son los óptimos </li></ul><ul><li>Dentro del ciclo vital de las especies, suele existir una fase de mayor sensibilidad o restricción de los límites de tolerancia (generalmente la fase reproductiva o los estadios iniciales del desarrollo) </li></ul>
  10. 10. GRADOS DE TOLERANCIA (CUALITATIVOS) STENO = ESTRECHO TERMO HÍDRICO HALINO FÁGICO EURI = AMPLIO ECIO
  11. 11. VARIACIÓN (ESPECIALIZACIÓN) DENTRO DE LAS ESPECIES <ul><li>Las variaciones o especializaciones surgen al interior de una especie cuando alguna parte de ella (población) queda aislada geográfica y/o reproductivamente </li></ul><ul><li>Favorecimiento local de genotipos por presiones de selección específicas </li></ul><ul><li>Los organismos sésiles se hallan expuestos de forma más intensa a las fuerzas de selección natural que los móviles, los cuáles pueden ajustarse con mayor facilidad a su ambiente “escapando” de condiciones desfavorables </li></ul>
  12. 12. ECOTIPOS O RAZAS ECOLÓGICAS <ul><li>Variaciones genotípicas y fenotípicas de una especie adaptadas a condiciones locales </li></ul><ul><li>Adaptación local. Grado de plasticidad genética y fisiomorfológica que indica ambientes diferenciales </li></ul><ul><li>Turesson, 1922. Contraste entre formas alpinas, subalpinas y de planicie en Poa alpina (requerimentos de humedad y velocidad de crecimiento). Experimentos de transplante </li></ul>
  13. 13. POLIMORFISMO GENÉTICO <ul><li>OTRA MANIFESTACIÓN DE VARIACIÓN INTRAESPECÍFICA </li></ul><ul><li>PRESENCIA SIMULTÁNEA EN UN MISMO HÁBITAT DE DOS O MÁS FORMAS DISCONTÍNUAS DE UNA ESPECIE, EN UNA PROPORCIÓN TAL QUE LA MENOS FRECUENTE NO PUEDE SER MANTENIDA SÓLO POR MUTACIÓN RECURRENTE O INMIGRACIÓN </li></ul><ul><li>POLIMORFISMOS NEUTROS O TRANSITORIOS. SIN VALOR ADAPTATIVO </li></ul><ul><li>POLIMORFISMOS CON VALOR ADAPTATIVO </li></ul><ul><li>Vigor del heterócigo </li></ul><ul><li>Polimorfismos distribuídos en gradientes de selección </li></ul><ul><li>Poblaciones con formas raras mantenidas dentro de formas muy frecuentes </li></ul><ul><li>Fuerzas de selección en mosaico con sus correspondientes morfos o formas </li></ul>
  14. 14. CAMBIOS EN LAS CONDICIONES DEL AMBIENTE <ul><li>CÍCLICOS. Rítmicamente repetitivos. Estaciones del año, mareas, fotoperíodo. </li></ul><ul><li>DIRECCIONALES. Se mantiene una dirección en el cambio prolongado en el tiempo con relación a la duración del ciclo de vida del organismo que lo experimenta. Erosión de la línea de costa, depósito de sedimentos en lagos, lagunas y ríos, ciclos de glaciación. </li></ul><ul><li>CAMBIOS ERRÁTICOS. No muestran ni un ritmo ni una dirección constante. Formación y duración de huracanes, ciclones y tormentas, incendios provocados por los rayos, erupciones volcánicas. </li></ul>
  15. 15. Ejemplo: temperatura y pH Ejemplo: toxinas y químicos Ejemplo: cobre, zinc, magnesio, sal
  16. 16. <ul><li>ATMÓSFERA </li></ul><ul><li>BIOSFERA </li></ul><ul><li>LITOSFERA HIDROSFERA </li></ul>
  17. 18. ATMÓSFERA ELEMENTOS DEL CLIMA <ul><li>TEMPERATURA </li></ul><ul><li>PRECIPITACIÓN </li></ul><ul><li>DIRECCIÓN Y FUERZA DEL VIENTO </li></ul><ul><li>PRESIÓN ATMOSFÉRICA </li></ul>
  18. 19. <ul><li>FACTORES DEL CLIMA </li></ul><ul><li>LATITUD (DISTANCIA ANGULAR AL ECUADOR) </li></ul><ul><li>ALTITUD (DISTANCIA DE UN PUNTO SOBRE EL NIVEL DEL MAR) </li></ul><ul><li>RELIEVE U OROGRAFÍA </li></ul><ul><li>CONTINENTALIDAD (DISTRIBUCIÓN DE MASAS DE TIERRAS Y MARES) </li></ul><ul><li>CORRIENTES MARINAS </li></ul><ul><li>MOVIMIENTOS DE ROTACIÓN Y TRASLACIÓN TERRESTRE </li></ul>
  19. 20. <ul><li>TIEMPO METEREOLÓGICO. SUMA TOTAL DE LAS PROPIEDADES FÍSICAS DE LA ATMÓSFERA (ELEMENTOS), EN UN MOMENTO Y LUGAR DETERMINADOS </li></ul><ul><li>CLIMA. CONJUNTO DE FENÓMENOS METEOROLÓGICOS QUE CARACTERIZAN EL ESTADO MEDIO DE LA ATMÓSFERA EN UN PUNTO GEOGRÁFICO. </li></ul><ul><li>ES EL ESTADO MÁS FRECUENTE DE LA ATMÓSFERA EN UN LUGAR DETERMINADO </li></ul>
  20. 31. LITÓSFERA SUELO <ul><li>SUELO. CAPA SUPERFICIAL DE LA CORTEZA TERRESTRE EXPUESTA AL INTEMPERISMO A LA CUAL SE INCORPORAN LOS ORGANISMOS Y SUS PRODUCTOS DE DESECHO </li></ul>
  21. 32. COMPONENTES DEL SUELO <ul><li>SEDIMENTOS </li></ul><ul><li>NUTRIENTES (NITROGENADOS, FOSFATADOS, K, Si, Ca, Mg, Fe, ETC.) </li></ul><ul><li>MATERIA ORGÁNICA </li></ul><ul><li>ORGANISMOS </li></ul><ul><li>AGUA </li></ul><ul><li>AIRE </li></ul>
  22. 33. CARACTERÍSTICAS DEL SUELO <ul><li>ESTRUCTURA. FORMA FÍSICA DE LOS AGREGADOS DEL SUELO </li></ul><ul><li>TEXTURA. COMPOSICIÓN PROPORCIONAL DE PARTÍCULAS DE DIFERENTE TAMAÑO (ARCILLA > 0.002 mm, LIMOS > 0.020, ARENAS > 0.200) </li></ul><ul><li>TEMPERATURA. </li></ul><ul><li>HUMEDAD </li></ul><ul><li>CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS. pH, CAPACIDAD DE INTERCAMBIO CATIÓNICO. CANTIDAD DE IONES + O – LIBRES EN EL SUELO. </li></ul><ul><li>DESARROLLO. FORMACIÓN DE DIFERENTES HORIZONTES O CAPAS. </li></ul>
  23. 34. DESARROLLO DEL SUELO <ul><li>PEDOGÉNESIS. FORMACIÓN DE SUELO A PARTIR DE FENÓMENOS DE INTEMPERISMO. </li></ul><ul><li>I. FÍSICO. </li></ul><ul><li>I. QUÍMICO. </li></ul><ul><li>I. BIOLÓGICO. </li></ul><ul><li>PRIMERA FRAGMENTACIÓN. </li></ul><ul><li>SEGUNDA FRAGMENTACIÓN. </li></ul><ul><li>MINERALIZACIÓN </li></ul>
  24. 38. HIDRÓSFERA CUERPOS DE AGUA <ul><li>ELEMENTOS FÍSICOS. TEMPERATURA, LUZ. </li></ul><ul><li>QUÍMICOS. SALINIDAD, Ph, ALCALINIDAD, O 2 , CO 3, NUTRIENTES (DISUELTOS) Y MATERIA ORGÁNICA </li></ul><ul><li>FACTORES. </li></ul><ul><li>PROFUNDIDAD </li></ul><ul><li>FORMA DE LA CUENCA </li></ul><ul><li>PATRÓN DE CIRCULACIÓN (CORRIENTES) </li></ul><ul><li>CLIMA </li></ul><ul><li>SEDIMENTOS DEL FONDO (LECHO ACUÁTICO) </li></ul>
  25. 39. CONTAMINANTES <ul><li>INTRODUCCIÓN DE UN AGENTE QUÍMICO, FÍSICO O BIOLÓGICO NO NORMAL (NATURAL) EN UN AMBIENTE DETERMINADO. </li></ul><ul><li>ELEVACIÓN DE LOS NIVELES DE CIERTOS ELEMENTOS NORMALES DEL AMBIENTE POR ENCIMA DE SUS LÍMITES NATURALES </li></ul><ul><li>CONTAMINANTES NATURALES Y ARTIFICIALES. </li></ul><ul><li>CONTAMINANTES ORGÁNICOS E INORGÁNICOS </li></ul><ul><li>CONTAMINANTES BIODEGRADABLES Y NO BIODEGRADABLES </li></ul>
  26. 40. <ul><li>CONT. QUÍMICA NATURAL. HIDROCARBUROS NO REFINADOS DEL PETROLEO, METALES TRAZA (ESENCIALES Y NO ESENCIALES). </li></ul><ul><li>CONT. QUÍMICA NO NATURAL. SUSTANCIAS SINTÉTICAS. PRODUCTOS REFINADOS DEL PETROLEO, HIDROCARBUROS HALOGENADOS (DDT), PCBs (BIFENILOS POLICLORINADOS), PLÁSTICOS, DETERGENTES, ELEMENTOS RADIOACTIVOS, ETC. </li></ul><ul><li>METALES PESADOS (Pb, Cr, Zn, Cu, Fe., etc.) </li></ul>
  27. 41. <ul><li>TOXICIDAD </li></ul><ul><li>BIODEGRADABILIDAD </li></ul><ul><li>BIOACUMULACIÓN </li></ul><ul><li>BIOMAGNIFICACIÓN </li></ul>
  28. 42. <ul><li>Los contaminantes circulan entre las diferentes interfases abióticas (hidrósfera, litósfera y atmósfera) y forman parte de las condiciones de hábitat que afectan a los organismos a corto o largo plazo y a nivel local, regional o mundial. </li></ul><ul><li>Una vez ingresados a la trama trófica los contaminantes pasarán a los diferentes niveles dependiendo de su persistencia produciendose diferentes efectos dentro del ecosistema </li></ul><ul><li>La variabilidad genética (ecotipos y polimorfismos) a veces permite la selección de formas (individuos) tolerantes a la contaminación. </li></ul><ul><li>La plasticidad fenotípica (norma de reacción), también puede desarrollar tolerancia a cualquier factor del ambiente, incluídos los contaminantes. </li></ul><ul><li>Norma de Reacción. Cuando un genotipo (que codifica para un carácter particular), puede presentar diferentes versiones fenotípicas. </li></ul>
  29. 43. TEMPERATURA <ul><li>“ SANGRE FRIA” Y “SANGRE CALIENTE” </li></ul><ul><li>Sin embargo…… </li></ul><ul><li>HOMEOTERMOS Y POIKILOTERMOS </li></ul><ul><li>pero…… (lirones, erizos, murcielagos) </li></ul><ul><li>ENDOTERMOS Y ECTOTERMOS </li></ul><ul><li>No obstante…… (¡ectotermos homeotermos!) </li></ul>
  30. 44. ENDOTERMOS <ul><li>Regulación efectiva de la temperatura corporal a través de mecanismos endógenos. </li></ul><ul><li>Producción de calor a tasas controladas </li></ul><ul><li>35° a 40° C </li></ul><ul><li>Regulación morfofisiológica y conductual complementaria </li></ul><ul><li>Disminuir la pérdida de calor </li></ul><ul><li>pelaje, plumaje o grasa </li></ul><ul><li>Aumentar la pérdida de calor </li></ul><ul><li>jadeo o elegir lugares frescos </li></ul>
  31. 45. ENDOTERMOS <ul><li>La endotermia es una poderosa capacidad para regular la temperatura corporal </li></ul><ul><li>Beneficios = desempeño biológico constante </li></ul><ul><li>Sin embargo, el precio a pagar es muy costoso en términos energéticos </li></ul>
  32. 46. Tasa basal Zona Termoneutral a = temperatura letal b = temperatura crítica inferior c = temperatura crítica superior
  33. 47. SELECCIÓN NATURAL FORMA (Regla de Allen) TAMAÑO (Regla de Bergmann) Hibernación (mamíferos pequeños) Reducir o minimizar los costos de la endotermia
  34. 48. <ul><li>REGLA DE ALLEN. LOS MAMÍFEROS DE CLIMAS FRÍOS TIENDEN A DESARROLLAR EXTREMIDADES MÁS CORTAS QUE LOS DE CLIMAS MÁS CÁLIDOS. </li></ul><ul><li>REGLA DE BERGMAN. LOS MAMÍFEROS CON EXTENSAS ÁREAS DE DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA SON GENERALMENTE DE MAYOR TAMAÑO EN LAS ZONAS MÁS FRÍAS. </li></ul><ul><li>LOS ENDOTERMOS EN CLIMAS MÁS FRÍOS DESARROLLAN UNA SUPERFICIE MENOR (CON RELACIÓN A SU VOLÚMEN), REDUCIENDO LA TASA DE PÉRDIDA DE CALOR. </li></ul>
  35. 49. ECTOTERMOS <ul><li>Modifican su tasa de ganancia y pérdida de calor pero limitadamente </li></ul><ul><li>Mecanismos fijos o de comportamiento para modificar o moderar su temperatura </li></ul><ul><li>La temperatura corporal varía significativamente con la del ambiente: </li></ul><ul><li>1) poder regulatorio limitado (plantas) </li></ul><ul><li>2) dependencia de fuentes de calor externas </li></ul><ul><li>3) costos asociados a la regulación </li></ul>
  36. 50. Christian & Tracy 1981 (tomado del Ehrlich & Roughgarden 1987) Isla Santa Fe (Galapagos) 67% ataques exitosos -> < 32° C 19% ataques exitosos -> > 32° C
  37. 51. Endotermos vs Ectotermos <ul><li>¿Avanzados vs Primitivos? </li></ul><ul><li>Ambos implican riesgos </li></ul><ul><li>Ambos tienen un temperatura ambiental óptima </li></ul><ul><li>Ectotermos: ↓ crecimiento, reproducción, </li></ul><ul><li>movimiento, búsqueda de alimento </li></ul><ul><li>Endotermos: ↑ costos energéticos (aislamiento, </li></ul><ul><li>escape, reproducción, búsqueda) </li></ul><ul><li>Estrategia benéfica pero costosa </li></ul><ul><li>Estrategia barata pero de bajos beneficios </li></ul>
  38. 52. pH <ul><li>Un pH muy elevado (+9) o muy bajo (-3), suele ser una condición limitante (letal), para la mayoría de los organismos. </li></ul><ul><li>Aumento de acidez. Directamente trastorna la regulación osmótica de células y tejidos, modifica la actividad enzimática y el intercambio gaseoso de superficies respiratorias. </li></ul><ul><li>Indirectamente. Incrementa la concentración de metales pudiendo hacer a algunos nutrientes tóxicos y a algunos contaminantes incrementar la toxicidad, reduciendo la calidad y la variedad de fuentes de alimento disponible para heterótrofos (principalmente desintegradores como los hongos). </li></ul>
  39. 53. salinidad <ul><li>Está directamente vinculada con el proceso de osmorregulación. </li></ul><ul><li>Regulación de la concentración de líquidos corporales puede ser un proceso energéticamente “caro”. Desarrollo de sistemas de excreción vinculados al consumo y conservación del agua y la evapotranspiración (influída principalmente por la temperatura) </li></ul><ul><li>Equilibrio entre la concentración de solutos entre el ambiente circundante y el interior del cuerpo. Presión osmótica (intracelular). </li></ul><ul><li>Organismos isotónicos, hipertónicos e hipotónicos. Hábitats dulceacuícolas (terrestres), marinos y de interfase (h. costeros de “mezcla”: lagunas, esteros estuarios). </li></ul>

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