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Introduccion clase i
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  • Figure: 29-02
    The scales of life that concern ecology.
    In this chapter, you will consider how organisms of one species are associated in populations, and how populations of different species are associated in communities. In Chapter 30, you will look at ecosystems, which include not only living community members but the nonliving factors that interact with them (such as the rainfall in the ecosystem above). Chapter 30 also reviews the large-scale ecosystems called biomes and the biosphere, which is the interactive collection of all the Earth’s ecosystems.
  • Figure: FG30-18.01
    Fattening at the feedlot.
    About 40,000 head of cattle are fed for meat production at this commercial feedlot in Imperial Valley, California.
  • Figure: FG30-10
    Trophic levels.
    Plants, algae, and some bacteria are called producers because they use the Sun’s energy to produce their own food through photosynthesis. Organisms at all other trophic levels ultimately derive their energy from these photosynthesizers.
  • Figure: FG30-11
    A river food web.
    The diagram indicates who eats whom along a portion of the Eel River in Northern California. The arrows have been color-coded by trophic level. Note that there are up to five trophic levels in the web. (Adapted with permission from an original drawing by Mary E. Power, University of California, Berkeley.)
  • Figure: FG30-01
    The carbon cycle.
    1. Plants and other photosynthesizing organisms take in atmospheric carbon dioxide (CO2) and convert or “fix” it into molecules that become part of the plant. 2. The physical functioning or respiration of organisms converts the carbon in their tissues back into CO2. 3. Plants and animals die and are decomposed by fungi and bacteria. Some CO2 results, which moves back into the atmosphere. 4. Some of the carbon in the remains of dead organisms becomes locked up in carbon-based compounds such as coal or oil. 5. The burning of these fossil fuels puts this carbon into the atmosphere in the form of CO2.
  • Figure: FG30-02
    The nitrogen cycle.
    Some bacteria “fix” nitrogen, meaning they convert atmospheric nitrogen (N2) into an organic form that can be used by other living things. 1. Nitrogen-fixing bacteria convert N2 into ammonia (NH3), which converts in water into the ammonium ion (NH4+). The latter is a compound that plants can assimilate into tissues. In the diagram, bacteria living symbiotically in plant root nodules have produced NH4+, which their plant partners have taken up and used. Meanwhile, free-standing bacteria living in the soil have likewise produced NH4+. 2. Other plants take up NH4+ that has been produced by soil-dwelling bacteria and assimilate it. Animals eat plants and assimilate the nitrogen from the plants.
    3. Animal waste and the tissues of dead animals and plants are decomposed by fungi and by other bacteria, which turn the organic nitrogen back into NH4+. 4. Other “nitrifying” bacteria convert NH4 + into nitrate (NO3–), which likewise can be assimilated by plants. 5. Some nitrate, however, is converted by “denitrifying” bacteria back into atmospheric nitrogen, completing the cycle.
  • Figure: FG30-03
    Nutrients beyond what nature provides.
    A helicopter applies fertilizer to a sugar beet crop in California.
  • Figure: FG30-04
    The hydrologic cycle.
    More than 95 percent of Earth’s water is stored in the oceans. When water evaporates from the ocean, 90 percent returns to the ocean directly by way of precipitation. The other 10 percent falls on land. There, the water either runs back into the ocean, is stored in such structures as glaciers, or is moved by transpiration and evaporation back into the atmosphere.
  • Figure: 29-18ab
    Competition for resources among species.
    Laboratory experiments by G. F. Gause showed that competition for resources between two species can have two possible outcomes. a. When two species compete for the same limited, vital resource, one will always drive the other to local extinction--as the paramecium P. aurelia did to the paramecium P. caudatum. This is the competitive exclusion principle at work. b. Conversely, when Gause put P. aurelia together with another paramecium, P. bursaria,the two species divided up the habitat and both survived. This is a demonstration of resource partitioning.
  • Figure: FG31-13
    What factors produce bird song?
    Male white-crowned sparrows are genetically predisposed to sing a certain type of song—the white-crowned sparrow song. However, males will sing varying dialects of their species’ song in accordance with the area in which they were raised.
  • Figure: FG31-07
    Hormonal inspiration.
    The close correlation, visible in the graph, between testosterone levels and singing in the male willow tit suggests that testosterone release is the proximate cause of singing in these birds.
  • Figure: 29-20.01
    Predator on the loose.
    A domestic cat carrying its prey.
  • Fig. 38.10
  • Title:
    Mutually beneficial.
    a. Several oxpecker birds sit atop a black rhinoceros, ridding the rhino of ticks and other pests while the rhino provides a safe habitat for the birds. This is a demonstration of mutualism--an interaction between two species that is beneficial to both.
  • Figure: 29-05
    Three models of growth for natural populations.
    Three models of growth for natural populations.


  • 1. Programa del Curso •   • Tema 1 :Conceptos Básicos: •   • Especies y poblaciones • Ecosistemas y sus componentes • Equilibrio dinámico de los ecosistemas naturales • Biodiversidad y sus tipos • Biodiversidad de grupos  • Otros Indicadores de alta biodiversidad en Costa Rica •   • Tema 2: Causas de la alta diversidad biológica de Costa Rica •   • Posición geográfica en el planeta • Historia geológica, vulcanismo y tectónica de placas • Orografía • El clima y sus variaciones • Características de los suelos
  • 2. (cont.) Programa del curso •   • Tema 3: Zonas de vida y endemismo en Costa Rica •   • Concepto de Zonas de Vida y Asociaciones Ecológicas • Principales zonas de Vida y sus características • Los bosques tropicales • Riqueza marina y costera • Endemismo y sus causas • Tema 4: Amenazas a la biodiversidad •   • Destrucción de los bosques y otros ambientes • La explosión demográfica • El cambio climático • Extinción de especies • Impacto de la pérdida de la biodiversidad •  
  • 3. (cont.) Programa del curso •   Tema 5: Usos y conservación de la biodiversidad •   • Principales usos • Valor económico, social y cultural • Prospección de la biodiversidad • Inventario de la Biodiversidad • Conservación y legislación ambiental • Estrategia Nacional de Conservación y Uso de la Biodiversidad • Perspectivas futuras
  • 4. Características del curso • El horario del curso será:    Lunes de 8:00 a.m. a 10:50 a.m       • El curso dará inicio el:          Lunes 13 de agosto 2007 • Y finalizará                            Lunes 26 de noviembre 2007
  • 5. Características del curso • METODOLOGIA •   • El curso consta de clases magistrales, así como de discusión de  lecturas y materiales audiovisuales.  •   • CRONOGRAMA • Tema 1: Semanas 1, 2, 3 • Tema 2: Semanas 4 y 5 • Tema 3: Semanas 6, 7 y 8 • Tema 4: Semanas 9, 10, 11 y 12 • Tema 5: Semanas 13, 14, 15 y 16 •   •  
  • 6. Sistema de evaluación • EVALUACION •   • 2 Exámenes parciales        25% c/u • Lecturas y Tareas                                 10% • 1 Examen Final                                    30 % • Trabajo Final                                        10% •   • Primer examen parcial: 17 de setiembre • Segundo Examen Parcial: 22 de octubre • Examen Final: 26 de noviembre
  • 7. ACT Tempisque ACG Guanacaste ACHN Arenal Huetar Norte A C AA renal ACCVC Cordil. Volcan. Cent. ACTO Tortuguero ACLA-C La Amistad Caribe A C LA -P La A mistadPacifico ACOSA Osa ACOPAC Pacifico Central ACMIC Marina Isla del Coco Áreas deÁreas de ConservaciónConservación Es una unidad territorial administrativamente delimitada, en donde se interrelacionan actividades tanto privadas como estatales y se buscan soluciones conjuntas, orientadas por estrategias de conservación y desarrollo sostenible de los recursos naturales.
  • 8. BRIBRI BRUNKA CABECAR CHOROTEGA GUAYMI HUETAR MALEKU TERRABA 8 Grupos Etnicos: Hay 23 Reservas Indígenas en todo el país Area total: 338,257 ha RESERVAS INDÍGENASRESERVAS INDÍGENAS
  • 9. Ecología “Costa Rica es mundialmente conocido por su selva tropical” 130 especies de peces de río 1,000 especies de mariposas 112 volcanes
  • 10. 10 a 12,000 especies de plantas
  • 11.  Como definir ‘biodiversidad’?  Formas de medir biodiversidad  Biodiversidad y su relación con la manera en que funcionan los ecosistemas  Métodos taxonómicos usados en relación a la cuantificación y estudio de la diversidad?
  • 12.  La suma de toda la variación biotica desde el nivel de genes a ecositemas.  El número, variedad, y variabilidad de organismos vivos en una área cuantificada.
  • 13. Biodiversidad y Diversidad  La Diversidad es un concepto ecológico que incorpora los términos de riqueza específica y constancia de abundancias relativas de especies. La Biodiversidad es una contracción de las palabras diversidad biológica que engloba la variabilidad biológica a lo largo de todas las escalas, desde los genes hasta las especies, ecosistemas, paisajes, etc.
  • 14. Conceptos de ecología
  • 15. Deriva del griego “oikos” que significa hogar Krebs (uno de los más eminentes ecólogos modernos) definió a la ecología como: “…scientific study of the interactions that determine the distribution and abundance of organisms” Nosotros la definimos como el estudio científico de las interacciones entre los organismos y su ambiente
  • 16. ECOLOGIA: INTERRELACIÓN DE LOS ORGANISMOS CON SU MEDIO. temperatura humedad alimentos refugios luz Individuo Otros individuos
  • 17. Ramas de la Ecología Ecofisiología Ecología de poblaciones Ecología de comunidades Ecología de ecosistemas Ecología del paisaje Ecología de la conservación Ecología evolutiva Relación de la ecología con otras áreas de la biología Fisiología EtologíaGenética Evolución Ecología Ecología del comportamiento Ecología de la restauración
  • 18. El medio ambiente presenta diversas características que se definen por su condición y recurso Condiciones: características físico químicas del ambiente que determinan donde puede vivir un individuo: sobrevivir, crecer o reproducirse Recursos: son las cosas que los organismos consumen para poder sobrevivir, crecer o reproducirse.
  • 19. ECOLOGIA: INTERRELACIÓN DE LOS ORGANISMOS CON SU MEDIO. temperatura humedad alimentos refugios luz Individuo Otros individuos ¿Cómo son los otros organismos? Dentro y entre especies
  • 20. Qué se observa en esta foto?
  • 21.  El ambiente es un término amplio que incluye todas las condiciones y factores externos (vivientes y no vivientes) que le afectan a cualquier organismo o forma de vida.  La ecología analiza las interrelaciones de los organismos con su medio ambiente físico y biótico. Es el estudio de organismos en su hábitat. Intenta explicar dónde se encuentran los organismos, cuántos hay y por qué. Busca entender de que manera actúa un organismo sobre su ambiente y cómo éste ambiente actúa sobre el organismo. Es una ciencia de síntesis, pues para comprender la compleja trama de relaciones que existen en un ecosistema toma conocimiento de botánica, zoología, fisiología, genética y otras disciplinas como la física y la geología. ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTEECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE
  • 22. INTRODUCCIONINTRODUCCION  Organización de la materia Como vimos existen distintos niveles de organización de la materia de acuerdo al tamaño y a la función. Éste es un modo en que los científicos clasifican los patrones de la materia que se encuentran en la naturaleza: Universo Galaxias Sistemas solares Planetas Tierra Biósfera Ecosistemas Comunidades Poblaciones Organismos Sistemas de órganos Órganos Tejidos Células Protoplásma Moléculas Átomos Partículas subatómicas                  Poblaciones: conjunto de organismos de la misma especie que conviven en tiempo y espacio. Organismo: unidad funcional, con un genotipo distinto que le da propiedades y características distintas. Biósfera: Es el conjunto de organismos del planeta. El ecosistema gigante. Comunidades: grupos de poblaciones de distintas especies que coexisten o cohabitan en tiempo y espacio. . Ecosistemas: sistema funcional formado por una comunidad integrada en su medio. Ámbito de laÁmbito de la ECOLOGÍAECOLOGÍA
  • 23. Poblaciones: Conjunto de individuos de la misma especie que conviven en un tiempo y lugar. Características: variación de abundancia en tiempo y espacio Comunidades: conjunto de poblaciones de distintas especies que coexisten en un tiempo y lugar Características: composición de especies, relaciones tróficas, interacciones Ecosistema: comunidad + ambiente físico Características: flujo de materia y energía entre los organismos y entre ellos y el medio
  • 24.  Biota/comunidad biótica: agrupamiento de plantas, animales y microbios que observamos al estudiar bosques, pastizales, charcas, arrecifes y áreas inexploradas.  Factores abióticos: elementos físicos y químicos inertes. Ej: el agua, la humedad, la temperatura, la salinidad, la clase del suelo.  El ecosistema: sistema funcional formado por una comunidad integrada en su medio. Es la comunidad biótica y las condiciones abióticas en las que viven sus elementos.  El bioma: agrupamiento de todos los ecosistemas de la misma clase. Ej: el bioma de los bosques templados del sur incluye diversas comunidades arbóreas dominadas por distintas especies de árboles.  La biosfera: es el conjunto de los ecosistemas naturales desarrollados en el seno de los mares o en la superficie de los continentes. Es el conjunto de organismos del planeta. Un solo ecosistema gigantesco. NIVELES DE ORGANIZACIONNIVELES DE ORGANIZACION
  • 25. Ecosistemas
  • 26.  ¿Qué es un ecosistema? ECOSISTEMASECOSISTEMAS  Cualquier comunidad biótica más o menos delimitada que vive en cierto ambiente.  Es el conjunto formado por un sustrato físico (biotopo) y una parte viva (biocenosis). Son ejemplos de ecosistema un lago, una zona litoral, una marisma, un área de bosque mediterráneo, etc. Puesto que ningún organismo puede vivir fuera de su ambiente o sin relacionarse con otras especies, es la unidad funcional de la vida sostenible en la tierra.
  • 27. ECOSISTEMASECOSISTEMAS  ¿Qué es un ecosistema?
  • 28.  EcosistemaEcosistema y ecotonoecotono ECOSISTEMASECOSISTEMAS El ecotono conforma un hábitat característicoEl ecotono conforma un hábitat característico que alberga especies que no se encuentran enque alberga especies que no se encuentran en los ecosistemas que lo rodean.los ecosistemas que lo rodean. Ecosistema 1 Ecosistema 2Ecotono (pantano) Ecosistema terrestre Ecosistema acuático Ecosistema de transición
  • 29.  Hay 2 aspectos fundamentales en cualquier ecosistema: LOS FACTORES AMBIENTALES ABIÓTICOS LA ESTRUCTURA BIÓTICA 3 categorías de organismo:  Productores: elaboran su propio alimento. Principalmente plantas verdes. Son los que con la energía de la luz convierten las sustancias inorgánicas en orgánicas.  Consumidores: se alimentan de los productores o de otros consumidores.  Saprofitos y descomponedores: se alimentan de materia orgánica muerta. Basada en las relaciones de alimentación Principales:  Régimen de lluvias: monto y distribución anual y humedad del suelo.  Temperatura: extremos de frio y calor, promedio.  Luz  Viento  Nutrientes químicos  PH (acidez)  Salinidad  Incendios Agentes físicos y químicos. FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMASFUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
  • 30.  Los ciclos de los nutrientes. Productores Los productos y subproductos de cada grupo de organismo (productores, consumidores, saprofitos y descomponedores) son la comida y los nutrientes esenciales del otro. Consumidores Saprófitos y descomponedores Autótofos: elaboran su propia materia orgánica Heterótrofos: se alimentan de materia orgánica para obtener energía Plantas verdes, bacterias fotosintéticas y bacterias quimiosintéticas Primaros (herbívoros), Omnívoros (herbívoros o carnívoros), Secundarios (se alimentan de los primarios), de Orden superior (se alimentan de otros carnívoros) y Parásitos (toman como huésped a otra planta o animal) Descomponedores (se alimentan de putrefacción) Saprófitos primarios (se alimentan de detritos) y Saprófitos secundarios La materia orgánica y el oxígeno que producen las plantas verdes son los alimentos y el oxigeno que necesitan los heterótrofos. Y el dióxido de carbono y otros desechos que éstos generan son exactamente los nutrientes que necesitan las plantas. FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMASFUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS
  • 31. Este reciclaje es fundamental por 2 cosas:  evita los desperdicios  la acumulación causaría problemas  asegura que el ecosistema no se quede sin elementos esenciales.  Principios del funcionamiento de los ecosistemas. Un ecosistema sostenible debe tener 3 características básicas:  el reciclado de los nutrientes.  el aprovechamiento de la luz solar como fuente básica de energía.  poblaciones de dimensiones que no tengan un consumo excesivo. FUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMASFUNCIONAMIENTO DE LOS ECOSISTEMAS Principios básicos de la sostenibilidad de los ecosistemas
  • 32.  ¿Por qué en regiones diferentes se presentan ecosistemas distintos? La respuesta general viene dada por dos tipos de observaciones:  Primero, las diferentes regiones del mundo tienen condiciones climáticas muy diferentes.  Segundo, las plantas y animales están específicamente adaptadas a condiciones particulares  especies diferentes prosperan en condiciones distintas. Cada especie tiene diferentes punto óptimo, zonas de tensión y límites de tolerancia y está intimamente ligado a su composición genética y la variedad de su población. Por lo tanto, es lógico asumir que las plantas y animales se limiten a las regiones o localidades donde sus propias adaptaciones correspondan a las condiciones prevalecientes. CLASIFICACION DE LOS ECOSISTEMASCLASIFICACION DE LOS ECOSISTEMAS
  • 33.  La ecología tiene ramas o disciplinas según las relaciones que se establezcan entre los individuos, su hábitat, poblaciones, etc. que son las siguientes:  La autoeclogia o ecología del individuo.  La ecología de las poblaciones o demoecología.  La sinecología o ecología de las comunidades y  ecosistemas.  La ecología cultural.  La ecología humana  La ecología sociológica.
  • 34. ELEL MM UU NN DD OO DEDE LALA EE CC OO LL OO GG II AA  La autoecología o ecología del individuo: estudia el hábitat y los efectos y reacciones que produce sobre un organismo.  La ecología de poblaciones o demoecología: se ocupa de las relaciones que los individuos establecen entre si, y con su propio entorno, cuando se agrupan en poblaciones.  La sinecología o ecología de las comunidades y ecosistemas: estudia la interacción de las poblaciones entre si y con el medio que ocupan.  La ecología cultural: estudia los modos en que el hombre se relaciona con el ambiente y en que las actividades humanas afectan a este. Intenta explicar el origen de los rasgos culturales característicos y las formas que caracterizan la distintas zonas.
  • 35.  La ecología humana: estudia la organización y desarrollo de las relaciones funcionales de las distintas comunidades humanas en el proceso de adaptación al medio ambiente.  La ecología sociológica: es la disciplina del campo de las ciencias sociales que se ocupa del estudio de las relaciones del hombre con el medio geográfico. Centra su atención en las relaciones humanas que se desarrollan en la acción de una población frente a su medio urbano. La ecología analiza la distribución de la población en el espacio según categorías étnicas, lingüísticas o sociales, e intenta establecer la relación entre las modificaciones de la estructura social y las que producen en el espacio habitado.
  • 36. •Producción de alimentos y productos vegetales •Cría y explotación de especies animales •Pesquerías • Explotación forestal •Almacenamiento de alimentos •Control de malezas, plagas y patógenos •Preservación del suelo •Manejo de pastizales •Epidemiología •Control de la Contaminación •Demografía humana •Conservación de la biodiversidad AREAS DE APLICACIÓN DE LA ECOLOGÍA
  • 37.  Todo esta relacionado con lo demás: Ningún animal, planta o microorganismo existe en aislamiento total y ningún factor (físico o biótico) opera en completa independencia a esta ley se le conoce como principio de interdependencia.
  • 38. En la naturaleza no existe desperdicio. Lo que expulsa un organismo como desperdicio, es tomado por otro como alimento. Nada desaparece, solo cambia de sitio. Asi grandes cantidades de materiales que han sido extraidos de la tierra, convertidos en nuevas formas, tirados sin tener en cuenta que todo va a parar a alguna parte.
  • 39.  La naturaleza sabe lo que hace: todo cambio importante realizado por el hombre en un sistema natural resultará, probablemente, perjudicial para este sistema.
  • 40.  No existe la comida en balde: En ecología, como en economía, no hay ganancia que no cueste algo. Cualquier cosa que es extraida del medio por medio del esfuerzo humano debe ser remplazada.
  • 41. Cuales son los componentes del medio ambiente? Abioticos (temperatura, luz, agua, minerales, aire) Bioticos (formas vivientes; como ellos Interactuan con otros y los componentes abióticos)
  • 42. Como se estudian estas interaciones ? Ecología de los organismos- Como hacen los organimos con los límites abióticos de su medio? Ecología de poblaciones –que factores afectan la densidad de poblaciones y crecimiento?
  • 43. Ecología de comunidades - interacciones entre especies: predación,competencia, simbiosis Ecología Ecosistemas – flujo de energía, ciclo de nutrientes (componentes abiotico son también considerados) Biosfera- desde las altas montañas a la profundidad de los oceanos
  • 44. Componentes Abioticos Luz solar Significado de la luz solar? Factores que afectan el acceso a la luz solar? terrestre aquaticos II. Agua terrestre organismos acuáticos
  • 45. III. Temperatura efecto sobre el metabolismo distribución de los organismos organismos“sangre caliente” y “sangre fría” IV. Efecto del viento sobre la homeostasis reproducción patrones de crecimiento
  • 46. V. Rocas y suelo efecto sobre la distribución, densidad de los organismos VI. Desastres naturales sucesión eventos raros (erupciones volcanicas) eventos más frecuentes (fuego) causas humanas (derrame de petroleo)
  • 47.  Proveerse de alimento  Como alimento  Competencia  predación parasitismos interespecífica intraespecífica
  • 49. El ambiente puede ser heterogéneo en cuanto a las condiciones y recursos •Los individuos tienen un rango de tolerancia A A Distinta intensidad Distinta disponibilidad •Los individuos pueden diferir en su tolerancia B A B C
  • 50. Supervivencia + húmedo + seco + frío + cálido Rango de tolerancia Rango de tolerancia RANGO DE TOLERANCIA
  • 51. Crecimiento Supervivencia + húmedo + seco + frío + cálido Rango de tolerancia Rango de tolerancia RANGO DE TOLERANCIA
  • 52. Rango de tolerancia: rango de intensidades de una condición o disponibilidad un recurso donde los individuos de una especie pueden al menos sobrevivir Nicho ecológico de la especie: ESPACIO MULTIDIMENSIONAL donde se puede mantener una población viable Reproducción Crecimiento Supervivencia + húmedo + seco + frío + cálido Rango de tolerancia Rango de tolerancia RANGO DE TOLERANCIA
  • 53. Condiciones: factores físico químicas del medio ambiente que influyen el desenvolvimiento de los individuos •Temperatura, pH, salinidad •No son consumidas. •Pueden ser modificadas por los organismos Reproducción Crecimiento Supervivencia Desenvolvimiento de los individuos Intensidad de la condición Comportamiento
  • 54. Desenvolvimiento de los individuos Intensidad de la condición Superv Crec Rep El óptimo se encuentra a intensidades mínimas Sustancias Tóxicas
  • 55. Efectos de las condiciones y recursos Comportamiento Supervivencia Crecimiento Reproducción Cambios evolutivos Corto plazo Sobre los Individuos Largo plazo Sobre la Especie ¿Qué es esto?
  • 56. Biosfera Ecosistema Comunidad Población Organismo
  • 57.  El ecosistema: es la unidad fundamental de la ecología  Ecosistema—Comunidad auto-sostenible de organismos y el ambiente físico con el cuál interactuan.  Consiste de los factores bióticos (vivo) y abioticos (no vivo).  Depende del sol como la única fuente de energia, la energía fluye unidireccionalmente a través del ecosistema.  Algunos nutrientes y agua son tomadas por los organismos y ellos ciclan de regreso a los componentes abióticos del ecosistema.
  • 58. Características generales de los ecosistemas Están formados por elementos bióticos y abióticos Son sistemas abiertos La interacción entre elementos determina retroalimentación Las interacciones determinan redes tróficas e informacionales Son sistemas jerárquicos Cambian en el tiempo Tienen propiedades emergentes
  • 59. •Biomasa •Producción •Descomposición/ Renovación de nutrientes •Niveles tróficos •Movimiento/transporte •Fuentes de energía •Ciclo hidrológico y de los elementos Variables y procesos que definen un ecosistema
  • 60. Ecología de Ecosistemas Ecosistema Comunidad Ambiente Físico Seres vivos Formada por Energía Materia Requieren Luz Compuestos minerales CO2 Oxígeno Compuesto por proveen El ecosistema es una Unidad Funcional Los componentes están vinculados por el Flujo de materia y energía La ecología de ecosistemas estudia los flujos de materia y energía.
  • 61. Circulación de materia y energía Autótrofos Heterótrofos Fuentes de energía y materia inorgánicas Fuentes de energía y materia orgánicas Se alimentan principalmente de organismos vivos Se alimentan de organismos muertos, desechos, heces. Descomponedores Consumidores Producción primaria Producción secundaria
  • 62.  Produce alimento  Energía del sol es convertido en energía química  Plantas  Algas
  • 63.  Consume alimento por alimentación  Primario  Secundario  Terciario
  • 64.  Descompone cuerpos muertos y materia organica  Hongos  Bacteria
  • 65. Ecosistema Seres vivos Biomasa Energía Química Medio ambiente Energía solar o química Nutrientes Oxígeno CO2 Agua Elementos constitutivos Producción primaria Descomposición Biomasa: Cantidad de materia en organismos/unidad de área : toneladas/ha, Kcal/ha E- quim El cons Producción secundaria
  • 66. ¿En qué unidades medimos la producción y la descomposición? Producción Acumulación de biomasa Fijación de energía Entonces las unidades serán: ∆ Biomasa Referida a un tiempo y espacio Toneladas/ha*año Kg/m3 * mes Kcal/ha*año Cal/m3 *mes ∆Biomasa/ unidad de tiempo* unidad de área ∆Masa o peso/unidad de tiempo*unidad de área ∆ Energía/unidad de tiempo*unidad de área Descomposición Degradación de la biomasa Liberación de energía
  • 67. Productores Herbívoros Carnívoros 1 Carnívoros 2 Disminuyen la biomasa y energía total del nivel trófico Aumenta la cantidad de energía por unidad de biomasa
  • 68. Producción primaria Fijación de energía y síntesis de materia a partir de compuestos inorgánicos por parte de organismos autótrofos o productores P. Primaria bruta P. Primaria neta PPB- R (incluye excreción y biosíntesis) Total de la energía asimilada y biomasa sintetizada por los autótrofos RespiraciónExcreción Costo de Biosíntesis Biomasa y energía acumuladas disponibles para los siguientes niveles tróficos Energía perdida materia que pasa a descomponedores o al medio
  • 69. Producción secundaria Fijación de energía y síntesis de materia a partir de compuestos orgánicos por parte de organismos heterótrofos P. Secundaria bruta P. Secundaria neta PSB- R (incluye excreción y biosíntesis) Total de la energía asimilada y biomasa sintetizada por los heterótrofos RespiraciónExcreción Costo de Biosíntesis Biomasa y energía acumuladas disponibles para los siguientes niveles tróficos Energía perdida Materia que pasa a descomponedores o al
  • 70. Productor Consumidor Consumidor Consumidor 1,500,000 200,000 90,000 1
  • 71. Productor Consumidor Consumidor Consumidor 809 g/m2 37 g/m2 11 g/m2 1 g/m2
  • 72. ¿Cuántos niveles tróficos puede haber en un ecosistema? La producción vegetal se sostiene a partir de la energía de la luz solar y de nutrientes inorgánicos. A lo largo de la cadena trófica la energía fijada por las plantas se va perdiendo de acuerdo a las distintas eficiencias ecológicas La producción primaria neta y la eficiencia ecológica promedio ponen un límite al número de niveles tróficos
  • 73. Primer nivel trófico 2ndo nivel trófico 3er nivel trófico 4to nivel trófico productores (fotosintetizadores) Consumidores primarios (predadores de plantas) Consumidores secundarios (predadores de herbivoros) Consumidor terciario (predador carnivoro)
  • 74. kingfisher great blue heron merganser otter dipper steelhead roach stickleback newt caddis fly larva snailfrog tadpolewater scavenger beetle larva tuft midge diatoms green algae blue-green algae crayfish garter snake
  • 75.  No cicla en un ecosistema  Enérgia se pierde en cada niovel trófico  El sol es la fuente de energía
  • 76. Consumidor Consumidor Consumidor Productor Descomonedor Sol 1,000,000 Calories 20,000 10,000 5,000 5,000 2,000 1,000 2,000 1,000 500 500 300 200 6,700 Total 20,000
  • 77.  Carbono  Nitrogeno  Agua  Temperatura  Luz solar  Etc
  • 78. Combustible fósiles plantas animales organismos muertos Decomposición de animales muertos 2 respiración respiración 1 fotosíntesis Quema de Combustible fósiles 5 4 3 CO2 atmospherico El ciclo del carbono
  • 79. 1 fijacion nitrogeno 5 bacteria desnitrificante 3 decomposicion por bacteria y hongos N2 atmosferico bacteria en Nódulos de raices De plantas y En el suelo nitrato (NO3) 4 bacteria nitrificante ammonia (NH3) ammonium NH4 + ) Desecho animales Organismos muertos El ciclo de Nitrogeno asimilacion animales asimilacion plantas 2
  • 80. El ciclo hidrológico precipitación Sobre el oceano evaporación Vapor de agua 90% 10% escorrentia oceano Precipición Sobre tierra transpiración, evaporación Agua subterranea
  • 81. Organización de comunidades Competencia: •Gremios •Diferenciación de nicho •Partición del recurso •Superposición de nichos Predación: •Regulación desde arriba y desde abajo •Especies claves •Efectos en la estructuración de comunidades Disturbios: •Hipótesis de los disturbios intermedios Mutualismos: Polinización Dispersión de semillas
  • 82.  Donde un organismo se encuentra  Marino  Agua dulce  Copa de los árboles  Bajo tierra  etc
  • 83.  Como un organismo obtiene el alimento y los recursos para vivir “ocupación”  El rinoceronte come hojas y plantas leñosas  El rinoceronte blanco se alimenta de pastos y hierbas
  • 84. Nicho post interactivo < Nicho pre interactivo Se asume que las distintas dimensiones del nicho son independientes Alimento Humedad Refugios Nicho fundamentalNicho realizado Especie 1 Especie 2
  • 85. Alimento Humedad Refugios Especie 1 Especie 2 ¿Pueden compartir 2 especies el mismo nicho fundamental? ¿Pueden compartir 2 especies el mismo nicho realizado? -Segregación de Nichos - Principio de Exclusión Competitiva Viviendo con el enemigo
  • 86. Competencia Gremio: Especies que explotan el mismo tipo de recurso de una manera similar Dos especies compiten si: Utilizan el mismo recurso El recurso es escaso Las especies coexisten
  • 87. Principio de exclusión competitiva: Cdo 2 o más spp compiten por un recurso limitado solo la especie más eficiente competitivamente va a sobrevivir Segregación de nicho: Proceso evolutivo de diferenciación de nichos para disminuir la competencia y poder coexistir
  • 88. Se espera que cuando especies similares se encuentran separadas espacialmente la diferenciación de nichos sea menor que cuando están en coexistencia Alopatría Simpatría Gradiente del recurso AbundanciaoFrecuencia
  • 89. Desplazamiento de caracteres: Divergencias morfológicas debidas a la segregación del nicho resultado de la competencia interespecífica Partición del recurso Espacio, alimento, tiempo Segregación fijada genéticamente: Diferenciación en caracteres morfológicos Segregación comportamental
  • 90. Tolf 1980
  • 91. Exclusión competitiva Tamañodelapoblación P. aurelia P. caudatum Tiempo (días) Tiempo (días) Tamañodelapoblación Partición de recursos P. aurelia P. bursaria
  • 92. Exclusión Competitiva Uno sobrevive, el otro muere
  • 93. Partición de recursos Minimiza el traslape de nichos
  • 94. Los pinzones de Darwin han evolucinado Diferentes tipos de picos que les permite Procesar diferentes tipos de alimento que Minimizan la competencia entre ellos.
  • 95. pico pico AgostoAbrilEnero Diciembre Mes 0 400 800 1200 0 4 8 12 16 NiveldecantoNiveltestosterona O CH3 CH3 OH
  • 96. El efecto de la predación sobre la comunidad depende del tipo de dieta, del comportamiento de alimentación y de la dominancia competitiva de la presa Especialista: incluye uno/pocos tipos de presa en la dieta Generalista: incluye varios tipos de presa en la dieta Oportunista: consume las presas en la misma/ similar proporción que están disponibles Selectivo: prefiere alguna especie en particular
  • 97.  Previenen sobrepoblación  Remueven de la población a enfermos y débiles
  • 98. Como los predadores controlan la población de las presas? Conforme una población crece, más oportunidades para los depredadores. conforme los predadores cambian a presas alternativas la presa pude recobrarse. Predadores remueven las presas debiles Parasitos debilitan a las presas
  • 99.  Viven juntos  Parasitismo  Comensalismo  Mutualismo
  • 100.  Se beneficia el parásito  Hospedero se daña
  • 101. Ambos se benefician
  • 102. La polinización es el proceso de transferencia del polen de las anteras de una flor al estigma de otra flor de la misma u otra planta Las plantas ofrecen recompensa: nectar, polen o ambas Los animales pueden reconocer y discriminar entre flores de distintas especies
  • 103.  Tiburón y Remora  Remora se beneficia
  • 104. Poblaciones
  • 105. Ecología de 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 Estudia la estructura y dinámica de las poblaciones
  • 106. Sistema poblacional Población Ambiente Físico Biótico Competidores Depredadores Parásitos Patógenos Presas Mutualistas Simbiontes Comensales Condiciones Refugios Sitios de nidificación Nutrientes +
  • 107. La población presenta Estructura Espacial •Disposición espacial •Estructura de hábitat •Estructura de metapoblaciones Estructura temporal •Variaciones diurnos •Variaciones estacionales •Variaciones multianuales
  • 108. Disposición espacial Cómo se disponen los individuos de la población en el espacio
  • 109. Hábitat 1 Hábitat 3 Hábitat 2 Estructura de hábitat Cómo se distribuyen los individuos de la población en los distintos hábitats disponibles
  • 110. Estructura de metapoblaciones La población se divide en sub poblaciones relativamente aisladas Dispersión Subpob Subpob Subpob Subpob
  • 111. Población distribuida en forma continua No hay sub poblaciones
  • 112. Estructura temporal Horas Actividad Ciclo diurno Meses Abundancia Ciclo estacional
  • 113. Años 1 2 3 4 5 6 7 Abundancia Variación de la abundancia estacional y multianual
  • 114. ¿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
  • 115. 100 m 100 m Tamaño poblacional: 6 Densidad poblacional: 6/ha Biomasa: 1800 kg/ha
  • 116. Densidad: peces/litro de agua
  • 117. Cobertura 1 árbol, 25% de cobertura 100 pastos, 75% de cobertura
  • 118. Característica individual Característica poblacional Tamaño Edad Sexo Reproducción Muerte Comportamiento Estructura de tamaños Estructura de edades Proporción de sexos Tasa de reproducción Tasa de mortalidad Distribución de hábitat Espaciamiento Tasa de crecimiento poblacional Competencia Tasa de depredación Entre las características poblacionales listadas, ¿cuáles son simple consecuencia de las individuales, y cuáles son emergentes del nivel de organización superior? Propiedades emergentes de los niveles de organización de la materia
  • 119. Organismos viven como miembros de poblaciones Tamaño de población Densidad de la población Dispersión de la población Como crecen las poblaciones?
  • 120.  Natalidad  Mortalidad  Ejemplo  Población de 100  10 nacimientos y 8 muertes  Tasa de crecimiento del 2%
  • 121. Tiempo Números de la población Fase lag Fase Log Capacidad de carga
  • 122.  Número optimo de individuos que un ecosistema puede soportar por un periodo extenso de tiempo.
  • 123.  Alimento  Espacio  Enfermedades  Depredadores
  • 124. Tipo de crecimiento población Crecimiento exponencial Crecimiento logistico Tiempo Crecimiento más complejo K K Tamañopoblación Crecimiento tipo J Crecimiento tipo S
  • 125. Crecimiento Exponencial
  • 126. Crecimiento potencial Crecimiento sin limites a una tasa maxima (potencial biotico) Tasa actual de crecimiento: diferencias entre Nacimientos y mortalidad, corregido por la migración
  • 127.  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
  • 128. Efecto de la mortalidad sobre el crecimiento de la población
  • 129. 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
  • 130. 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?
  • 131. Muchas poblaciones son afectadas por su medio ambiente “modelo crecimiento logistico”: crecimiento es rapido(exponencial)
  • 132. 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)
  • 133. Historias de vida
  • 134. 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)
  • 135. Factores independientes del tamaño de la población pero afectan su crecimiento Clima (puede contribuir a los ciclos ) Desastres naturales
  • 136. Se ha observado en poblaciones de insectos, aves y mamíferos (ej., lemings y otros roedores) Predación? Suplemento de alimento? Hacinamiento→estres →desbalance hormonas e infertilidad?
  • 137. Competencia dentro de una comunidad Interespecies Intraespecies Competencia porque? Alimento, agua, espacio, sitios de reproducción,de protección, luz…
  • 138. Efectos de la competencia intraespecífica Reproducción Supervivencia Recursos y condiciones Competencia Cuando son compartidos Cuando son limitantes
  • 139. Competencia Interacción entre individuos que comparten el uso de un recurso limitante. Disminución de supervivencia Disminución de fecundidad Disminución de fitness: menor contribución de descendientes a la siguiente generación Individuos de la misma especie: intraespecífica Individuos de distinta especie: interespecífica
  • 140. Sin competencia
  • 141. Competencia · La competencia implica reciprocidad, aunque no necesariamente es totalmente simétrica.
  • 142. 6 6 5 3 Competidor fuerte
  • 143. Efecto último Diminución de supervivencia Disminución fecundidad Disminución del fitness evolutivo Efectos próximos Disminución tamaño Disminución biomasa  > Exposición a depredadores  > Uso de hábitats pobres  > Susceptibilidad enfermedades Competencia
  • 144. · El efecto de la competencia es mayor cuánto mayor es la densidad. Es un proceso denso dependiente.
  • 145. 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
  • 146. Territorialidad Defender un territorio tiene beneficios y costos Interferencia
  • 147. Recursos escasos Recursos abundantes El tamaño del territorio puede variar
  • 148.  250,000 niños nacen cada día  19,000 personas mueren cada día  2 billones de personas no tiene suficiente alimento, agua y aire limpio.
  • 149. Estructura de las poblaciones Densidad Dispersion- como los organismos se Agrupa en su rango geografico
  • 150. Patrón agregado Mas común en la naturaleza Distribución heterogenea de los recursos Comportamiento social Apareamiento Seguridad basado en los números
  • 151. 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)
  • 152. 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
  • 153. 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
  • 154. 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.
  • 155. Experimento de remoción Control Remoción
  • 156. 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
  • 157. 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
  • 158. Depredación Presión de selección Aumenta fitness depredadores Disminuye fitness presas Aumentar eficiencia de ataque Disminuir tasa de ataque Coevolución: cada especie está influenciada por la otra
  • 159. Depredador Eficiencia de búsqueda Eficiencia de ataque y manipulación Especializaciones Olfato Vista Oído Garras Velocidad Dentición Movimientos silenciosos Búsqueda Ataque y manipulación “Depredadores visuales” “Depredadores olfativos”
  • 160. La velocidad, tamaño, garras y dentición permiten al yaguareté la captura y muerte de presas grandes Dibujos de Fauna Argentina. Vol 21. CEAL
  • 161. Presa Cripsis o mimetismo Uso de hábitat Movimientos silenciosos Morfológicos Químicos Palatabilidad Aposematismo Comportamiento Respuesta inmune Hacerse menos detectable Mecanismos de defensa Detección del depredador Oido Olfato Vista Comportamiento
  • 162. Presa Cripsis o mimetismo Uso de hábitat Movimientos silenciosos Morfológicos Químicos Palatabilidad Aposematismo Comportamiento Respuesta inmune Hacerse menos detectable Mecanismos de defensa Detección del depredador Oido Olfato Vista Comportamiento
  • 163. Donde esta el pez?
  • 164. Donde esta el ave?
  • 165. Asemejarse a un objeto poco interesante
  • 166. Preparado para una emboscada
  • 167. Coloración de advertencia, aproximarse bajo propio riesgo
  • 168. Mimecria Serpiente Coral (venenosa) Falsa coral (no venenosa)
  • 169. Ambos de estas mariposas saben mal monarca viceroy
  • 170. Coloración para asustar
  • 171. Mosca que mimetiza una araña
  • 172. Armas químicas:escarabajo libera toxina
  • 173. Mariposa monarca alimentandose
  • 174. 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!
  • 175. 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
  • 176. Elefante es otro ejemplo Pastos y arbustos y pequeños árboles; ayuda mantener el ambiente de savana
  • 177. Sucesión: Monte St.Helens 1980 1989
  • 178.  2.SUCESIÓN SECUNDARIA:  La sucesión secundaria parte de una etapa de la serie producida por una perturbación, por ejemplo un incendio.  1.SUCESIÓN PRIMARIA:  La sucesión primaria intenta alcanzar el climax partiendo de una zona desnuda.
  • 179. TIPOSTIPOS  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.
  • 180. TIPOSTIPOS 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.
  • 181. 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
  • 182. 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.
  • 183. 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. mantienen sus raíces fijas al fondo, pero su follaje emerge sobre la superficie del agua. 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. 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. La etapa final, clímax o bosque, es la etapa de equilibrio sucesional, donde la asociación vegetal ya no se modifica.
  • 184. Sucesión secundaria se observa en áreas Abandonadas campo→hierbas →plantas perennes →arbustos →pinos y árboles de rapido crecimiento deciduo →Plantas leñoras
  • 185.  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
  • 186. 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