COMUNIDADES. ESTRUCTURA Y DINÁMICA

Definiciones de comunidad Los organismos diferentes que coexisten en un lugar y que se vinculan entre sí por relaciones de alimentación y otras forman un todo complejo denominado comunidad biológica (Ricklefs, 1998). Es una congregación de poblaciones de diversas especies que viven cerca unas de otras lo que les permite interactuar (Campbell, 2007). Las comunidades ecológicas son más que un conjunto de especies cuya distribución geográfica se superpone. Las comunidades ecológicas representan una compleja red de interacciones, cuya naturaleza cambia cuando las condiciones ambientales varían en espacio y tiempo (Smith, 2007).

Comunidad de algas en una charca

Comunidad de epífitas en Selva montana de la Sierra de San Javier

Comunidad de hongos en tronco de especie X

Comunidad de coléópteros coprófagos en el ecosistema X

Atributos de comunidad: caracteres que no son de los individuos componentes de la especie sino que sólo tienen significado con respecto al nivel de integración de la comunidad y que terminan la estructura de la misma. ATRIBUTOS O CARACTERES

Diversidad de especies Forma y estructura del crecimiento

QUE DEFINEN

Dominancia

COMUNIDAD

Abundancia relativa

(Krebs, 1989)

Estructura trófica:

Los atributos pueden estudiarse en comunidades en equilibrio (tiende a restaurarse cuando sufre una perturbación) o en comunidades que están cambiando. Dinámica de comunidades. cambios temporales La dinámica se estudia desde dos aspectos. cambios espaciales

DIVERSIDAD ALFA

Índices de diversidad alfa En una muestra de una comunidad podemos contar el número total de especies y podemos calcular la abundancia relativa de las especies usando índices sencillos. Para ello debemos considerar: S = Número de especies, riqueza específica N = Número total de indivíduos ni = Número de individuos de especie i .....i = 1, 2, 3, . . . , S ni =N Pi (abundancia relativa de especie i ) = ni/N

Cuál comunidad es más diversidad?

Pregunta

Respuesta

¿Cual muestra contiene más especies? ¿Cual contiene más individuos? ¿Cual muestra es más equitativa? ¿En cual muestra hay más especies raras?

Diversidad tiene que estar relacionada con: 1. El numero total de especies (¿?) 2. La equitatividad en sus abundancias (¿?)

Basado en las muestras debemos decidir cual de las dos comunidades debe recibir el estatus de área natural protegida. Solo hay recursos para proteger una de las dos !!! 1. ¿Cuál vas a proteger y por qué? 2. ¿Cómo puedes justificar tu decisión formalmente? 3. ¿Estas convencido que no has cometido un error? 4. ¿Qué tipo de información adicional debes pedir?

Toma una muestra (aleatoriamente) de 20 individuos de cada uno de las bolsas y llenamos la siguiente tabla: Especie

i

ni

pi

ln pi

Rojo

1

3

3/20

-1.89

Calcula los índices de Shannon y de Simpson

i = especie ni = Número de individuos de especie i pi = ni/N abundancia relativa de especie i

Factores que provocan los gradientes de diversidad Tiempo: Las biotas de trópico caluroso y húmedo pueden evolucionar y diversificarse más rápidamente que las de zonas templadas y polares . Esto se debe a que su entorno es bastante favorable constantemente y ausencia relativa de desastres como las glaciaciones. La diversidad biótica es un producto de la evolucion (tiempo a largo plazo, desarrollo ininterrupido. Comunidades más antiguas tienen especies más jóvenes. El factor tiempo opera en escala ecológica o evolutiva: En escala ecológica, unas cuantas generaciones; escala evolutiva opera en centenares o miles de generaciones.

Diversidad de foraminíferos planctónicos fósiles del hemisferio Norte (cretácico) Tasa de formación de nuevas especies es más rápida en las comunidades tropicales que en templados y polares. Géneros tropicales más jóvenes (15 millones años), géneros polares más viejos (más de 25 millones).

Cuantos más años de colonización tiene una angiosperma más especies de insectos asociadas

(Krebs, 1985)

Factor de heterogeneidad espacial Más heterogeneo y complejo sea el entorno físico mayor la complejidad de las comunidades vegetales y animales. Y áreas montañosas o zonas con mayor efecto de aislamiento mayor la especiación. Diversidad intra hábitats y diversidad inter hábitats. Aumento de diversidad tropical se debe a diversidad interhábitats. El Ecuador tiene 7 veces más riqueza de aves que en Inglaterra en áreas de igual tamaño (MacArthur, 1969). Heterogeneidad microespacial: comunidades altamente estratificadas tendrán elevada diversidad de follaje independientemente de especie.

Factor de competencia La selección natural en zonas templadas y polares está controlada por factores físicos del entorno. La competencia biológica es un factor importante evolutivo en los trópicos donde animales y plantas con necesidades más restringidas y por lo tanto la amplitud de nicho son menores.

El factor de depredación en la diversidad Las especies de depredadores mantienen las abundancias de presas por debajo de su propia competencia y así permite adicionar más especies presas con sus predadores Si se retira la especie de estrella de mar Pisaster sp., domina una especie de bivalvo y desaparecen otras especies En zonas tropicales, la actividad de los herbívoros específicos que se alimentan de semillas y/o renovables es mayor cerca del árbol madre rodeda de una cantidad considerable de otras especies con otros herbívoros (Jansen, 1970).

Estabilidad del entorno

La estabilidad de los parámetros ambientales en el tiempo (el desierto con precipitaciones irregulares es un ambiente impredecible con baja diversidad.

Regiones con climas estables producen mayores especializaciones (tropical, menos estaciones) y especies más flexibles a cambios en áreas templadas (teoría Sanders, 1968). Diversidad de bivalvos y poliquetos en profundidades marinas es casi igual que en áreas superficiales de aguas tropicales.

Productividad y diversidad La estabilidad de la productividad primaria (biomasa /unidad tiempo) Hay más especies de aves en bosques tropicales que en templados y se observa prolongación de estación reproductiva dividiéndose espacial y temporalmente las especies coexistentes. En los tropicales hay diferentes recursos en todo el año (psitasiformes frugívoras, aves reptiles que comen lagartos, etc.).

En cualquier comunidad varios factores pueden actuar juntos y establecer la diversidad de la misma.

Forma y estructura del crecimiento. Flora y vegetación. Fisonomía. Distribución vertical de la comunidad.

Diagrama de perfiles de ecoclinas (gradientes complejos de factores de vegetación a escala global). Desde un entorno favorable a desfavorable disminuye tamaño de plantas dominantes y cobertura del suelo (Krebs, 1995).

Gradiente de aridéz desde bosque lluvioso a desierto de sudamerica.

Gradiente altitudinal hacia arriba de las montañas tropicales de sudamérica.

Diagrama de perfil a lo largo de un gradiente de temperatura desde el bosque tropical estacional hacia del norte hasta tundra.

Ubicación funcional ecológica de la especie en la comunidad Recordar que medir abundancia relativa de cada especie es importante para detectar la distribución de la especie en la comunidad: Proporción relativa de diferentes especies en la comunidad.

Especie Dominante Pocas especies ejercen influencia en función de tamaño, abundancia, biomasa o actividad. Enorme éxito ecológico y determinan las condiciones bajo las cuales las especies asociadas tienen que crecer. Especie clave especie que tiene un impacto no proporcional a su abundancia. - Su eliminación tiene como consecuencia en cambios en la estructura de la comunidad y puede resultar en la pérdida de la diversidad. - Crea o modifica el hábitat o influye en las interacciones.

Estructura trófica: relaciones alimentarias de las especies en la comunidad determinarán el flujo de energía y materia desde las plantas hasta los herbívoros y carnívoros.

Gremio: Subdivisión de los niveles tróficos en grupos de especies que explotan un recurso en común. P. ej. frugívoros, hematófagos.

Tipo funcional: grupo de especies basado en su respuesta común al entorno, características de su ciclo vital o rol dentro de la comunidad. P. ej. estenohalinos, eurihalinos; selméparas, iteróparas.

NICHO ECOLÓGICO: CADA POBLACIÓN PRESENTA UN NICHO MULTIVARIADO EL CUAL APORTA A LA COMUNIDAD

Nicho ecológico con respecto a altitud y temperatura para especies arbóreas en Alpes

Que procesos determinan el patrón estructural de una comunidad?? Tolerancia a las condiciones ambientales Adaptación fisiológicas, morfológicas y conductuales. Nicho fundamental: sitio donde existen las condiciones ambientales adecuadas donde un organismos es capaz de sobrevivir, crecer y reproducirse. Nicho efectivo o realizado: Porción del nicho fundamental donde los organismos de una especia realmente explota como resultado de las interacciones con otras especies (p. ej. competencia).

Modelado de nicho ecológico para estimación del área de dispersión de Prosopis hassleri Harms en la provincia de Formosa (Argentina) Ing Forestal Sebastián Miguel Kees

Uso de nicho para predecir (pronosticar!!!) fusariosis de la espiga de trigo (FET) En el cultivo de trigo, el golpe blanco o fusariosis de la espiga es una enfermedad causada predominantemente por el hongo Fusarium graminearum (Schwabe) anamorfo de Gibberella zeae (Schw.) la enfermedad es común en áreas de cultivo de trigo húmedas y semihúmedas con pérdidas de rendimiento hasta 30%. Fusarium presente en semilla es sensible a los bencimidazoles. La infección se favorece por lluvias, temperatura media de 20 ºC durante la floración, rastrojo infectado de maíz o trigo, utilización de cultivares susceptibles y por presencia de malezas hospedantes del patógeno.

Pronóstico 2016

DINAMICA DE LAS COMUNIDADES

Dinámica temporal Dinámica espacial

Cambios temporales en la comunidad. Sucesión ecológica

http://ecologia-fca-unca.blogspot.com.ar/2014_01_01_archive.html

Sucesión iniciada en sitios como en una roca desnuda (déficit de agua, exposición al sol, ausencia de nutrientes). Pueden iniciar líquenes crustáceos (costra en superficie de las rocas). Los líquenes son asociaciones simbióticas entre alga y hongo.

http://ecologia-fca-unca.blogspot.com.ar/2014_01_01_archive.html

Estacionalidad. Fenología de una comunidad. La estructura de la comunidad cambia, no es constante. Estaciones florales. Períodos secos y períodos húmedos

Diferentes factores bióticos y abióticos determinan la distribución geográfica de las especies y por ende la dinámica espacial de una comunidad.

Heterogeneidad en vegetación podría definir la naturaleza de la comunidad y sus cambios espaciales sobre todo en el uso antropogénico del espacio.

Es la comunidad un sistema organizado de especies repetidas o una reunión al azar de poblaciones con un mínimo de integración? La naturaleza de la comunidad se basa en general sobre dos afirmaciones: 1) Los inventarios (lista de especies) y asociaciones (unidades arbitrarias que representan conjuntos de poblaciones nómades) son o no son discontinuas una con otras. 2) Las especies están o no están organizadas en grupos discretos que corresponden a asociaciones. Si las asociaciones son unidades naturales estarían constituidas por grupos de inventarios muy similares entre sí y diferentes de otra asociación. La zona de contacto entre inventarios de dos asociaciones diferentes deberían ser defniidas, estos límites pueden ser: definido, difuso y en mosaico. Existen estos tres en la naturaleza.

Límite definido: entre una estepa y un bosque caducifolio. El ojo humano suele observar las especies dominantes. Si de un bosque boreal se pasa a una tundra a través de zonas de solapamiento a manera de mosaicos donde los límites son cortes entre áreas con suelo bien dranados y otras no, los límites entre tundra – bosque son evidencia de asociaciones discretas vegetales?

Discontinuidades o límites difusos Fitólogos como Whittaker (1967) estudiaron la variación contínua de la vegetación en relación a factores del entorno. Estudio de gradientes. Análisis de gradientes. TOmar muestras de especies vegetales a intervalos a lo largo de un gradiente ambiental como la elevación de la pendiente de una montaña.

Abundancia de tres especies de Pinus a lo largo de un gradiente altitudinal (426 a 1430 msnm). No hay discontinuidad. Elevación gradiente que incluye gradientes de temperatura, pluviosidad, viento, capa de nieve). Hay también otros gradientes ambientales como la humedad de suelos.

El uso que hace una especie cualquiera de un gradiente ambiental

Un gradiente y una especie

Un gradiente y varias especies

1. “Escuela organísmica" (Clements, 1916 y Tansley) superorganismo", “cuasiorganismo” con límites discretos organización cerrada.

2. “Concepto individualista (Gleason & Whittaker) organización abierta.

Enfoque organísmico (Clement)

Visión individualista (Gleason)

La comunidad como un superorganismo. Sistema viviente distintivo con su propia organización y estructura, relaciones, desarrollo y función. Sistema coordinado y autorregulado. Alta dependencia dentro de un grupo de especies

La comunidad como agregado de organismos. Sps conviven en un mismo lugar y momento. Sin cohesión, independientes entre sí. Oportunistas por condiciones aceptables para sus distribuciones individuales.

Ecotono: zona de transición entre comunidades con reposición rápida de especies a lo largo del gradiente y presenta mayor diversidad

REFERENCIAS BÁSICAS Campbell, N. A. y J. B. Reece. 2007. Biología. Ed. Médica Panamericana. Krebs, C. J. 1995. Ecología, estudio de la Distribución y la Abundancia. Ed. Harla. México. Segunda Edición. 743pp. Ricklefs, R:E. 1998. Invitación a la Ecología. La Economía de la Naturaleza. Ed. Médica Panamericana. Smith, R.L. y Smith,T.M. 2001. Ecología. Cuarta Edición. Addison Wesley Longman – Pearson. Educación, Madrid. 642pp.