COMUNIDAD ECOLOGICA

Conjunto de poblaciones que se relacionan directa e indirectamente, de manera acoplada en un mismo espacio físico y tiempo.

ESTRUCTURA DE LAS COMUNIDADES

Estructura biológica

La composición de especies, que incluye tanto su numero como abundancia relativa, define la estructura biológica de una comunidad. Cuando una única o unas pocas especies predominan en una comunidad, estos organismos son dominantes. Los domiantes en una comunidad pueden ser los mas numerosos, los que poseen la mayor biomasa, llos que se adelantan a acaparar la mayoría del espacio, los que realizan la mayor contribución al flujo de enrgia o ciclo de nutrientes, o los que de alguna otra manera controlan o influyen sobre el resto de la comunidad.

Medidas de dominancia:

1.Dominancia=area ⃗ basal⃗ o⃗ cobertura⃗ aerea, especie ⃗ A

area⃗muestreada

2.Dominancia .relativa= area⃗basal⃗ o⃗ cobertura , especie⃗ A

area⃗basal⃗ total⃗ o⃗ cobertura ,todas⃗ las⃗ especiesTodos los resultados anteriores pueden ser multiplicados por 100.

3.Indice⃗ de⃗ dominancia ⃗ de⃗ Simpson=

∑ n i(ni−1)N (N−1)

Donde N es el numero total de individuos de todas las especies y n es el numero total de individuos de la especie A

Diversidad de especies

Entre el conjunto de especies que componen la comunidad, unas pocas son abundantes, siendo escacsas la mayoría. Se puede descubrir esta característica contando todos los individuos de cada especie en una serie de parcelas de muestreo dentro de una comunidad y determiando en que porcentaje contribuye cada uno al conjunto de la comunidad. Esta medida se conoce como abundancia relativa. La diversidad de especies hace referencia tanto al numero de especies (riqueza de especies), como a la abundancia relativa de individuos entre las especies (equitatividad de especies). Para cuantificar la diversidad de especies se han propuesto diversos índices. El mas comúnmente utilizado es el índice de Shannon, la formula es la siguiente:

H=−∑ ¿i=1

s( pi )( log2 pi ) ¿

Donde H es la diversidad de especies, s es el numero de especies y pi es la proporción de individuos en el total de la muestra que pertenecen a la especie i.

El índice de diversidad de Shannon es uno de los muchos índices de diversidad. Basado en la teoría de la información, mide el grado de incertidumbre. Si la diversidad es baja, entonces la seguridad de tomar una determinada especie por azar es alta. Si la diversidad es elevada, entonces es difícil predecir a que especie pertenecerá un individuo tomado al azar. Una elevada diversidad significa una alta impredicibilidad.

Estructura física

La estructura física de la comunidad refleja factores abióticos, tales como la profundidad y flujo de agua en ambientes acuáticos. También refleja factores bióticos, tales como la configuración espacial de los organismos. En un bosque, por ejemplo, el tamaño y la altura de los arboles y la densidad y

dispersión de sus poblaciones definen los atributos físicos de la comunidad.

Estructura vertical de capas

Cada comunidad tiene una estructura vertical distintiva. En tierra, la estructura vertical es determinada en gran manera por la forma de las plantas –su tamaño, forma de ramificar y hojas- la cual, a su vez, influye y es influenciada por el gradiente vertical de luz. La estructura vertical de la comunidad vegetal proporciona el armazón físico al cual están adaptadas a vivir muchas formas de vida animal.

Dispersión

Lops patrones de dispersión de la población reflejan las interacciones entre los individuos dentro de una comunidad, tanto intraespecificos como interespecificos.

DINAMICA DE POBLACIONES

L a estructura física y biológica no son características estáticas de la comunidad, ambas cambian temporal y espacialmente. Con el cambio de las condiciones ambientales a través del tiempo y el espacio, la estructura de la comunidad, tanto física como biológica, cambia de la misma manera.

Zonación

Cambios en la estructura física y biológica de las comunidades, que se pueden observar conforme nos desplazamos por una determinada área.

A medida que avanzamos sobre el terreno, la estructura física y biológica varia. A menudo estos cambios son pequeños, cambios sutiles en la composición de especies o la altura de la vegetación. Sin embargo cuando ese avance sobre el terreno es mas lejano, estos cambios se acentúan.

Estos patrones de variación espacial en la estructura de la comunidad son comunes a todos los ambientes, acuáticos y terrestres. Las diferencias en una zona se presentan como el resultado de una variedad de cambios ambientales a lo largo del gradiente espacial, los cuales incluyen aspectos como la microtopografía, profundidad de la columna de agua, magnitud de la inundación por marea y salinidad. Estos cambios son señalados a través de distintas comunidades vegetales que están definidas por cambios en las especies dominantes y por cambios en las características estructurales tales como la altura, densidad y dispersión.

Zonas de transición

Estrechamente asociado con la zona de transición entre comunidades se encuentran e l borde y el ecotono, aunque los dos términos anteriores se utilizan como sinónimos, realmente son diferentes. Un borde es donde se encuentran dos o mas comunidades vegetales. Un ecotono es donde dos comunidades vegetales no solamente se encuentran sino que además se intergradan.

Los bordes pueden señalar un cambio abrupto en las condiciones ambientales, como por ejemplo en el tipo de suelo, topografía, substrato o microclima.

Cuando características naturales a largo plazo determinan tipos de vegetación colindantes, los bordes son habitualmente estables y permanentes, estos son llamados inherentes. Otros tipos de bordes son el resultado de perturbaciones naturales como el fuego, tempestades e inundaciones; o producto de perturbaciones inducidas por el hombre tales como el pastoreo, la tala, el aclaramiento de tierras y la agricultura. En este caso los tipos de vegetación colindantes son probablemente temporales, estos bordes son inducidos; pueden ser solamente mantenidos por perturbaciones periódicas, pero también pueden ser abruptos o de transición produciendo un ecotono.

Los ecotonos surgen en la transición entre dos comunidades que muestran un cambio en dominancia. En algunos casos estas áreas pueden estar compuestas de una mezcla de especies que se pueden encontrar en las comunidades adyacentes, o pueden estar caracterizadas por una única especie u grupo de especies que no se encuentran en ninguna de las comunidades vecinas.

Algunas especies altamente adaptables colonizan los ambientes de borde o ecotono. Las especies de borde suelen ser oportunistas. Las especies animales del borde son habitualmente aquellas que requieren dos o más tipos de comunidades vegetales.

La variedad y densidad de vida son a menudo mayores en y cerca de los bordes y ecotonos. Este fenómeno se conoce como el efecto borde, dicho efecto esta influenciado por la cantidad de borde disponible (longitud, anchura, grado de contraste entre las comunidades vegetales colindantes), cuanto mayor sea el contraste entre las comunidades vegetales colindantes mayor debe ser la riqueza de especies y cuanto mas grandes sean las comunidades colindantes mas oportunidades existirán para la flora y fauna de la

comunidades colindantes así como para las especies que prefieren el hábitat de borde para ocupar esta área.

Hábitats fragmentados

La deforestación, la expansión urbana y periurbana, la construcción de carreteras, el aclaramiento de tierras y otras actividades humanas están fragmentando grandes áreas de bosques y prados reduciéndolos a comunidades de borde. A medida que van quedando fragmentadas las grandes áreas, el hábitat total se reduce. Aquello que resta queda distribuido en parcelas inconexas de tamaño variable, albergado en una matriz de desarrollos urbanos y periurbanos y de terrenos agrícolas.

Las áreas circundantes son también hábitats terrestres con sus propios conjuntos de especies. Estas incluyen animales domésticos tales como gatos, perros, ovejas y vacas, y especies de animales salvajes que son altamente adaptables a los hábitats humanos. Actuando como competidores o depredadores, estas especies tienen un impacto significativo sobre las poblaciones naturales.

Los biólogos pensaban en los fragmentos de hábitats como en islas y se dieron cuenta que existe una relación entre la superficie y la riqueza de especies en islas oceánicas. El número de un determinado taxón establecido en una isla representa un equilibrio dinámico entre la inmigración de nuevas especies colonizadoras y las extinción de aquellas previamente establecidas.

Una isla nueva o deshabitada podría ser rápidamente colonizada por aquellas especies con mayor capacidad para dispersarse desde el continente hasta la isla. A medida que el numero de especies colonizadoras crece, el numero de

inmigrantes que llega a la isla disminuye. Conforme el numero de especies colonizadoras aumenta, el numero de nuevos inmigrantes llegados desde el continente queda limitado. Los últimos inmigrantes pueden ser incapaces de establecer poblaciones debido a que los hábitats disponibles estén ocupados o los recursos ya hayan sido utilizados.

No todas las especies que llegan a la isla tienen éxito en su establecimiento, algunas acaban por extinguirse. A medida que llegan mas especies, la tasa de extinción aumenta. La competencia interespecífica y los pequeños tamaños poblacionales convierten las poblaciones en vulnerables frente a las fluctuaciones naturales de las condiciones ambientales. Se alcanza un equilibrio cuando la tasa de inmigración se iguala a la tasa de extinción. El número de especies en el equilibrio permanece estable, aunque la composición de especies puede cambiar. La tasa a la cual una especie se pierde y se gana otra es conocida como la tasa de renovación.

La tasa de renovación es mayor para las islas pequeñas y cercanas, estas tienen pequeñas poblaciones una mayor probabilidad de extinguirse, pero al mismo tiempo reciben reemplazos con mayor facilidad desde el continente que se encuentra cercano. Islas grandes pero alejadas tienen una tasa de renovación baja, sus grandes poblaciones reducen la probabilidad de que ocurra una extinción por simple azar de la misma manera que su distancia al continente imposibilita una elevada tasa de inmigración.

Sucesión

La estructura de las comunidades varía no solo en el espacio sino también en el tiempo. El cambio gradual y aparentemente direccional en la estructura de la comunidad a

través del tiempo, es lo que conocemos como sucesión. La sucesión, en el sentido más general de su definición, es el cambio a través del tiempo en la estructura de la comunidad. En contraste con la zonación, la sucesión hace referencia a un punto dado del espacio (una única localidad).Al igual que la zonación, el proceso de sucesión es común a todas clases de ambientes, tanto terrestres como acuáticos.

Las especies iniciales o especies tempranas de la sucesión (pioneras) se caracterizan habitualmente por una elevada tasa de crecimiento, pequeño tamaño, amplia dispersión y rápido crecimiento poblacional. Por el contrario, las especies tardías de la sucesión generalmente presentan tasa de dispersión y colonización menores, menores tasa de crecimiento, mayores tamaños y vidas más largas. Como connotan los términos especies tempranas y especies tardías de la sucesión, el patrón de reemplazamiento de especies con el tiempo no es aleatorio.

El hecho de que la estructura de las comunidades no varía aleatoriamente ni en el espacio (zonación) ni en el tiempo (sucesión), sino que exhibe patrones repetibles y a menudo predecibles, ha sido la fuerza motivadora de la investigación a lo largo de la historia de la ecología.

Existen dos tipos diferentes de sucesión (primaria y secundaria). La sucesión primaria se da en un lugar que previamente no estaba ocupado por una comunidad, una superficie nueva expuesta a la colonización. Por el contrario la sucesión secundaria se da en sitios previamente ocupados y sigue a las perturbaciones.

La sucesión primaria se da en cuerpos de agua de reciente formación y en superficies terrestres creadas a través de procesos geológicos expuestas a la colonización por primera vez.

De acuerdo con la teoría ecológica clásica, la sucesión finalmente se detiene cuando las especies tardías de la sucesión alcanzan a dominar el lugar. En este momento la comunidad es estable y salvo perturbaciones de importancia esta persistirá indefinidamente. A este punto final de la sucesión se le denomina clímax. Teóricamente la comunidad clímax presenta ciertas características. La vegetación es tolerante a las condiciones ambientales que ella misma se ha autoimpuesto. Hay un equilibrio entre la producción bruta primaria y la respiración total, entre la energía capturada de la luz solar y la energía liberada a través de la descomposición, entre la captación de nutrientes y el retorno de estos a través de la caída de las hojas.

La comunidad presenta una gran variedad de especies, una estructura espacial bien desarrollada y unas cadenas alimenticias complejas. En el estadio de clímax se supone que cada individuo es reemplazado por otro del mismo tipo; la composición promedio de especies alcanza un equilibrio.

Una perturbación es un evento en el tiempo, más o menos discreto, que altera las comunidades; cambia la disponibilidad de recursos o substratos y crea oportunidades para nuevos individuos o colonias. Las perturbaciones presentan características tanto espaciales como temporales. Estas características incluyen el tamaño del área perturbada, el número de perturbaciones por unidad de tiempo, el tiempo entre perturbaciones, su intensidad y su severidad.

Una perturbación severa a menudo cambia la comunidad original. Puede ser tan profundamente alterada que se vea incapaz de volver a su estado original y entonces una comunidad diferente tomara su lugar.

A medida que avanza la sucesión vegetal la vida animal también cambia. Los estadios herbáceos y arbustivos

albergan la mayor diversidad de especies animales. Estas especies de animales dependen de los estadios iniciales de la sucesión vegetal para encontrar sus hábitats adecuados. A medida que este estadio queda atrás, también quedan atrás los animales que lo ocupaban. Por tanto, ciertas especies de animales son altamente dependientes de las perturbaciones que devuelvan y mantienen los estadios iniciales de la sucesión.

Cambios en la estructura de la comunidad a través de los tiempos geológicos

Desde su origen hace 4600 millones de años, la tierra ha experimentado cambios profundos. Montañas formadas y erosionadas, mares que se elevaron y desaparecieron, y capas de hielo que avanzaron para cubrir grandes extensiones de los hemisferios norte y sur y que luego se retiraron.

Todos estos cambios afectaron a la climatología y a otras condiciones ambientales de una a otra parte de la tierra. Muchas especies de animales y plantas evolucionaron, desaparecieron y fueron reemplazadas por otras. A medida que cambiaron las condiciones ambientales, así lo hizo la distribución y la abundancia de las especies de animales y plantas.

Procesos que dan forma a las comunidades.

El nicho fundamental condiciona la estructura de la comunidad.Los organismos pueden desarrollarse en un amplio rango con determinadas condiciones ambientales, pero si se llevan a un ambiente fuera de este rango, mueren.

Cada organismo vivo se desarrollarse en rangos distintos lo cual dificulta que puedan desarrollarse en un rango diferente,

ya que sus capacidades son limitadas. Se utilizan curvas en forma de campana a lo largo de algunos gradientes ambientales que ayuden a representar los nichos ambientales de un conjunto de especies y las respuestas que se obtienen se definen en términos de abundancia; las curvas se pueden traslapar mas esto no significa que algunas especies puedan sobrevivir mas allá de sus rangos.

La distribución y la abundancia de las capacidades de sobrevivir, crecer y reproducirse para cada subconjunto de especies van a cambiar conforme al tiempo y espacio, según cambian las condiciones dentro del mismo rango cambiarán las especies que lo habitan.

Los organismos modifican el ambiente afectando así a otras especies.Los organismos pueden interactuar de dos maneras: directamente a través de interacciones; o indirectamente a través de las modificaciones del ambiente físico. Las interacciones indirectas son las más visibles en el ambiente porque existen interacciones competitivas que pueden limitar las tasas de crecimiento poblacional de otras especies pero también puede dar las condiciones óptimas que ayudan a que otra especie se desarrolle de forma óptima.

Se puede observar competencia o mutualismo que modifican las condiciones ambientales, pero sin duda la competencia es la interacción entre especies que más influye en la estructura de la comunidad.

Los ambientes cambiantes afectan a las habilidades competitivas de los organismosCuando las condiciones ambientales cambian ya sea en el espacio o tiempo el conjunto de características que permiten a una especie competir exitosamente también cambiará, a medida que cambian las condiciones ambientales del

ambiente la capacidad competitiva de las especies varia favoreciendo a unas especies frente a otras, este proceso influye en los patrones de zonación y sucesión de las comunidades.

Las interacciones indirectas influyen en la estructura de la comunidadLa competencia, el mutualismo, la depredación y el parasitismo son interacciones directas entre individuos de dos poblaciones así, los individuos de una población van a influir sobre las tasas de mortalidad y natalidad de la otra especie.

En las poblaciones de una comunidad también existen interacciones indirectas en las que una población influye indirectamente sobre otra población pero esta población que ha sido influida va a influir directamente sobre otra población y esto va a repercutir en la estructura de la comunidad.

Los cambios en las condiciones ambientales pueden ser alogénicos o autogénicos Los cambios espaciales y temporales en las condiciones ambientales que influyen en la dinámica y estructura de la comunidad son variados, los factores que ejercen una influencia sobre los cambios en los condiciones ambientales son variados, estos cambios son agrupados en dos clases: un cambio ambiental autogénico que es el resultado directo de los organismos de una comunidad y un cambio ambiental alogénico que no es producto de una acción directa de los organismos, sino una característica del ambiente físico.

La dominancia cambia a lo largo de un gradiente temporal autogénico.Una característica común a todas las asociaciones vegetales es el cambio ambiental autogénico, tanto en asociaciones primarias como en las secundarias, la colonización altera las condiciones ambientales.

La sucesión es el resultado del cambio autogénico en las condiciones ambientales y en la capacidad competitiva relativa de las especies que colonizan el lugar. El papel de los cambios autogénicos que ocurren con el tiempo en las condiciones ambientales y la respuesta diferencial de las especies frente a dichos cambios explica las dinámicas de las comunidades.