Comunidades - Clase 2 - Organizacion
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ECOLOGÍA DE COMUNIDADES
Ecología General
ClasesEstructura
Organización
Dinámica
Patrones a gran escala
ECOLOGÍA DE COMUNIDADES
Ecología General
ClasesEstructura
Organización
Dinámica
Patrones a gran escala
Organización comunitaria
Hoja de rutaEnsamblaje comunitario
Competencia: teoría del nicho
Competencia: patrones
Otras interacciones
Perturbaciones
Organización Ecología General
Organización comunitaria
Hoja de rutaEnsamblaje comunitario
Competencia: teoría del nicho
Competencia: patrones
Otras interacciones
Perturbaciones
Organización Ecología General
restricciones físicas del ambiente
dispersión
interacciones entre especies (+ y -)
Organización Ecología General
¿Qué determina la composición de especies de una comunidad?
Ensamblaje comunitario
El concepto de “membresía limitada” de Elton
“¿Por qué las especies que coexisten localmente constituyen un subconjunto limitado de aquellas que podrían coexistir?”
ELTON (1927) Animal ecology
Ensamblaje comunitario
Extinción
Pérdidas biogeográficas
Especiación
Incorporaciones biogeográficas
ÁreaDistancia
AbundanciaCapacidad dispersiva
CONJUNTO REGIONAL DE ESPECIES
COLONIZACIÓN
InteraccionesAbundancia
AlimentoHábitat
EXTINCIÓN LOCAL
AbundanciaCambios de hábitat Interacciones
Contingencia
Azar
EvoluciónCOMPOSICIÓN DE ESPECIES DE LA
COMUNIDAD
¿Qué determina la composición de especies de una comunidad?
Organización Ecología General
Ensamblaje comunitario
¿Qué determina la composición de especies de una comunidad?
Organización Ecología General
G. Evelyn Hutchinson (1959)
Ensamblaje comunitario
¿Qué determina la composición de especies de una comunidad?
Organización Ecología General
G. Evelyn Hutchinson (1959)
“...es un ensamble de poblaciones (...) que viven en un ambiente e interactúan unas con otras...”
Whittaker (“Communities and ecosystems”, 1975)
“...los problemas actuales de la ecología de comunidades involucran a la existencia, la importancia, la amplitud, la transitoriedad y la contingencia de
las interacciones”
Strong et al. (“Ecological communities. Conceptual issues and the evidence”, 1984)
Organización Ecología General
Ensamblaje comunitario
El rol de las interacciones
• mimetismo
• compuestos secundarios
• simbiosis
• polinización
• dispersión de frutos
• heterótrofos
(herbivoría-predación)
• uso compartido de nutrientes y espacio
(competencia)
• ataque de parásitos y patógenos
(parasitismo)
• especies que dependen de otras
(mutualismo)
Organización Ecología General
Ensamblaje comunitario
El rol de las interacciones
¿Por qué?
¿Tienen consecuencias a nivel comunitario?
¿De qué manera contribuyen (si lo hacen) a la infraestructura comunitaria?
Organización Ecología General
Ensamblaje comunitario
El rol de las interacciones
Organización comunitaria
Hoja de rutaEnsamblaje comunitario
Competencia: teoría del nicho
Competencia: patrones
Otras interacciones
Perturbaciones
Organización Ecología General
¿Tienen consecuencias a nivel comunitario?
¿De qué manera contribuyen (si lo hacen) a la infraestructura comunitaria?
(Teoría del Nicho)
PIANKA (1981) [en MAY, Theoretical ecology]
LACK (1971) Ecological isolation in birdsHUTCHINSON (1957) Cold Spring Harbor Symp Quant Biol 22:415-427
MacARTHUR & LEVINS (1967) Am. Nat. 101:377-385
La Teoría Clásica de la Competencia
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
Nicho
“...la teoría [del nicho] parece tener gran potencial para convertirse en la primera teoría general y unificadora de la ecología”
Looijen (“Holism and reductionism in Biology and Ecology”, 2000)
“El concepto de nicho ecológico impregna toda la ecología; [...] la ecología casi podría definirse como el estudio de los nichos”
Pianka (“Evolutionary Ecology”, 1988)
una combinación multidimensional de los valores de variables abióticas y bióticas que son requeridos por una especie para sobrevivir y reproducirse
HUTCHINSON (1957) Concluding remarks. Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology 22:415-427
HUTCHINSON-MacARTHUR
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
Nicho
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
Haefner (1970)
Nicho
Camarón de la arena (Crangon septemspinosa)
MacARTHUR (1968) The theory of the niche [Lewontin, Population Biology and Evolution]
el nicho está estrechamente asociado con la función de utilización de recursos por parte de los individuos de una población
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
Nicho
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
Nicho
0
0.2
0.4
0.6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Categorías del recurso o factor
Pro
porc
ión
de u
so
Índice de Levins
Índice de Colwell & Futuyma
AMPLITUD
Índice de Pianka
Índice de Schoener
SUPERPOSICIÓN
PIANKA (1981) Competition and niche theory [May, Theoretical ecology]
forma
ubicación
grado de simetría
cuántas especies
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
La Teoría del nicho
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
La Teoría del nicho
DESPLAZAMIENTO COMPETITIVO
EXCLUSIÓN COMPETITIVA
La superposición de nicho resulta en competencia entre las especies cuando el recurso es limitante
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
La Teoría del nicho
SEGREGACIÓN DE NICHO
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
La Teoría del nicho
SEGREGACIÓN DE NICHO
COMPETENCIA DIFUSA
PARTICIÓN DEL RECURSO
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
La Teoría del nicho
MacARTHUR & LEVINS (1967) The limiting similarity,convergence, and divergence of coexisting species. American Naturalist 101:377-385
SIMILITUD LÍMITE
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
La Teoría del nicho
COMPLEMENTARIEDAD DE NICHO
SCHOENER (1974) Resource partitioning in ecological communities. Science 185:27-39
Hábitat – Alimento – Tiempo
Organización Ecología General
La Teoría del nicho
Elementos
Competencia: teoría del nicho
SEGREGACIÓN DE NICHO: proceso evolutivo de diferenciación de nicho que disminuye la competencia y permite la coexistencia
EXCLUSIÓN COMPETITIVA: resultado de la competencia por un recurso limitante cuando una de las especies es más eficiente
PARTICIÓN DEL RECURSO: reparto de los recursos disponibles entre las especies coexistentes
SIMILITUD LÍMITE: aquella por encima de la cual las especies no pueden coexistir
COMPLEMENTARIEDAD DE NICHO: respuesta diferencial de las especies coexistentes a los distintos ejes del recurso
COMPETENCIA DIFUSA: sumatoria de los efectos competitivos individuales de varias especies
La superposición de nicho resulta en competencia entre las especies cuando el recurso es limitante
La competencia es el principal proceso estructurador
Coexistencia por diferenciación de nicho
Impacto mayor sobre las especies más similares
Ensamblaje comunitario “por descarte”
Organización Ecología General
Competencia: teoría del nicho
La Teoría del nicho
PERO:
Solo cuando el recurso es limitante
El “fantasma de la competencia en el pasado”
Organización comunitaria
Hoja de rutaEnsamblaje comunitario
Competencia: teoría del nicho
Competencia: patrones
Otras interacciones
Perturbaciones
Organización Ecología General
Patrones
• asociación negativa de abundancias
• cambios de nicho
• desplazamiento de caracteres
• similitud límite
• distribuciones “excluyentes”
• evidencias experimentales
Organización Ecología General
Competencia: patrones
• cambios de nicho
Organización Ecología General
Competencia: patrones
MacARTHUR & PIANKA (1966) Am. Nat. 100:603-609
COMPRESIÓN DE NICHO
A B A B
• cambios de nicho
Organización Ecología General
Competencia: patrones
Peces en arrecifes de Nueva Guinea Elliott & Mariscal (2001)
• desplazamiento de caracteres
Organización Ecología General
Competencia: patrones
Kawano (2002)Escarabajos rinoceronte en el SE de Asia
• desplazamiento de caracteres
Organización Ecología General
Competencia: patrones
Grant (1999)Pinzones de Darwin en Galápagos
• desplazamiento de caracteres
Organización Ecología General
Competencia: patrones
Ward (2009)Tenebriónidos en Namibia
• similitud límite
Organización Ecología General
Competencia: patrones
Dayan et al. (1990)Félidos en Israel
• similitud límite
Organización Ecología General
Competencia: patrones
Dayan et al. (1989)Zorros en desiertos del Medio Oriente
• distribuciones “excluyentes”
Organización Ecología General
Competencia: patrones
Diamond (1975)Aves en islas de Nueva Guinea
• distribuciones “excluyentes”
Organización Ecología General
Competencia: patrones
Brower & Beltrán (2008)Mariposas del género Heliconius
• evidencias experimentales
Organización Ecología General
Competencia: patrones
Micromamíferos dedesierto en EEUU Heske et al. (1994)
La COMPETENCIA
Coexistencia por diferenciación de nicho
Impacto mayor sobre las especies más similares
Ensamblaje comunitario “por descarte”
Organización Ecología General
LA TEORÍA CLÁSICA DE LA COMPETENCIA
(TEORÍA DEL NICHO)
PERO:
Solo cuando el recurso es limitante
El “fantasma de la competencia en el pasado”
Patrones
Competencia: patrones
Organización comunitaria
Hoja de rutaEnsamblaje comunitario
Competencia: teoría del nicho
Competencia: patrones
Otras interacciones
Perturbaciones
Organización Ecología General
Organización Ecología General
Otros antagonismos: predación, herbivoría, parasitismo
Otras interacciones
¿Tienen consecuencias a nivel comunitario?¿De qué manera contribuyen (si lo hacen) a la infraestructura comunitaria?
Organización Ecología General
Otros antagonismos: predación, herbivoría, parasitismo
Otras interacciones
Caughley & Lawton (1981)Cactus y orugas en Australia
Organización Ecología General
Otros antagonismos: predación, herbivoría, parasitismo
Otras interacciones
Paine (1966)
ALGAS
Comunidad intermareal en EEUU
Organización Ecología General
Otros antagonismos: predación, herbivoría, parasitismo
Otras interacciones
Carson (1993)Plantas en campos abandonados, EEUU
Organización Ecología General
Otros antagonismos: predación, herbivoría, parasitismo
Otras interacciones
Lubchenco (1978)Algas y caracoles en ambientes intermareales, EEUU
pozas de marea sustrato emergente
Organización Ecología General
Otros antagonismos: predación, herbivoría, parasitismo
Otras interacciones
Predador selectivo
C
H
P
HAIRSTON et al. (1960) Community structure, population control,and competition. American Naturalist 94:421-425
Organización Ecología General
Interacciones entre interacciones
Otras interacciones
¿Qué ocurre cuando se consideran más de dos niveles tróficos?
¿Pueden actuar varios procesos simultáneamente en la estructuración comunitaria?
• No hay un único control: diferentes procesos actuan en distintos niveles
• “Desde arriba” vs. “desde abajo” (consumidores vs. disponibilidad de recurso)
Organización Ecología General
Interacciones entre interacciones
Otras interacciones
Berger et al. (2008)Estepas arbustivas en EEUU
Organización Ecología General
Mutualismos
Otras interacciones
Stiling (2002)
Distintos tipos de interacciones consideradas como mutualismos
Organización Ecología General
Mutualismos
Otras interacciones
¿Tienen consecuencias a nivel comunitario?
¿De qué manera contribuyen (si lo hacen) a la infraestructura comunitaria?
Organización Ecología General
Mutualismos
Otras interacciones
Bshary (2003)Peces limpiadores en arrecifes del Mar Rojo
Organización Ecología General
Mutualismos
Otras interacciones
Jordano (1997)
Polinización
Dispersión
Organización comunitaria
Hoja de rutaEnsamblaje comunitario
Competencia: teoría del nicho
Competencia: patrones
Otras interacciones
Perturbaciones
Organización Ecología General
Organización Ecología General
Tipos de perturbaciones
Perturbaciones
PERTURBACIÓN CATÁSTROFE
Frecuencia de ocurrencia mediana-alta
Intensidad mediana-baja
Factor de regulación natural
Las especies pueden estar adaptadas
Frecuencia de ocurrencia muy baja
Intensidad muy alta
No permite regulación
Las especies no estan adaptadas
Organización Ecología General
La hipótesis de las perturbaciones intermedias(o disturbio intermedio)
Perturbaciones
CONNELL (1978) Diversity in tropical rainforests and coral reefs. Science 199:1302-1310
Dive
rsid
ad
Intensidad / Frecuenciade perturbacionesDominancia y
exclusión competitivaPersisten solo las
capaces de enfrentarlo
Organización Ecología General
La hipótesis de las perturbaciones intermedias(o disturbio intermedio)
Perturbaciones
Townsend et al. (1997)Invertebrados en arroyos de Nueva Zelanda
Organización Ecología GeneralC
onne
ll (1
961)
CODA
Las comunidades no están estructuradas por un único
proceso o factor
MULTICAUSALIDAD
Organización Ecología General
Las comunidades no están estructuradas por un único
proceso o factor
CODA
“...la madurez [de la ecología] está acompañada por una pérdida de seguridad: el mundo ya no es un lugar simple
y deductivamente comprensible. (...) Las respuestas simples en un mundo complejo ya no son aceptables o
satisfactorias”..Gary Polis (1991)