Ecol aliment

51
Ecología de la alimentación • Sobrevivencia, crecimiento y reproducción requieren de energía • Esta energía es obtenida en los alimentos • Generalmente, el acceso a la energía (i.e., alimento) está limitada • Así, la selección natural favorecerá máxima eficiencia de adquisición de energía (asignación de energía)

Transcript of Ecol aliment

Page 1: Ecol aliment

Ecología de la alimentación

• Sobrevivencia, crecimiento y reproducción requieren de energía

• Esta energía es obtenida en los alimentos

• Generalmente, el acceso a la energía (i.e., alimento) está limitada

• Así, la selección natural favorecerá máxima eficiencia de adquisición de energía (asignación de energía)

Page 2: Ecol aliment

• ALIMENTACIÓN ~ NUTRICIÓN• CONJUNTO DE RECURSOS DEL CUAL DEPENDE EL

ESTABLECIMIENTO Y DESARROLLO DE LAS POBLACIONES (FACTOR LIMITANTE)

• AUTÓTROFOS Y HETERÓTROFOS. DIFERENCIAS EN LAS NECESIDADES NUTRICIAS Y EN LOS PROCESOS DE CAPTACIÓN DEL RECURSO

• CONSUMIDORES. DESCOMPONEDORES, PARÁSITOS, DEPREDADORES Y RAMONEADORES.

• PROCESO ADAPTATIVO QUE UBICA A CADA CONJUNTO DE ESPECIES (GREMIO) EN UN “SITIO” ESPECÍFICO DEL ECOSISTEMA, DESEMPEÑANDO UNA DETERMINADA FUNCIÓN DENTRO DE LA ESTRUCTURA TRÓFICA

Page 3: Ecol aliment

• ALIMENTACIÓN = ESPECTRO ALIMENTICIO• TIPOS, CATEGORÍAS O ÍTEMS ALIMENTICIOS QUE

CONFORMAN LA DIETA DE CUALQUIER ESPECIE• HÁBITOS ALIMENTICIOS O ESTILO DE

ALIMENTACIÓN• CANTIDADES Y TIPOS DE ALIMENTO INGERIDO EN

FUNCIÓN DE LA HISTORIA DE VIDA DEL INDIVIDUO (REQUERIMENTOS ENERGÉTICOS, PREFERENCIAS Y DISPONIBILIDAD)

Page 4: Ecol aliment

• DISPONIBILIDAD. ABUNDANCIA, ACCESIBILIDAD Y DISTRIBUCIÓN

• REQUERIMENTOS. VALOR DEL ALIMENTO. CON TENIDO DE NUTRIENTES, CONTENIDO ENERGÉTICO, TAMAÑO Y DISPONIBILIDAD

• PREFERENCIAS. CATEGÓRICAS (JERARQUIZADAS POR CANTIDAD) Y BALANCEADAS (CALIDAD)

• AMBOS TIPOS DE PREFERENCIAS PUEDEN MEZCLARSE SOBRE TODO EN LOS CONSUMIDORES QUE PRESENTAN AMPLIOS ESPECTROS ALIMENTICIOS (ALIMENTACIÓN VARIADA)

• PARA DETERMINAR EL TIPO DE PREFERENCIA HAY QUE TENER UNA IDEA DEL GRADO DE DISPONIBILIDAD DEL ALIMENTO EN EL AMBIENTE.

Page 5: Ecol aliment

• LOS CAMBIOS DE DIETA (VARIACIÓN EN LOS HÁBITOS):

• EXTRÍNSECOS (DEFINIDOS POR EL AMBIENTE, ESPACIALES O TEMPORALES) E INTRÍNSECOS (DERIVADOS DEL CICLO DE VIDA DEL INDIVIDUO)

• CON RESPECTO AL TIEMPO LOS CAMBIOS PUEDEN CÍCLICOS O ESTACIONALES

Page 6: Ecol aliment

• ESPECIALISTAS. ESPECTRO ALIMENTICIO REDUCIDO RELATIVAMENTE INDEPENDIENTE DE LA DISPONIBILIDAD

• GENERALISTAS. AMPLIO RANGO DE VARIACIÓN EN LA DIETA. SELECCIÓN DEPENDIENTE DE LA DISPONIBILIDAD DEL ALIMENTO O DEL DESARROLLO DEL CICLO DE VIDA

• LOS ESPECIALISTAS TIENDEN A HACER UNIDIRECCIONALES LAS CADENAS ALIMENTICIAS, MIENTRAS LOS GENERALISTAS MULTIDIRECCIONALES (TRAMAS ALIMENTICIAS)

• LOS ESPECIALISTAS MANTIENEN LA DIVERSIDAD DE ESPECIES DE LA COMUNIDAD AL REGULAR EL TAMAÑO DE DIFERENTES POBLACIONES QUE SON CONSUMIDAS Y LAS CUALES PUDEN COMPETIR ENTRE SÍ

Page 7: Ecol aliment

Preferencias alimenticias

• ¿Oligófagos y polífagos discriminan?

• También presentan cierto grado de preferencia

• Entonces ¿cómo definir la preferencia?

• Preferencia es definida por comparar la dieta con la disponibilidad

• Es necesario evaluar tanto la dieta como la disponibilidad en el ambiente

Page 8: Ecol aliment

Preferencias jerarquizadas y balanceadas

• Preferir los alimentos más valiosas entre los disponibles

• Preferir los alimentos que provean una parte integral de una dieta balanceada

• Relación entre tipos de preferencias y tipos de recursos

• Las preferencias jerarquizadas son usualmente observadas entre carnívoros

Page 9: Ecol aliment
Page 10: Ecol aliment

• Sin embargo, para otros consumidores (herbívoros y omnívoros), la jerarquización es insuficiente desde que ningún alimento disponible reúne todos los requerimientos nutricionales de consumidor

• Así, estos requerimientos sólo son satisfechos 1) al consumir una gran cantidad de alimentos para obtener una cantidad suficiente de nutrimentos o 2) una combinación de alimentos que reúnan sus requerimientos

Page 11: Ecol aliment

• Existen otras dos razones importantes por las que una dieta balanceada es favorecida:

1) Un consumidor puede aceptar un alimento de baja calidad simplemente, por qué al haberlo encontrado, ellos ganan más consumiéndolo que lo que podrían ganar ignorándolo y continuar con la búsqueda

2) La dieta mixta permitiría mantener baja la concentración de toxinas

Page 12: Ecol aliment

CLASIFICACIONES DE LOS TIPOS DE DEPREDADORES O TIPOS DE DEPREDACIÓN

“Taxonómica”•Herbívoros, Herbivoría (animales que comen vegetales)

Granívoros

Folívoros

Fruguívoros

Etcétera

•Carnívoros, Carnivoría (animales que comen a otros animales)

Insectívoros

Piscívoros

Etcétera

•Omnívoros (animales que comen tanto vegetales como animales)

Clasificación funcional de Thompson (1982)

•Depredadores verdaderos

•Pacedores o Ramoneadores (Grazers)

•Parásitos

Microparásitos

Macroparásitos

•Parasitoides

Page 13: Ecol aliment

Depredadores verdaderos

Page 14: Ecol aliment

Pacedores o ramoneadores (Grazers)

Page 15: Ecol aliment

Parasitoides

Page 16: Ecol aliment

Risbecia tryoniParasitos

Sacos de huevos de hembra de copépodo (crustáceo) entre las bránquias

Location: Nudi Falls, Lembeh

Straight, North Suluwesi,

Indonesia.Depth: 45 feet

Date: July 2002Length: 2cm.Photograph:

Marli Wakeling

Page 17: Ecol aliment

Depredadores Depredadores verdaderosverdaderos

PacedoresPacedores(Grazers)(Grazers) ParásitosParásitos ParasitoidesParasitoides

Muerte inmediata de la presa después del

ataque

Efecto, si bien típicamente dañino, raramente letal al corto plazo

Muerte inmediata de la presa después del

ataque

Encuentro con varias a muchas presas a lo largo de la vida

Encuentro con uno o pocos individuos

Normalmente se consume la presa

entera

Sólo se consume parte de una presa individual

Normalmente se consume la presa

entera

Page 18: Ecol aliment

CONSUMIDORES CLASIFICADOS POR SU AMPLITUD DE DIETA

OMNÍVOROS (Porcinos, carpas,

EURÍFAGOS primates)

POLÍFAGOS (carnívoros,

insectívoros)

OLIGÓFAGOS (marsupiales,

ESTENÓFAGOS lepidópteros)

MONÓFAGOS (mayoría de

endoparásitos)

Page 19: Ecol aliment

Teoría del Forrajeo (Consumo o Aprovisionamiento) Óptimo

• Tendencia natural de las especies a captar una mayor cantidad de energía mediante el alimento, invirtiendo el menor esfuerzo en la actividad realizada para su obtención

• Las especies tienden a estrechar sus preferencias alimenticias por debajo de lo que pueden consumir

• Especializaciones morfológicas, fisiológicas y/o conductuales

• TFO intenta modelar como los organismos se alimentan como un proceso de optimización

• Así, TFO permitiría entender que determina la dieta actual frente a la potencial

Page 20: Ecol aliment

• El propósito de TFO es predecir la estrategia de forrajeo esperada bajo ciertas condiciones y los supuestos son:

1) La conducta de forrajeo actual es la que la SN ha favorecido en el pasado y mejora la adecuación en el presente

2) Una alta adecuación es mantenida por altas tasas netas de obtención de energía

3) Los animales bajo consideración están siendo observados en un ambiente en el cual su conducta de forrajeo es la adecuada

Page 21: Ecol aliment

• En términos generales, el supuesto básico de la TFO es: la conducta de forrajeo que brinda al organismo de la mayor adecuación es aquella que maximiza la tasa neta de obtención de energía (premisa de maximización de energía)

• Pero existen otras aspectos que pueden afectar la adecuación

• MacArthur & Pianka (1966)

• Charnov (1976)

Page 22: Ecol aliment

Planteamiento de MacArthur & Pianka:

• Un consumidor, para obtener su alimento o presa, debe gastar T y E, primero en la búsqueda y segundo en la manipulación

• Búsqueda • La amplitud de dieta dependerá del tipo de

respuesta una vez encontrada una presa• Generalista Generalista consumir diferentes proporciónes

de diferentes categorías• EspecialistaEspecialista sólo presas de su preferencia

Page 23: Ecol aliment

Los problemas para cualquier consumidor:

• 1) Si es especialista…..• 2) Se es generalista…..• Así, un forrajero óptimo deberá balancear los

costos y beneficios para maximizar su tasa total de obtención de energía

• El pregunta general planteada por MacArthur & Pianka sería:

Dado que un consumidor ya incluye un cierto número de presas provechosas en la dieta ¿deberá expandirla al incluir la siguiente presa más provechosa?

Page 24: Ecol aliment

CONDUCTA ALIMENTICIA

• BÚSQUEDA

• LOCALIZACIÓN

• CAPTURA

• INGESTIÓN

Page 25: Ecol aliment
Page 26: Ecol aliment
Page 27: Ecol aliment

Predicciones del modelo de dieta óptimo:

1) Si manipulación < búsqueda generalista

2) Si manipulación > búsqueda especialista

3) Dietas amplias en ambientes improductivos

4) La abundancia de los alimentos poco provechosos será irrelevantes

Page 28: Ecol aliment
Page 29: Ecol aliment
Page 30: Ecol aliment

Respuestas Funcionales

• Tasa de consumo y densidad de alimento• Uno de los aspectos de crucial

importancia para un consumidor es la densidad local de su alimento

• Mayor densidad mayor abundancia mayor consumo

• Una RF relaciona la tasa de consumo con la densidad local del alimento

• Holling (1959)

Page 31: Ecol aliment
Page 32: Ecol aliment
Page 33: Ecol aliment

J. Gross et al (1993): 13 especiesde mamíferos herbívoros variandoexperimentalmente la densidad de alimento

F. Messier (1994): lobos vs alcesen Norte América

Respuesta Funcional Tipo 2

Page 34: Ecol aliment

Ratones de campoNinfas de libélulas

Avispas parasitoidesRespuesta FuncionalTipo 2

Page 35: Ecol aliment

Respuesta Funcional Tipo 1

Daphnia magna

Venados

Lemmings

Page 36: Ecol aliment

Musarañas

Ratones

Moscas Avispas

Respuesta Funcional Tipo 3

Page 37: Ecol aliment

Teoría de Forrajeo y Parches alimenticios

• El ambiente es heterogéneo• Así, para cualquier consumidor los

alimentos se distribuyen de manera discontinua, dispersa o desigual

• Parches (naturales o arbitrarios)• Consumidor → hábitat → parches • Preferencia por ciertos parches por su

valor (calidad, menor competencia, etc.)

Page 38: Ecol aliment

• Existe una respuesta a la agregación por parte de los consumidores o depredadores en aquellos parches con una alta densidad de alimento o presas

• Si la densidad de presas o alimento es alta en un cierto parche se esperaría lo mismo de la tasa de obtención de energía de parte del consumidor

• Así es fácil entender las ventajas de un consumidor de pasar más tiempo en un parche altamente lucrativo (productivo.)

Page 39: Ecol aliment

• La Teoría de Forrajeo Óptimo también ha sido extendida para predecir cuando un consumidor deberá suspender el forrajeo en un área y moverse a otra

• La asignación de tiempo a diferentes parches dependerá, entre otros aspectos, de la:

1) lucratividad

2) lucratividad promedio del hábitat

3) distancia entre parches

Page 40: Ecol aliment

Teorema del Valor Marginal• Charnov (1976) y Parker & Stuart (1976) • La propuesta de Charnov, Parker y Stuart

es: El tiempo de estancia óptimo en un parche se El tiempo de estancia óptimo en un parche se

define en términos de la define en términos de la tasa de extracción de tasa de extracción de energíaenergía que experimenta el forrajero en el que experimenta el forrajero en el momento de dejar el parche (valor marginal del momento de dejar el parche (valor marginal del parche)parche)

• Lo anterior se conoce como el Teorema Teorema del Valor Marginal del Valor Marginal

Page 41: Ecol aliment

Supuesto básico del TVM: El forrajero óptimo maximizará su extracción de energía total durante el tiempo de estancia en el parche

Page 42: Ecol aliment

Modelo gráfico del Teorema del Valor Marginal

Page 43: Ecol aliment

¿Cuándo abandonar el parche?

• Dos posibles escenarios:

1) Si abandona el parche rápidamente después de llegar, pasará la mayor parte del tiempo viajando y su tasa de extracción de energía será baja

2) Si permanece mucho tiempo en los parches, pasará poco tiempo viajando pero permanecerá más tiempo en parches agotados y su tasa de extracción de energía será baja

Page 44: Ecol aliment

Predicciones del Teorema del valor marginal

1) 2) 3)

Page 45: Ecol aliment
Page 46: Ecol aliment
Page 47: Ecol aliment

PROTECCIÓN VS LA DEPREDACIÓN

• Conductual. Carrera (Ungulados); agrupamiento y señales de alerta (primates); disminución de la visualización (cefalópodos).

• Protección mecánica. Espículas (esponjas); Caparazones y placas dérmicas (Tortugas, moluscos, armadillos)

• Espinas dérmicas. pez globo, puerco espín (asociado al comportamiento), erizos de mar.

• Protección de hábitat. Pequeños mamíferos (madrigueras).

• Contraataque. Serpientes. • Química. Animales tóxicos. Mariposas, orugas, peces.• Expulsión de líquidos. Zorrillos, escarabajos (Brachynus)

Page 48: Ecol aliment
Page 49: Ecol aliment
Page 50: Ecol aliment

OTRAS ESTRATEGIAS

• Mimetismo. Colores parecidos al ambiente (Homocromía palomillas del Abedul, pez lenguados)

• Formas (Homomorfía insectos hoja, palito, pez piedra).• Colores vistosos que desdibujan el contorno del cuerpo

(Somatolisis numerosos peces de arrecife de coral).• Imitación de coloración y forma de una especie peligrosa

por una que no lo es (mimeta de la mariposa monarca, de la serpiente coralillo)

• Mimetismo. Ejemplo claro de estrategia coevolutiva

Page 51: Ecol aliment

ALGUNAS DEFENSAS EN PLANTAS

• Estructuras. Pelos, tricomas, zarzillos, espinas, tejido leñoso, etc.

• Sustancias. Metabolitos secundarios. Ácido oxálico, cianúro, glucósidos, alcaloides, terpenoides, saponinas, flavonoides, taninos, etc.