ESTUDIO efecto competicion y herbivoria en plántulas
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Introducción y objetivos Si las densidades son suficientemente elevadas y los recursos limitantes, los plantas de una población sufrirán competencia intraespecífica, desencadenando fenómenos denso-dependientes que conllevan a una disminución de la tasa fotosintética que afecta a hojas y raíces, pudiendo provocar la muerte. Tanto la competencia intraespecífica como interespecífica conduce a una disminución de la tasa de reclutamiento de los individuos a la población. Éste es un mecanismo importante de regulación del tamaño de la población, en especial, la interespecífica determina la composición de la comunidad. Estos fenómenos pueden verse influidos por interacciones con otros organismos como la herbivoría. Los objetivos de la práctica es ver cómo la competición en fases iniciales de crecimiento y desarrollo de las plantas afecta a su supervivencia y crecimiento, analizando la competencia intraespecífica e interespecífica con plantas de otra especies y su efecto combinado con la herbivoría. Para ello desarrollamos dos diseños experimentales que se plantearon en el jardín experimental de la UJA y posteriormente las siembras se pasaron a una cámara de cultivo del área de Fisiología Vegetal, donde las plantas crecieron durante dos semanas. Se usaron plantas de lenteja ( Lens culinaris) y garbanzo (Cicer arietinum) en ambos experimentos Metodología : En una primera experiencia evaluamos el efecto de la densidad y la herbivoría sobre la supervivencia de las especies incluídas en el estudio. Se utilizaron plántulas de lenteja (Lens culinaris, Fabaceae) y garbanzo (Cicer arietinum, Fabaceae). Se montó un diseño experimental de dos factores cruzados (densidad y herbivoría) para cada especie en igualdad de condiciones. Los tratamientos aplicados para cada factor son: •Densidad (Alta: 10 plántulas sembradas por maceta) y (Baja: 2 plántulas sembradas por maceta). • Herbivoría (sí herbivorizadas = se cortarán la mitad de los foliolos de cada hoja compuesta) y (no herbivorizada = dejar la planta intacta). Cicer arietinum Lens culinaris Conclusiones : Resultados: Efecto de la competición y la herbivoría en el crecimiento y producción de plantas herbáceas Ecología de Poblaciones Ecología de Poblaciones Supervivenci a Producció n total Producción aérea total Producción total de raíz ratio producción raíz/tallo Biomasa por planta Biomasa aérea por planta Biomasa de raíz por planta ratio raíz/tallo por planta especie > en garbanzo > en garbanzo > en garbanzo > en garbanzo > en garbanzo > en garbanzo densidad negativo efecto positivo positivo positivo herbivoría efecto negativo efecto negativo efecto negativo efecto negativo esp x dens neutro en lenteja neutro en lenteja neutro en lenteja esp x herbiv peor el garbanzo peor el garbanzo peor el garbanzo dens x herbiv esp x dens x herbiv La herbivoría tuvo un efecto negativo, que afectó principalmente al garbanzo y mucho menos a la lenteja. Este efecto se manifestó en una reducción de la biomasa total (fig.1), particularmente a través de reducir la biomasa de raíz (tanto en producción total como en producción por planta). Se detectó un efecto negativo de la competición sobre la supervivencia (fig.2), que no difirió entre especies. Sin embargo, no se detectó un efecto de competición intraespecífica (de densidad) sobre la biomasa. De hecho, la densidad se relacionó positivamente con la producción total de biomasa en el tiesto aunque no sobre la biomasa individual, siendo esto mucho más manifiesto en el garbanzo que en la lenteja. La ratio raíz/tallo no se vio afectada ni por la densidad ni por herbivoría. Finalmente, no es aparente ninguna interdependencia de los efectos de la densidad y la herbivoría en la supervivencia o en la producción de biomasa. Se realizaron 4 combinaciones de tratamientos de los dos factores: Alta densidad sí herbivorizada. Alta densidad no herbivorizada. Baja densidad sí herbivorizada. Baja densidad no herbivorizada. En la segunda experiencia , repetimos el mismo procedimiento expuesto, introduciendo las 2 especies consideradas en los mismos tiestos (una plántula de cada especie a baja densidad y 5 de cada una en alta densidad en cada tiesto). Se procedió al conteo del nº de plantas vivas. Se extrajeron cada una de las plántulas con el menor daño posible para la raíz, lavando la raíz en el laboratorio y tomando medidas de las siguientes variables: longitud de la parte aérea de la planta, longitud de las raíces, peso seco de la parte aérea, peso seco de la raíz. Determinamos si la producción de biomasa es mas afectada por competición intraespecífica o interespecífica así como la simetría de la competición. Los resultados obtenidos se analizaron mediante análisis ANOVA factorial. Ballesteros Requena, María; Molero Sánchez, Catalina; Muriana Pérez, Patricia María; Ramírez Garrido, José Alberto. F (1 , 2 4 )= 2 5 ,2 1 9 , p =,00004 V e rtica l b a rs d e n o te 0 ,9 5 co n fid e n ce in terva ls e sp e cie lente ja e sp e cie g a rb a nzo alta baja densidad -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 biom asa tota F (1 , 2 4 )= 6 ,3 3 3 3 , p =,01894 V e rtica l b a rs d e n o te 0 ,9 5 co n fid e n ce inte rvals alta ba ja densidad 0 ,90 0 ,92 0 ,94 0 ,96 0 ,98 1 ,00 1 ,02 1 ,04 prop.vivas F (1 , 2 4 )= 4 ,7 6 6 3 , p =,03903 V e rtica l b a rs d e n o te 0 ,9 5 co n fid e n ce in terva ls e sp e cie lenteja e sp e cie g a rb a nzo Si No herbivo ría -0,4 -0,2 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 biom asa raí Fig.1 Fig.2 Fig.3 Plántulas en los tiestos Tiestos en cámara Detalle de foliolos Detalles herbivoría Superviven cia Producción total Producción aérea total Producción total de raíz ratio producción raíz/tallo Biomasa por planta Biomasa aérea por planta Biomasa de raíz por planta ratio raíz/tallo por planta Coeficiente intraespecífic o en la lenteja -0,020 0,651 0,620 0,710 0,131 0,050 0,003 0,150 -0,538 Coeficiente interespecífic o sobre la lenteja -0,081 0,576 0,530 0,650 0,128 0,020 -0,030 0,100 -0,501 Coeficiente intraespecífic o en el garbanzo -0,017 0,693 0,641 0,720 0,911 0,064 -0,031 0,118 0,638 Coeficiente interespecífic o sobre el garbanzo 0,000 0,693 0,626 0,734 0,175 0,121 0,010 0,195 -0,534 En general los efectos intra e interespecíficos fueron bastante similares, sugiriendo que tanto para la lenteja como para el garbanzo los efectos interespecíficos fueron equivalentes a los intraespecíficos. De hecho, en contra de lo previsto los efectos de densidad fueron principalmente positivos (véase predominio de valores positivos de los coeficientes de interacción en la tabla), no detectándose apenas efectos inhibitorios. La competición interespecífica sólo se manifestó en una disminución de la ratio raíz/tallo (y en menor medida sobre la supervivencia) en la lenteja, pero no en el garbanzo. No detectamos ningún efecto significante de competición intraespecífica (aunque la supervivencia de ambas especies fue menor a altas densidades de su especie; véase valores negativos del coeficiente) En conclusión , en las etapas iniciales de crecimiento de estas dos leguminosas, predominan interacciones positivas sobre negativas, aunque se pueden producir pequeñas pérdidas de efectivos por competición, siendo la lenteja peor competidor que el garbanzo, probablemente por sus menores reservas en la semilla. La herbivoría afecta negativamente al crecimiento, especialmente disminuyendo la producción de biomasa en la raíz, siendo este efecto manifiesto en el garbanzo. Resultados del diseño de experimental de dos factores para esclarecer el balance de competición intra e interespecífica (en rojo aparecen los coeficientes de interacción significativos) Resultados del diseño de experimental de dos factores (densidad y herbivoría) con el garbanzo y la lenteja (en rojo aparecen los datos significativos) Coeficientes de interacción estimados en base al índice Relative Interaction Index de Armas et al. 2004. Measuring plant interactions: a new comparative index. Ecology 85: 2682-2686.
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Introducción y objetivosSi las densidades son suficientemente elevadas y los recursos limitantes, los plantas de una población sufrirán competencia intraespecífica, desencadenando fenómenos denso-dependientes que conllevan a una disminución de la tasa fotosintética que afecta a hojas y raíces, pudiendo provocar la muerte. Tanto la competencia intraespecífica como interespecífica conduce a una disminución de la tasa de reclutamiento de los individuos a la población. Éste es un mecanismo importante de regulación del tamaño de la población, en especial, la interespecífica determina la composición de la comunidad. Estos fenómenos pueden verse influidos por interacciones con otros organismos como la herbivoría. Los objetivos de la práctica es ver cómo la competición en fases iniciales de crecimiento y desarrollo de las plantas afecta a su supervivencia y crecimiento, analizando la competencia intraespecífica e interespecífica con plantas de otra especies y su efecto combinado con la herbivoría. Para ello desarrollamos dos diseños experimentales que se plantearon en el jardín experimental de la UJA y posteriormente las siembras se pasaron a una cámara de cultivo del área de Fisiología Vegetal, donde las plantas crecieron durante dos semanas. Se usaron plantas de lenteja (Lens culinaris) y garbanzo (Cicer arietinum) en ambos experimentos
Metodología:
En una primera experiencia evaluamos el efecto de la densidad y la herbivoría sobre la supervivencia de las especies incluídas en el estudio. Se utilizaron plántulas de lenteja (Lens culinaris, Fabaceae) y garbanzo (Cicer arietinum, Fabaceae). Se montó un diseño experimental de dos factores cruzados (densidad y herbivoría) para cada especie en igualdad de condiciones. Los tratamientos aplicados para cada factor son:
•Densidad (Alta: 10 plántulas sembradas por maceta) y (Baja: 2 plántulas sembradas por maceta).
• Herbivoría (sí herbivorizadas = se cortarán la mitad de los foliolos de cada hoja compuesta) y (no herbivorizada = dejar la planta intacta).
Cicer arietinum Lens culinaris
Conclusiones:
Resultados:
Efecto de la competición y la herbivoría en el crecimiento y producción de plantas
herbáceas
Efecto de la competición y la herbivoría en el crecimiento y producción de plantas
herbáceas
Ecología de PoblacionesEcología de PoblacionesEcología de PoblacionesEcología de Poblaciones
SupervivenciaProducción
totalProducción aérea total
Producción total de raíz
ratio producción
raíz/talloBiomasa por
planta
Biomasa aérea por
plantaBiomasa de
raíz por planta
ratio raíz/tallo por
planta
especie > en
garbanzo> en garbanzo > en garbanzo > en garbanzo > en garbanzo > en garbanzo
densidad negativoefecto
positivopositivo positivo
herbivoría efecto
negativo efecto negativo efecto negativo
efecto negativo
esp x dens neutro en
lentejaneutro en lenteja neutro en lenteja
esp x herbiv peor el garbanzo peor el garbanzo peor el garbanzo
dens x herbiv
esp x dens x herbiv
La herbivoría tuvo un efecto negativo, que afectó principalmente al garbanzo y mucho menos a la lenteja. Este efecto se manifestó en una reducción de la biomasa total (fig.1), particularmente a través de reducir la biomasa de raíz (tanto en producción total como en producción por planta). Se detectó un efecto negativo de la competición sobre la supervivencia (fig.2), que no difirió entre especies. Sin embargo, no se detectó un efecto de competición intraespecífica (de densidad) sobre la biomasa. De hecho, la densidad se relacionó positivamente con la producción total de biomasa en el tiesto aunque no sobre la biomasa individual, siendo esto mucho más manifiesto en el garbanzo que en la lenteja. La ratio raíz/tallo no se vio afectada ni por la densidad ni por herbivoría. Finalmente, no es aparente ninguna interdependencia de los efectos de la densidad y la herbivoría en la supervivencia o en la producción de biomasa.
Se realizaron 4 combinaciones de tratamientos de los dos factores:
Alta densidad sí herbivorizada. Alta densidad no herbivorizada. Baja densidad sí herbivorizada. Baja densidad no herbivorizada.
En la segunda experiencia, repetimos el mismo procedimiento expuesto, introduciendo las 2 especies consideradas en los mismos tiestos (una plántula de cada especie a baja densidad y 5 de cada una en alta densidad en cada tiesto).
Se procedió al conteo del nº de plantas vivas.Se extrajeron cada una de las plántulas con el menor daño posible para la raíz, lavando la raíz en el laboratorio y tomando medidas de las siguientes variables: longitud de la parte aérea de la planta, longitud de las raíces, peso seco de la parte aérea, peso seco de la raíz.
Determinamos si la producción de biomasa es mas afectada por competición intraespecífica o interespecífica así como la simetría de la competición. Los resultados obtenidos se analizaron mediante análisis ANOVA factorial.
Ballesteros Requena, María; Molero Sánchez, Catalina; Muriana Pérez, Patricia María; Ramírez Garrido, José Alberto.
F(1 , 2 4 )= 2 5 ,2 1 9 , p = ,0 0 0 0 4
V e rti ca l b a rs d e n o te 0 ,9 5 co n fi d e n ce i n te rva l s
especie lente ja especie garbanzo
alta baja
densidad
-4
-2
0
2
4
6
8
1 0
1 2
1 4
1 6
1 8
2 0
biomasa total final
F(1 , 2 4 )=6 ,3 3 3 3 , p = ,0 1 8 9 4
V e rti ca l b a rs d e n o te 0 ,9 5 co n fi d e n ce i n te rva l s
alta baja
densidad
0 ,9 0
0 ,9 2
0 ,9 4
0 ,9 6
0 ,9 8
1 ,0 0
1 ,0 2
1 ,0 4
prop. vivas
F(1 , 2 4 )=4 ,7 6 6 3 , p = ,0 3 9 0 3
V e rti ca l b a rs d e n o te 0 ,9 5 co n fi d e n ce i n te rva l s
especie lente ja especie garbanzo
Si N o
herbivoría
-0 ,4
-0 ,2
0 ,0
0 ,2
0 ,4
0 ,6
0 ,8
1 ,0
1 ,2
1 ,4
1 ,6
biomasa raíz/planta
Fig.1
Fig.2
Fig.3
Plántulas en los tiestos Tiestos en cámara Detalle de foliolosDetalles herbivoría
Supervivenci
aProducción
totalProducción aérea total
Producción total de raíz
ratio producción
raíz/talloBiomasa por
planta
Biomasa aérea por
planta
Biomasa de raíz por planta
ratio raíz/tallo por
planta
Coeficiente intraespecífico en la lenteja
-0,020 0,651 0,620 0,710 0,131 0,050 0,003 0,150 -0,538
Coeficiente interespecífico sobre la lenteja
-0,081 0,576 0,530 0,650 0,128 0,020 -0,030 0,100 -0,501
Coeficiente intraespecífico en el garbanzo
-0,017 0,693 0,641 0,720 0,911 0,064 -0,031 0,118 0,638
Coeficiente interespecífico sobre el garbanzo
0,000 0,693 0,626 0,734 0,175 0,121 0,010 0,195 -0,534
En general los efectos intra e interespecíficos fueron bastante similares, sugiriendo que tanto para la lenteja como para el garbanzo los efectos interespecíficos fueron equivalentes a los intraespecíficos. De hecho, en contra de lo previsto los efectos de densidad fueron principalmente positivos (véase predominio de valores positivos de los coeficientes de interacción en la tabla), no detectándose apenas efectos inhibitorios. La competición interespecífica sólo se manifestó en una disminución de la ratio raíz/tallo (y en menor medida sobre la supervivencia) en la lenteja, pero no en el garbanzo. No detectamos ningún efecto significante de competición intraespecífica (aunque la supervivencia de ambas especies fue menor a altas densidades de su especie; véase valores negativos del coeficiente)
En conclusión, en las etapas iniciales de crecimiento de estas dos leguminosas, predominan interacciones positivas sobre negativas, aunque se pueden producir pequeñas pérdidas de efectivos por competición, siendo la lenteja peor competidor que el garbanzo, probablemente por sus menores reservas en la semilla. La herbivoría afecta negativamente al crecimiento, especialmente disminuyendo la producción de biomasa en la raíz, siendo este efecto manifiesto en el garbanzo.
Resultados del diseño de experimental de dos factores para esclarecer el balance de competición intra e interespecífica (en rojo aparecen los coeficientes de interacción significativos)
Resultados del diseño de experimental de dos factores (densidad y herbivoría) con el garbanzo y la lenteja (en rojo aparecen los datos significativos)
Coeficientes de interacción estimados en base al índice Relative Interaction Index de Armas et al. 2004. Measuring plant interactions: a new comparative index. Ecology 85: 2682-2686.
