Cadenas y redes tróficas: definicionesEl enfoque topológico

Las primeras generalizaciones empíricas El enfoque funcional

Especies claves e interacciones fuertes y débilesExperimentación

Estructura de la red y dinámica poblacionalAplicaciones de predación/redes tróficasEfectos indirectosRegulación desde arriba (top-down) y desde abajo (bottom-up)Dinámica: variaciones temporales y espacialesEstabilidadEjemplos de investigaciones

Redes tróficas

Red trófica: es una trama de interacciones consumidor-recurso

A través de las redes tróficas se transfiere materia y energía. Materia trayectoria cíclica, energía trayectoriaacíclica.

Diagrama que involucra a las spp que interactúan en una comunidad

fitoplancton

zooplancton

peces calamares

aves lobo marino

orca

Descomponedores

Dos enfoques básicos en la investigación de tramas tróficas:

Redes tróficas topológicas o descriptivas: descripciones estáticas de las interacciones consumidor-recurso entre especies.

Redes tróficas funcionales: Identifican las especies e interacciones que tienen un rol preponderante en la dinámica de la estructura y composición de la comunidad

Enfoque topológico o descriptivo

Quién se come a quién?ConectanciaCuantificación de flujo de materia y energía

Generalizaciones

Cohen et al. (1990) en base a 100 redes tróficas

Los ciclos son raros

Las cadenas tróficas son cortas

Constancia en escala (‘scale invariante’): características que permanecen constantes a distintas escalas = independientemente del tamañode la red (No. spp que componen la red)

La relación entre el número de presas y el número de predadores es aproximadamente constante independientemente del No. de spp que integren la red

La proporción de especies basales, especies intermedias y las especies top es aproximadamente constante 0.19:0.52:0.29, independientemente del número de especies que componen la red La relación entre el número de interacciones y el número de especies en una red trófica no varía con el tamaño de la red (y es aproximadamente dos)

L/S = 2 (o L = 2S) L = número de interacciones reales S = número de especies

Hipótesis de la conectancia constante: en redes tróficas bien detalladas, las spp tienen un número de interacciones que es una fracción aproximadamente constante del número de especies en la red

L/S ≈ kS (o L/S≈2 = k, L = k S≈2); k = constanteL = número de interacciones; S = número de especies

Enfoque funcional

Especies claves e interacciones fuertes:Especies e interacciones que tiene un rol preponderante en la dinámica de la estructura de la comunidad

Estrella de mar Pisaster y mejillón MitilusLangosta de mar en CanadáElefanteSalamandras en bosque borealRatas canguro en el desierto

El conocimiento combinado de las redes tróficas, el peso de las interacciones y la dinámica poblacional son claves para comprender como funcionan las comunidades ecológicas.

Estructura de la red y dinámica poblacional

Una especie no puede ser eliminada del análisis en base a su abundancia, es necesaria la experimentación. La identificación de especies e interacciones claves es muy importante en conservación de comunidades.

Cuáles son las implicancias de la dinámica poblacionalen la estructura y función de la red trófica?

Efectos indirectos

Los efectos directos ocurren entre pares de especies

Los efectos indirectos ocurren cuando el impacto de una especie sobre otra requiere de una tercera especie

Dos mecanismos principales de efectos indirectos

1) La variación en la abundancia de la especies C puede afectar indirectamente la abundancia de la especie A al modificar la abundancia de la especie B que interactúa con ambas.

A

B C

Competencia por explotación

Competencia aparente

2) La variación en la abundancia de la especie C puede afectar la abundancia de la especie A porque modifica la interacción entre A y B.

A

B

C

Competencia por explotación Spp que explotan un mismo recurso limitante Ambas spp reducen el alimento de la otra

A C

B

Competencia aparente Spp que comparten un mismo predador Al ser consumidas, ambas spp aumentan la abund del predador afectando a las otras especies presa No es competencia

B

A C

Cascada trófica Efectos indirectos mediados por interacciones consumidor-recurso

A

B

C

Mutualismo indirectoEfecto indirecto positivo de una especie sobre otra.Típicamente involucra unainteracción consumidor-recursoligada con competencia

A E

B D

C

Efectos indirectos por cambio en una variable física o química del ambiente

Efecto indirecto puede ser positivos (ej.predador clave) o negativos (ej.competencia aparente o por explotación)

Regulación desde arriba

Cascada trófica: Cuando los predadores topes influyen a través de la red trófica en la abundancia de plantas

Cómo identifico la existencia de una regulación desdearriba?

Regulación desde abajo

Cómo identifico la existencia de una regulación desdeabajo?

Relación entre la productividad y la regulación desde arriba y desde abajo

El mundo es verde (Hairston et al. 1960)La biomasa de plantas se acumula en el mundo porque los carnívoros mantienen regulados a los herbívoros

El mundo es verde porque las plantas desarrollan defensas contra la herbivoría (Murdoch 1966)

El mundo es blanco (Oksanen 1988)En sistemas poco productivos, la herbivoría es baja porque no hay disponibilidad suficiente de plantas para mantener una población de herbívoros efectiva.

El nivel de productividad primaria influye en la determinación del tipo de regulación preponderante

Dinámica: Variaciones temporales y espaciales

Las redes tróficas cambian en el espacio y en el tiempoVariaciones entre ambientesVariaciones temporalesVariaciones según ciclo de vida

Aplicaciones de la investigación en redes tróficas

Control biológico de plagas

Pesquerías

Manejo de lagos

Efecto de contaminación química

Conservación

Estabilidad

Estabilidad: habilidad de un sistema para retornar luego de una perturbación

Resiliencia: Medida de la velocidad a la cual un sistema retorna a su estado original después de una perturbación

Resiliencia baja Resiliencia alta

Resistencia: Medida de la habilidad del sistema para mantenerse en su estado original al enfrentar una fuerza disruptiva externa

Robustéz: Medida de la cantidad de perturbación que un sistema puede tolerar antes de cambiar a otro estado

Estabilidad local: describe la tendencia de una comunidad a volver a su estado original luego de una perturbación pequeña

Estabilidad global: describe la tendencia de una comunidad luego de ser sometida a una gran perturbación

Baja estabilidad localBaja estabilidad global

Alta estabilidad localBaja estabilidad global

Baja estabilidad localAlta estabilidad global

Alta estabilidad localAlta estabilidad global

Paradigma antiguo de la ecología: la diversidad/complejidad promueve la estabilidad, Elton , Odum, MacArthur

Desafiado por R. May en los 70: la complejidad(diversidad, conectancia, fuerza de interacciones)promueve la inestabilidad

Estabilidad no demográfica

Bibliografía, para fotocopiar: Begon et al. 1996. Capítulo 22 “Food Webs”