Ecología General: M 186

Transcripción

1 Ecología General: 005M 86 Tablas de Vida Son cuadros estadísticos de esperanza de vida: - Proporcionan visión completa de la mortalidad en una población - Todo el análisis es por edades seguimiento cohortes - Se hace un seguimiento hasta el fin de la cohorte Variables utilizadas x = intervalo de edad (años) l x = individuos sobreviven al inicio de cada intervalo de tiempo Lx = promedio de individuos entre dos intervalos d x = individuos muertos entre dos intervalos x q x = índice de mortalidad entre dos intervalos s x = índice de supervivencia entre dos intervalos e x = expectativa media de vida futura (esperanza de vida) Ecología General: 005M 87 Construcción de una Tabla de Vida Se Extrae información inicial del terreno. El intervalo de tiempo depende de la biología de la especie Si es el seguimiento de una cohorte se conocerá: n x : individuos vivos al inicio del tiempo de estudio dx : individuos que mueren en cada intervalo de tiempo lx : individuos vivos en cada intervalo de tiempo Valores derivados Indice mortalidad q x = d x / l x Indice de supervivencia s x = - q x Individuos vivos en promedio L x = (l x + l x+ )/ Esperanza de vida e x = T x / l x, donde Tx : expectativa de vida

2 Ecología General: 005M 88 Tabla de vida para Balanus balanoides. Seguimiento cohorte durante 0 años. n x = 4 Edad en años Balanos observados Balanos muertos Balanos promedio Indice mortalidad Índice de Supervivencia Balanos / unidad t Esperanza de vida x l x d x L x q x s x T x e x Ecología General: 005M 89 Con la información que se determina cuando se construye una tabla de vida, se pueden construir gráficas que describen la evolución de los sobrevivientes durante el tiempo Estas gráficas reciben el nombre de Curvas de Supervivencia En donde: Eje Y = lx (sobrevivientes/intervalo). Escala logarítmica Eje x = tiempo Figura. Curva de supervivencia para la larva de la Polilla del Pino.

3 Ecología General: 005M 90 Tipos de Curva de Supervivencia lx lx lx Figura. Curvas de supervivencia tipo. t t t Tipo I Pocas muertes a lo largo de t Después muertes numerosas Vertebrados (cuidado parental) Tipo II Indice constante de mortalidad Puede o durante t : inestable Aves Tipo III Muertes numerosas al inicio Después muertes menos abundantes y más constantes Invertebrados (terrestres marinos) Ecología General: 005M 9 Recursos Limitantes y Competitividad Cuando la población aumenta recursos van a ser limitantes Considerando la Ecuación Logística de Crecimiento los recursos se reparten equitativamente entre los individuos: dn K r N = max N dt K Ecuación de Crecimiento Logístico Ecuación Logística de Verhulst-Pearl (90-938). Sí tamaño población es menor que la capacidad de carga: N < K a. N tiende a crecer b. Recursos son suficientes c. Contacto entre individuos es relativamente escaso

4 Ecología General: 005M 9. Sí el tamaño población se aproxima a capacidad de carga N ~ K a. Recursos tienden a ser limitantes b. Competencia intraespecífica por recursos se incrementa 3. Sí tamaño población es igual a la capacidad de carga: N = K a. tamaño población permanece constante b. Alta competencia por recurso c. Contacto entre individuos es alto En una comunidad se pueden presentar dos tipos de interacciones Intraespecífica individuos de la misma especie Interespecífica individuos de diferentes especies Ecología General: 005M 93 Competencia Intraespecífica. Competencia por interferencia Es directa. El individuo impide de manera activa que otros individuos utilicen los recursos. Se puede presentar contiendas entre los individuos para evitar el acceso al recurso. Este tipo de interacción es más frecuente cuando el recurso limitante es el Espacio. Competencia por explotación Es indirecta. Generalmente no hay contacto entre los individuos. La idea es que el individuo de mayor agilidad ganará el recurso. Los individuos capaces de explotar un recurso más rápidamente y más eficientemente crecerán más rápido y dejarán mayor progenie

5 Ecología General: 005M 94 Características de la competencia Intraespecífica. El propósito final de la competencia es disminuir el efecto de otros individuos de la misma especie sobre un recurso en partícular.. El recurso por el que se compite debe ser limitado 3. El efecto de la acción de un individuo sobre otro siempre puede ser recíproco, pero no siempre será simétrico. 4. El efecto competitivo es mayor a medida que aumenta número de individuos mayor número de competidores este es lo que se conoce como Densodependencia Ecología General: 005M 95 Territorialidad Caso especial de la competencia por interferencia Propósito monopolizar o defender un recurso por medio de conducta agresiva Se defiende área específica territorio para uso exclusivo La Delimitación y Defensa de estos territorios se presentan cuando los recursos son limitados: Territorios de anidación apareamiento - alimentación Territorialidad podría ser una ventaja adaptativa para asegurar acceso a un recurso específico

6 Ecología General: 005M 96 La territorialidad se presenta solamente cuando es beneficiosa (beneficio > costo). Esta relación costo-beneficio depende de la abundancia del recurso Si abundancia recurso : territorialidad no es favorable mucha área a recorrer costo Si abundancia recurso : territorialidad no es favorable no gasto E para defender recurso abundante Beneficio (B) B C B C Costo (C) Tamaño óptimo territorio será: Donde B C sea mayor Tamaño de Territorio

7 Ecología General: 005M 97 Interacción entre Poblaciones El Nicho Ecológico El Concepto de Nicho Ecológico fue propuesto por Joseph Grinnell (97 98), destacado ornitólogo y mastozoólogo Californiano. 97 Joseph Grinnell : El papel funcional y la posición de un organismo en su comunidad, con base en las características físicas del entorno = hábitat 97 Charles Elton : El papel ecológico de un organismo en su comunidad = sus relaciones en función del alimento y los enemigos. 957 George Hutchinson: El rango total de condiciones bajo las cuales un individuo (o una población) vive y se reemplaza a si mismo (reproduce). El Nicho es un lugar en el espacio (volumen), No es un microhábitat. Ecología General: 005M Eugene Odum : La posición o estatus de un organismo dentro de su comunidad y ecosistema, que es el resultado de las adaptaciones estructurales del organismo, las respuestas fisiológicas y el comportamiento específico. 963 A. H. Weatherley : El papel nutricional de los animales en su ecosisma = sus relaciones con todas las fuentes alimentarias disponibles. En conclusión: Nicho Ecológico Suma total de todas las adaptaciones de una unidad orgánica (individuo, especie, población), como respuesta al rango de variaciones (ambientales + recursos) que se presentan en el espacio en donde hábitan.= El ajuste de una unidad orgánica a su hábitat particular (cómo explota su ambiente).

8 Ecología General: 005M 99 El concepto de Nicho ha sido relacionado paulatinamente con los procesos de interacciones interespecífica Esta interacción se visualiza claramente analizando la Función de Utilización de Recursos (Fig. ) a lo largo de un gradiente continuo. Figura. Representación gráfica de la Función de Utilización de Recursos. Cada población aumentará hasta que el aporte de algún recurso ya no satisface el requerimiento que la población tiene de él. Ecología General: 005M 00 El Modelo de Nicho como Hipervolumen (Hutchinson, 957) Cuando se considera la tolerancia o ajuste de una unidad orgánica al gradiente de un solo recurso se obtiene una relación en forma de campana (Fig. ) Si las dos unidades orgánicas tienen preferencias por rangos similares de tamaño, se presentará traslape de nichos (Fig. 3) Figura. Representación gráfica del ajuste a la utilización de solamente un recurso. Figura 3. Traslape de Nicho = competencia

9 Ecología General: 005M 0 Con base en la ley de Tolerancia y Ley del Mínimo, Hutchinson planteó que es posible analizar las respuesta de una unidad orgánica al enfrentar dos gradientes de recursos de manera simultánea (Fig. 4). Figura 4. tolerancia a dos recursos. Figura 5. Ajuste a dos recursos. Al incorporar el ajuste de cada unidad orgánica a los gradientes X y Y, se obtendría la representación en forma de campana pero tridimensional (Fig. 5) Ecología General: 005M 0 Por lo tanto, si se considera el ajuste de la unidad orgánica a más de dos gradientes (n gradientes) se establecerá un hipervolumen (multidimensional), que define el rango de condiciones bajo las cuales la unidad orgánica puede efectivamente sobrevivir y reemplazarse así misma (Fig. 6). Figura 6. Modelo de Hipervolumen Con base en este modelo de nicho se pueden reconocer (Fig. 7):. Nicho Fundamental : hipervolumen que contiene los factores en donde una unidad orgánica puede sobrevivir (todo el ajuste).. Nicho Realizado: parte del nicho fundamental efectivamente ocupado por la unidad orgánica en un tiempo específico (sin competencia).

10 Ecología General: 005M 00 Nicho Fundamental : Volumen verde + zona rayada Nicho Realizado: Zona rayada Figura 7. Representación gráfica de Nicho Fundamental y Nicho Realizado Competencia Interespecífica La dinámica de las poblaciones de las especies que compiten está definida por el modelo de Lotka-Voltera: dn KNN rn dt K dn K N N rn dt K Ecología General: 005M 0 Se presenta entre individuos de dos o más especies por medio de una mutua inhibición al competir por un recurso común. Es descrita mediante el modelo de Lotka-Voltera (95 96), quienes consideran el efecto de competencia interespecífica en las ecuaciones de crecimiento logístico. dn KNN rn dt K dn K N N rn dt K Donde: N y N : tamaño población Sp - Sp K y K : capacidad de carga Sp y Sp r y r : tasa crecimiento Sp y Sp y : coeficiente de competencia.

11 Ecología General: 005M 0 Si se asume que cada población se encuentra en equilibrio: dn dn 0 0 dt dt Se tendría que las ecuaciones de Lotka-Volterra serían: KNN K N N 0 rn 0 rn K K Si se divide por r N y se multiplica por K (visceversa en la ecuación para la especie ), se establecen expresiones lineales del modelo logístico considerando competencia interespecífica y asumiendo estado estable (equilibrio), de tal forma que: 0 KNN 0 K N N N K N N K N Dependiendo de los valores que tome y K se pueden presentar 4 posibles resultados cuando ocurre competencia interespecifica : Ecología General: 005M 03. Coexistencia en Equilibrio Inestable Cuando K > K / o K > K / Es más importante el efecto de la competencia intraespecifica que el efecto de competencia entre las especies. El éxito dependerá del tamaño inicial de la población cualquiera de las dos especies puede dominar.. Coexistencia en Equilibrio Estable Cuando K / > K o K / > K Es más importante el efecto de la competencia Interespecifica. Cada una de las especies puede ser excluyente de la otra. Existe un punto de equilibrio (E) en el que las dos especies pueden coexistir.

12 Ecología General: 005M Dominancia especie Cuando K > K o K / > K / Sp siempre gana porque sigue creciendo aún después de que ha llegado al límite de capacidad de carga para la Sp 4. Dominancia especie Cuando K > K o K / > K / Sp siempre gana porque sigue creciendo aún después de que ha llegado al límite de capacidad de carga para la Sp Ecología General: 005M 05 Aunque el modelo de Lotka-Voltera tiene limitaciones: - Solamente dos especies compitiendo - Coeficiente de competencia es constante - No considera el efecto de umbrales - Ignora la variación propia del sistema Esta aproximación sirve de marco conceptual para entender el efecto de competencia entre dos especies. Además, este modelo predice que la competencia interespecífica conlleva a la exclusión de una de las especies que esta compitiendo (efecto de exclusión competitiva) Exclusión Competitiva dos especies que utilizan el mismo recurso no pueden coexistir simultaneamente en el mismo hábitat 3