Comunidades - Clase 3 - Dinamica

ECOLOGÍA DE COMUNIDADES

Estructura, organización y dinámica

Ecología General


Ecología General

ClasesEstructura

Organización

Dinámica


Ecología General

ClasesEstructura

Organización

Dinámica

Dinámica de las comunidades

Hoja de rutaSucesión

Invasiones biológicas

Escalas

Biogeografía de islas

Patrones de diversidad

Dinámica Ecología General




Escalas





El concepto de sucesión

Sucesión

COWLES (1899) The ecological relations of the vegetationof the sand dunes of Lake Michigan. Botanical Gazzete 27

“El ecólogo, entonces, debe estudiar el orden de la sucesión de las sociedades de plantas en el desarrollo de una región y debe intentar descubrir las leyes que gobiernan los cambios (...) La ecología, de

esta manera, es un estudio de la dinámica.”



Sucesión

Proceso de cambio temporal continuo, direccional y no estacional, resultado de la colonización y extinción de

poblaciones de distintas especies en un sitio determinado



Sucesión

Comunidad = superorganismo Comunidad = agregado de organismos

SUCESIÓN SUCESIÓN

Proceso predecible y ordenado, con una sucesión de estadios que llevan a un equilibrio

estable

Reflejo de la dinámica temporal individual de cada especie en un ambiente

Autogénica vs. Alogénica

Heterotrófica vs. Autotrófica

Primaria vs. Secundaria


Distintos tipos de sucesión

Sucesión



Sucesión

Autogénica vs. Alogénica

Ranwell (1974)Estuarios en Inglaterra

Cambios fisico-químicos externos que alteran las condiciones de un sitio

Cambios producidos por procesos biológicos que alteran recursos y condiciones en un sitio



Sucesión


Kendrick & Burges (1962)Hongos en mantillo de bosques en Inglaterra

hongos – ácaros –colémbolos –

bacterias – etc..

> 10 años



Sucesión


Heterotrófica Autotrófica

Sustrato Materia orgánicamuerta Suelo o roca madre

Organismosiniciales

Descomponedores(heterótrofos)

Plantas(autótrofos)

Reemplazo de especies

Por cambios en el sustrato

Por cambios en el ambiente e interacciones

Estado final Desaparece la comunidad

Equilibrio en composición de spp



Sucesión


SUCESIÓN PRIMARIA

Se desarrolla sobre un sustrato donde no hubo una comunidad preexistente

(o bien, no quedan componentes bióticos)

SUCESIÓN SECUNDARIA

Se desarrolla luego de una perturbación producida en una comunidad preexistente

(de la que quedan componentes bióticos)

SUCESIÓN PRIMARIA

Se desarrolla sobre un sustrato donde no hubo una comunidad preexistente

(o bien, no quedan componentes bióticos)



Sucesión


Monte Santa Helena, EEUU (1980)

SUCESIÓN SECUNDARIA

Se desarrolla luego de una perturbación producida en una

comunidad preexistente

(de la que quedan componentes bióticos)



Sucesión


Campos abandonados, Florida, EEUU

0.1 años

5 años

15 años

40 años


Especies pioneras y tardías

Sucesión

PIONERASColonizan el sustrato en la primera etapa

de una sucesión

TARDÍASColonizan en etapas avanzadas, luego de la colonización de las

pioneras

Dispersión semillas

Tolerancia a la luz

Habilidad competitiva

Estrategia

Tasa de fotosíntesis

Velocidad de crecimiento

Buena

Alta

Baja

r

Alta

Alta

Escasa

Baja

Alta

K

Baja

Baja


Mecanismos de sucesión

Sucesión

1 – Denudación2 – Inmigración

3 – Establecimiento4a – COMPETENCIA

4b – Alteración5 – Estabilización

CLEMENTS (1916) Plant succession: an analysis of the development of vegetation. Pub. Carnegie Inst. 242

CLIMAX

MONOCLIMAXPOLICLIMAX

MODELO DE CLEMENTS



Sucesión

CONNELL & SLATYER (1977) Mechanisms of succession in natural communitiesand their role in community stability and organization. Am. Nat. 111:661-696

Facilitación

Tolerancia

Inhibición

MODELO DE CONNELL & SLATYER


Perturbación

Algunas spp. pioneras Cualquier ssp. pionera

Las pionerasFAVORECEN a las

tardías

Las pioneras son eliminadas

por las tardías a través de la competencia

Las tardías solo podrán instalarse

si las pioneras son removidas o eliminadas

Las pioneras NO INFLUYEN a las

tardías

Las pionerasDESFAVORECEN a

las tardías

FACILITACIÓN TOLERANCIA INHIBICIÓN



Sucesión


Facilitación

Tolerancia

Inhibición

Crocker & Major (1955)Valle glaciario en Alaska



Sucesión


Facilitación

Tolerancia

Inhibición

Sousa (1979)Intermareal inferior en el Pacífico, EEUU



Sucesión

Armesto & Pickett (1985)Matorral mediterráneo, Chile




Escalas





Especies invasoras


El término invasión biológica se refiere al establecimiento y propagación de una especie introducida

Especie introducida = exótica = no nativa =

= que aparece fuera de su área de distribución original

Especie invasora


Impacto sobre la comunidad invadida


Mack et al. (2000)Pennisetum setaceum (norte de África) en bosques abiertos de Hawai



Mack et al. (2000)Eichornia crassipes (América del Sur) en lagos de India


Las invasiones biológicas pueden tener efectos económicos, sanitarios y en el funcionamiento del ecosistema


especies plaga

enfermedades

extinciones





Diferentes maneras...

Lantana camara (América), siglos XIX y XX

Cronk & Fuller (1995)

Linepithema humile (América)

McGlynn (2009)

Opuntia auriantaca (América), SudáfricaMoran & Zimmerman (1991)



El éxito de una invasión y su efecto sobre la comunidad depende de las características de la especie invasora y de la comunidad invadida

ESPECIES INVASORAS COMUNIDAD INVADIDA

alta fecundidadpropagación vegetativareproducción partenogenética (o

hermafrodita)amplia tolerancia fisiológicadieta generalista

clima y hábitat propiciosno saturada de especiessin controles biológicos naturales

Condiciones




Escalas





Escalas

¿Qué es la escala?

La escala denota la resolución con la cual algo se evalúa dentro de un determinado rango

Se refiere a las dimensiones (espaciales y temporales) de los fenómenos

ESCALA = NIVEL

Invertebrados marinosValentine (1970)


Escalas

Componentes de la escala

La escala denota la resolución con la cual algo se evalúa dentro de un determinado rango

resolución grano (foco)

rango extensión

Wiens (1989)


Escalas

Dependencia espacio-temporal

afecta un área pequeñacorta duraciónalta frecuencia

afecta un área grandelarga duración

baja frecuencia

Decide migrar a otro sitio dos veces al año

Decide recorrer el ambiente 104 veces al año

Decide qué planta comer 107 veces al año

En una región elige un sitio para residir

En un sitio elige un ambiente para comer

En un ambiente elige un parche de vegetación

En un parche elige una planta

La frecuencia de las actividades es menor a mayor escala espacial

(¿y cuánto tarda?)


Escalas



Escalas


Holling (1992)



Escalas


Escalas

Escala de paisaje

Cueto (2006)

PAISAJE

Agregado de elementos que forman un patrón de parches, corredores y matriz, creado por la heterogeneidad del sustrato y por la acción de

perturbaciones naturales y humanas


Escalas

Escala de paisaje


Escalas

Escala de paisaje

Elementos del paisaje

1 – Parches2 – Corredores

3 – Matriz

Parches de pajonal en el sur de Australia Westphal et al. (2003)


Escalas

Escala de paisaje

Area relativamente homogénea y ancha (nolineal) que difiere de su entorno

Atributos:

• Tamaño• Perímetro

• Forma • Complejidad del borde



3 – Matriz


Escalas

Escala de paisaje

Franja (lineal) que difiere del hábitat adyacente y conecta parches

Atributos:

• Ancho• Curvilinealidad• Conectividad

Funciones:

• Hábitat (ocasionalmente)• Conducción

• Barrera



3 – Matriz


Escalas

Escala regional

Cueto (2006)

REGIÓN

Area geográfica de gran extensión con características climáticas, fisiográficas,

biológicas, económicas, sociales y culturalesque la diferencian del entorno

Kandus et al. (2006)Delta del rio Paraná




Escalas






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?


Relación especies-área


S = c Az Log S = log c + z log A

Aves en Solomon Islands(Diamond & Mayr 1976)

Anfibios y reptiles en West Indian(MacArthur & Wilson 1967)




Aves en fragmentos de bosque en EEUU(Blake & Karr 1987)

Mamíferos en cumbres montañosas en EEUU(Brown 1971)

“ISLAS”CONTINENTALES




S = c Az

z = 0.25[0.18-0.35]

Diamond & May (1975)

¿POR QUÉ?

Mayor diversidad de hábitats

Mayores abundancias


La Teoría de Biogeografía de Islas


MacARTHUR & WILSON (1967) The theory of island biogeography




MacARTHUR & WILSON (1967) The theory of island biogeography

Equilibrio dinámico (recambio de especies)




Near

Far

S sm S lar

Tasa extinción ÁREA Tasa colonización DISTANCIA







Efecto de la DISTANCIA sobre la tasa de extinción (“efecto rescate”)

Efecto del ÁREA sobre la tasa de colonización (“efecto blanco”)

Tasa extinción ÁREA Tasa colonización DISTANCIA




Escalas





Algunos patrones...


ADIMENSIONALES TEMPORALES

Aves de la Rep. Checa (Storch & Gaston 2004)

Plantas en campos abandonados, EEUU (Inouye et al. 1987)


Algunos patrones...


Dive

rsid

ad

Intensidad / Frecuenciade perturbaciones

CONDICIONES

Tilman & Pacala (1993)Connell (1978)


Algunos patrones...


CONDICIONES


Algunos patrones...


ESPACIALES

Aves en América (Gaston & Blackburn 2000)

Mamíferos en América (Willig et al. 2003)


Algunos patrones...


ESPACIALES

Árboles (Currie & Paquin 1987)

Mamíferos (Simpson 1964)


Algunas explicaciones...


Teoría clásica de competencia

A escala local...




Aves en América (Gaston & Blackburn 2000)

¿explicaciones únicas?..

Patrones universales




Hipótesis relacionadas con el tiempo(comunidades más antiguas son más diversas)

Hipótesis relacionadas con la heterogeneidad del hábitat(a mayor heterogeneidad de hábitat mayor disponibilidad de nichos)

Hipótesis del área geográfica(ambientes que cubren un área mayor son más diversas)

Hipótesis relacionadas con la energía(la energía disponible limita el número de especies que pueden coexistir)


Macroecología


BROWN (1995) Macroecology

Programa de investigación

Se ocupa de entender los patrones a granescala, universales, de amplia generalización

(es decir: cómo se reparten el espacio físico y los recursos nutricionales las especies a gran escala)



Macroecología

Aves terrestres en América del Norte(Brown & Maurer 1987)

Invertebrados en intermareales de Chile (Marquet et al. 1990)

RELACIÓN ABUNDANCIA – TAMAÑO CORPORAL



Macroecología

Primates(Harcourt et al. 2005)

RELACIÓN ABUNDANCIA – TAMAÑO DE LA DISTRIBUCIÓN



Macroecología

Aves de América(Gaston & Blackburn 1996)

RELACIÓN TAMAÑO CORPORAL – LATITUD



Macroecología

Aves de América del Norte(Brown 1995)

RELACIÓN TAMAÑO DE LA DISTRIBUCIÓN – LATITUD

Regla de Rapoport: el tamaño de la

distribución geográfica delas especies aumenta

hacia los polos

Eduardo Rapoport

Documents

Comunidades - Clase 3 - Dinamica