Mutualismo

Francisco Molina Freaner freaner@unam.mx

Universidad de Sonora

Licenciatura en Biología

Curso: ecología

región

biosfera

paisaje

ecosistema

comunidad

interacción

población

individuo

Interacciones entre especies: el caso del mutualismo

¿Que es una interacción mutualista?

• El mutualismo es una relación entre miembros de dos especies que beneficia a ambos

• Gracias a esta relación, los individuos de ambas especies mejoran la sobrevivencia, el desarrollo

o la reproducción • Algunos autores piensan que esta interacción suele

ser una explotación recíproca en lugar de un esfuerzo de cooperación

Modelo de mutualismo

coeficientes de interacción positiva

21:efecto per cápita de la especie 2 sobre la 1

12:efecto per cápita de la especie 1 sobre la 2

dN dt

= (K - N)

K r N Logistico

Predicciones bajo un sistema mutualista

Tipos de mutualismo • El mutualismo puede ser simbiótico o

asimbiótico

• También pueden clasificarse como obligado o facultativo

• En el mutualismo simbiótico, los individuos coexisten y la relación es forzosa. Al menos uno de los dos miembros se vuelve totalmente dependiente del otro. Algunas formas son tan permanentes y forzosas que la distinción entre los organismos se vuelve difusa

Simbiosis • El Mutualismo no es sinónimo de simbiosis • Mutualismo: interacción mutuamente benéfica • Simbiosis (del griego: σύν syn ”juntos"; y βίωσις

biosis "vivir"): asociación intíma y prolongada entre dos o mas organismos de diferentes especies

• La simbiosis puede ser: – De explotación (ej., Malaria) – mutualista (ej., bacteria en intestinos) – neutral (ej., bacterias en la piel)

Origen endosimbiótico de los eucariontes

Lynne Margulis: la simbiosis es muy importante en la naturaleza

Origen endosimbiótico de los eucariontes

Mutualismo simbiótico

• Los individuos coexisten en asociación

intíma y en ocasiones la distinción entre ellos se vuelve difusa.

• Ejemplos de mutualismo simbiótico: – Corales formadores de arrecifes: asociación

entre pólipos y zooxantelas (colonias de Cnidarios y algas)

– Líquenes: asociación entre hongo y alga

Distribución de los arrecifes coralinos en México

Corales

Individuos del coral (pólipos) son carnívoros y se alimentan de zooplancton pero solo obtienen 10% de la demanda diaria de energía. Los corales viven asociados con células vegetales simbióticas (algas), denominadas zooxantelas, las cuales aportan el 90% del carbono mediante la fotosíntesis

Líquenes Los líquenes consisten en un hongo y un alga combinados en un cuerpo denominado talo. El alga suministra alimento a ambos organismos y el hongo protege al alga de la radiación dañina y absorbe y retiene agua y nutrientes para ambos organismos

Pterotermes occidentis, termita endémica del desierto Sonorense. Estudiada por el grupo de Lynn Margulis en la decada de los 80. Se descubrieron mas de 40 especies microbianas viviendo en el tracto digestivo de esta especie de termita. Lo, Margulis, Chase y Nutting (1980). The symbiotic microbial community of the Sonoran Desert termite, Pterotermes occidentis. Biosystems 13:109-137.

Las diferentes formas de Mutualismo también pueden clasificarse ecológicamente en:

• Mutualismo trófico. Ambas especies colaboran para obtener alimento - Hongos micorrícicos - Rhizobium (N2) - corales - líquenes

• Mutualismo defensivo. Comida o abrigo a cambio de defensa

- Relación entre hormigas y acacias

• Mutualismo dispersivo. Comida a cambio de transporte

interacción entre animales y plantas por medio de la cual los animales dispersan polen o semillas a cambio de una recompensa alimenticia (néctar o pulpa) – Polinización biótica – Dispersión biótica de semillas

Mutualismo en la absorción de nutrientes en plantas

• Interacción entre las raíces de las plantas y hongos micorrizos. Los hongos ayudan a la planta en la absorción de nutrientes a cambio de que la planta les suministre carbono como fuente de energía

• Endomicorrizas: crecen en el interior de las raíces, penetrando en las células

• Ectomicorrizas: el micelio entra entre las células de la raíz

• Red que funciona como extensión de las raíces

Endo (a) y ectomicorrizas (b)

El hongo actúa como una extensión de las raíces y capta nitrógeno y fósforo a distancias superiores a las que alcanzan las raíces

Experimentos con y sin micorrizas:

Resultados contundentes

Efecto de la inoculación con micorrizas (M) y la fertilización (F) en el crecimiento de las raíces de Artemisa

pycnocephala, una planta de dunas

Peso

pro

med

io d

e la

raíz

(g)

Con M y F

Sin M y con F

Con M y sin F

Sin M y Sin F

Experimentos con micorrizas

Interacción entre las raíces de leguminosas y bacterias fijadoras de

nitrógeno atmosférico

Atmósfera: 79% N

Mutualismo defensivo: hormigas y Acacia

Herbivoría con y sin hormigas Las ramas de Acacia sin hormigas tienen una mayor cantidad de insectos herbívoros

Sin hormigas Con hormigas Condición

Ram

as c

on in

sect

os h

erbí

voro

s (%

)

Experimentos que evaluan el papel de las hormigas

en el crecimiento y sobrevivencia de la Acacia

Plantas de Acacia con hormigas crecieron mas rápido

La sobrevivencia de juveniles habitados por hormigas sobrevivieron mas que los juveniles sin hormigas

Altu

ra d

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s pla

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(cm

)

Sobr

eviv

enci

a (%

) Con hormigas

Sin hormigas

Sin hormigas

Con hormigas

Fecha Fecha

25 Mayo 16 Junio 3 Agosto 18 Octubre 13 Marzo 10 Junio 6 Agosto

Mutualismo asimbiótico

• Muchas relaciones mutualistas son asimbióticas

• En este caso, los mutualistas viven vidas físicamente separadas pero son interdependientes entre si para determinada función esencial

• La polinización biótica de angiospermas y la dispersión biótica de semillas representan casos de mutualismo asimbiótico

Polinización biótica de angiospermas • Polinización biótica vs. abiótica • Las plantas proporcionan recompensas [néctar

(rico en azúcares), polen (rico en proteínas), aceite (rico en lípidos)] a cambio que los animales transporten el polen entre los estambres de una flor al estigma de otra flor de diferentes plantas de la misma especie

• Síndromes de polinización: características a las que convergen las flores polinizadas por abejas, mariposas, esfíngidos, colibríes y murciélagos

• Polinizadores especialistas vs. generalistas

Tipos de polinizadores

Dispersión de semillas Frutos con pulpa rica en azúcares que atraen a dispersores que consumen las semillas y la pulpa. Al pasar por el tracto digestivo, solo digieren los azúcares de la pulpa y las semilas pasan viables. Al perchar, defecan y depositan las semillas

en sitios favorables para la germinación y establecimiento de plántulas

Facilitación en Desiertos: Facilitar el establecimiento de plántulas debajo de la copa de árboles al reducir la radiación y la temperatura; proporcionar un hábitat propicio para las plantas

Competencia

Depredación

Parasitismo Mutualismo

Comensalismo

¿Cómo están integradas?

Redes de interacciones ecológicas

Nuevo campo de estudio en la ecología

Conceptos importantes

• ¿Qué es una interacción mutualista? • Tipos de mutualismo • Clasificación ecológica: trófico, defensivo,

dispersivo. • Ejemplos de mutualismo asimbiótico:

polinización y dispersión.

Lectura opcional: Leer segunda parte del capítulo 15 de Smith y Smith (2007):

Parasitismo y mutualismo

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