ECOLOGIA: INTERRELACIÓN DE LOS ORGANISMOS
CON SU MEDIO.
Medio ambiente
alimentos
humedad
Individuo
luz
temperatura
refugios
Otros individuos
Condiciones: características físico químicas del ambiente
que determinan donde puede vivir un individuo: sobrevivir,
crecer o reproducirse
Recursos: son las cosas que los organismos consumen
para poder sobrevivir, crecer o reproducirse. El uso por un
organismo los hace indisponibles para los otros.
Condiciones: factores del medio ambiente que influyen el
desenvolvimiento de los individuos
No son consumidas.
Temperatura, pH, salinidad
Pueden ser modificadas por los organismos
Movimiento de abejas aumenta la temperatura de la
colmena
Pisoteo de ganado cambia aireación y compactación del
suelo
Lombrices cambian aireación del suelo
Árboles cambian condiciones de insolación
Desechos de organismos cambian pH del agua o suelo
Recursos: son las cosas que los organismos consumen para
poder sobrevivir, crecer o reproducirse
•Proveen energía para las funciones vitales.
•Proveen materiales para construir las estructuras
de los seres vivos.
•Satisfacen otras necesidades, como refugios, sitios de
nidificación
•Son consumidos, o el ser utilizados por un individuo
los hace indisponibles, al menos temporalmente,
para otros individuos
•Se caracterizan por su abundancia y disponibilidad
•Pueden generar competencia
¿Condición o recurso?
Pasto, árbol, aire, vacas, luz
Árboles, sombra, viento, tierra volando
Interacción de los individuos con
el medio
Condición ambiental
Individuo
Medio interno
Barrera
cte
Puede fluctuar
Homeostasis: Mantenimiento
de un medio interno constante.
Monitoreo
Regulación
El control del medio interno varía según los
organismos
unicelulares
Mamíferos, aves
>
Constancia del medio
interno
Insectos, anfibios, reptiles
Independencia del
medio externo
<
La necesidad de mantener un medio interno constante influye
sobre las condiciones y recursos que permiten sobrevivir
Nicho ecológico y rangos de tolerancia
Rango de tolerancia: rango de intensidades de una condición o
tipos y disponibilidades de un recurso donde los individuos de
una especie pueden al menos sobrevivir
Nicho ecológico de la especie según Hutchinson: rangos de
las condiciones y recursos, ESPACIO MULTIDIMENSIONAL
donde se puede mantener una población viable
+ cálido
Rango de
tolerancia
+ frío
Nicho ecológico
+ húmedo
Rango de tolerancia
+ seco
Concepciones anteriores del nicho ecológico
Hábitat de la especie (Elton 1927)
Función o papel que cumple en el ecosistema
(Grinnell 1917)
La interacción con otros individuos afecta el uso de los
recursos y el espacio (con las condiciones asociadas)
Una especie puede utilizar un rango más amplio de
condiciones y recursos cuando está sola que en presencia
de competidores o depredadores
Nicho pre interactivo
> Nicho post interactivo
Agua
Refugios
Alimento
Se asume que las distintas dimensiones del nicho son
independientes
Problemas del Nicho Hutchinsoniano
1- Supone que todos los puntos dentro del hipervolumen
tienen la misma probabilidad de supervivencia de la especie
2-No todas las combinaciones de factores ambientales son
posibles, el nicho entonces es menor que el definido por el
hiperespacio
3- El nicho fundamental está definido según todas las
variables abióticas y bióticas, pero el realizado se basa
principalmente en relaciones de competencia. (Algunos autores
incluyen en el realizado el efecto de la depredación y otras
interacciones)
Ampliando la visión de nicho de Hutchinson
- ¿Qué pasa con el nicho post interactivo respecto al
fundamental pre interactivo si las interacciones entre especies
son positivas?
Alimento
Nicho realizado
Agua
Nicho
fundamental
Ejemplo: asociación de plantas con bacterias fijadoras de
nitrógeno les permite vivir en suelos pobres en nitrógeno, en
ausencia de bacterias tendrían nicho más chico
Nicho fundamental: Donde podría existir
Nicho realizado: donde realmente existe
Dentro del espacio del nicho hay valores que son más
favorables que otros para el desempeño de los individuos
de la especie
+ cálido
Crecimiento
Reproducción
Supervivencia
+ frío
+ húmedo
+ seco
¿Cómo podemos conocer el nicho de una especie?
¿Por su distribución?
¿Por su fisiología?
¿Por su comportamiento?
Respuesta de los individuos a distintas intensidades de una
condición
El óptimo se encuentra en valores intermedios
Desenvolvimiento de los
individuos
Reproducción
Crecimiento
Supervivencia
Intensidad de la condición
Desenvolvimiento de los
individuos
R
C
S
Intensidad de la condición
El óptimo se encuentra a intensidades mínimas
Sustancias tóxicas
El óptimo se encuentra a bajas intensidades de la condición
Desenvolvimiento de los
individuos
Intensidad de la condición
Metales pesados como Cu, Fe.
Son necesarios en pequeñas cantidades (micronutrientes)
En altas concentraciones son tóxicos
Así como hay rangos de tolerancia para las condiciones, hay
rangos de recursos dentro de los cuales los organismos
pueden desarrollarse
Nitrógeno
Zona de
decrecimiento
por falta de
agua
Zona de
decrecimiento por
falta de ambos
Isoclina para agua
Isoclina
para
nitrógeno
Zona de
decrecimiento por
falta de nitrógeno
Agua
Isoclinas de equilibrio: puntos de crecimiento 0
Interacción recurso- organismo
R2
Vector
consumo
Vector de
renovación
Vector
de
consumo
Punto de
oferta
Vector
renovación
Vector de renovación
Vector de consumo
R1
Dos recursos limitan el crecimiento de una especie
La especie
está más
limitada por
RB
RA
Punto
de
oferta
Renovación
Consumo
1
2
isoclina
Renovación
Consumo
La especie
requiere más
RA
La especie
está más
limitada por
RA
RB
¿Cuál de los recursos se requiere más para crecer?
R1
¿Cuál de los recursos es más limitante de acuerdo
al punto de oferta?
R2
R2
Punto de oferta
R1
¿Cuál de los recursos se requiere más para crecer?
R2
¿Cuál de los recursos es más limitante de acuerdo
al punto de oferta?
R2
R2
Punto de oferta
R1
Interacciones entre recursos
Recursos Esenciales: la presencia de uno no influye
sobre la necesidad del otro, ambos son necesarios
R2
R1
Las plantas necesitan Carbono y Nitrógeno
Animales necesitan Oxígeno y Hierro
El crecimiento depende de cada uno en forma independiente
Interacciones entre recursos
Recursos Esenciales: la presencia de uno no influye sobre la
necesidad del otro, ambos son necesarios
R2
Hay crecimiento
Isoclina de crecimiento 0
hay
crecimiento
NoNo
hay
crecimiento
R1
Recursos Perfectamente Sustituibles: se sustituyen exactamente
R2
Hay crecimiento
Isoclina de crecimiento 0
No hay crecimiento
R1
Recursos Sustituibles: se sustituyen exactamente
R2
Sólo R2
R1+R2
Sólo R1
R1
Un recurso puede reemplazar al otro
No necesariamente son iguales
Trigo o avena
para pollos
Si se consumen juntos es necesaria
menor cantidad de cada uno
Carne de cebra o
antílope para león
Recursos sustituibles complementarios: necesita menor
cantidad total si se consumen a la vez
R2
6
Perfectamente
sustituibles
4
2
Sustituibles
complementarios
0
0
2
4
6
R 1
Para alcanzar el crecimiento si se consumen juntos los
dos recursos es necesaria menor cantidad de cada uno
y menor cantidad total
Humanos alimentándose de arvejas y arroz que proveen
distintos aminoácidos
Recursos antagonistas: cuando son consumidos juntos se
requiere una cantidad total mayor para poder crecer
R2
5
Zona de crecimiento
3
5<(4+3)
4
2
Tóxicos que actúan en forma sinérgica.
5
R1
Si se consumen por separado no producen efecto tóxico
Al consumirse juntos la cantidad de cada uno es menor pero
la cantidad total necesaria es mayor que si se consumen por
separado
Inhibición: los recursos se vuelven inhibidores del
crecimiento a altas concentraciones
No C
No C
R2
No C
C
No C
No C
R1
Desenvolvimiento de
los individuos
Micronutrientes que
a altas
concentraciones
son tóxicos
R
EFECTOS DE LAS CONDICIONES
Dependen
Distribución en
tiempo
Intensidad
Duración
Del organismo
No es lo mismo un día frío que una semana continua.
No son lo mismo dos horas diarias de frío, que 20 horas de
frío
¿Por qué?
Generan respuestas que tienen un costo
Generan respuestas que pueden ayudar a sobrevivir
Las condiciones pueden actuar como ESTÍMULO o
INDICADORES de cambios que se avecinan en el
ambiente.
Acortamiento de días
Lluvias
temperatura
Migración de aves
Germinación de
plantas
Floración
Las condiciones pueden afectar las relaciones entre individuos:
si un individuo se encuentra en su óptimo, va a tener ventaja
sobre otro que esté en el límite de su rango de tolerancia
desenvolvim
iento
Especie A
Intensidad de la condición
Especie B
La temperatura como condición
De acuerdo a la capacidad de generar calor los
organismos pueden ser:
Ectotermos
Dependen de fuentes externas de calor.
Pueden controlar su temperatura corporal hasta cierto
límite, por rasgos comportamentales:
•tomar sol o buscar la sombra
• mantenerse activos
• usar cuevas
•Presentar estacionalidad en el ciclo
•Ejemplos: peces, reptiles, anfibios, insectos
Endotermos
Tienen la capacidad de generar calor dentro del propio
cuerpo
Logran mantener una temperatura corporal constante
independientemente del ambiente (dentro de ciertos
límites), ya que la endotermia tiene un costo.
Mamíferos, aves
De acuerdo al grado de regulación de la temperatura
Poiquilotermos: su temperatura varía con la del
ambiente
Homeotermos: mantienen su temperatura corporal
constante
Efectos de temperaturas altas:
•desnaturalización de proteínas
•desbalance de procesos (por ej. Respiración y fotosíntesis)
•deshidratación
Efectos de temperaturas bajas
•Muerte por cristalización del agua en el interior de las células.
•Retraso en las funciones metabólicas
•lesiones en las plantas, deshidratación
Respuesta metabólica frente a la temperatura
Consumo de
O2
Ectotermos
Tasa de
desarrollo
Temperatura
Temperatura
Grado- día: los ectotermos necesitan una combinación de
tiempo y temperatura para su desarrollo
Un saltamontes necesita para la eclosión de los huevos 17.5
días a 20 ° C, pero 5 días a 30 ° C
Relación entre el tiempo de desarrollo de los estadios
inmaduros del mosquito Ochlerotatus albifasciatus y la
temperatura
Grupo de Estudio de Mosquitos. Depto EGE. FCEN.
UBA
Endotermos
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Zona termoneutra
Zona termoneutra
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
Temperatura ambiente
Gasto metabólico
temperatura corporal
En algunos casos el costo metabólico de mantener la temperatura
corporal a bajas temperaturas es demasiado alto: se abandona la
termorregulación, se entra en hibernación o torpor
El conocimiento del efecto de las condiciones ambientales
sobre distintos tipos de organismos ha permitido al
hombre:
Definir tierras aptas para cultivo. Por ej: Mapas del INTA
de acuerdo a precipitación y temperatura
Manejar tiempos de producción. Ej: floricultura
Generar condiciones de cría o cultivo. Ej:
invernáculos
Elaborar mapas de riesgo de transmisión de
enfermedades.
Ej: para dengue, Chagas, hantavirus
Condiciones de temperatura aptas para A. aegypti
T·mínima>0·C
T máxima<40·C
T media diaria =20·C
Tesis Licenciatura en Ciencias Biológicas. A. Carbajo
Altura, demografía y distribución de A. aegypti
Demografía: >10 hab/km2
Altura <3000 m
Respuestas de los organismos frente a
condiciones adversas
TOLERANCIA: el organismo se mantiene reduciendo los
niveles metabólicos.
Coníferas del hemisferio norte. Reducen la fotosíntesis en
invierno, pero no la suspenden del todo. Los mamíferos
interrumpen la reproducción y su actividad.
ESPECIALIZACIÓN: Existen adaptaciones particulares.
bacterias termófilas
peces de agua salada
¿Qué significa extremo?
roedores de salinas
Plantas de desiertos
EVITAMIENTO: Los organismos evitan determinadas
condiciones, a través de la migración, de pasar las etapas
desfavorables en forma de semillas o formas de resistencia.
Aves migradoras
Plantas anuales
Formas de resistencia: huevos, pupas, esporas
Las respuestas adaptativas de los organismos frente a las
condiciones ambientales pueden ser de distintos tipos:
FISIOLÓGICAS, MORFOLÓGICAS, COMPORTAMENTALES
Funcionamiento de riñones
Uso de agua metabólica
Grasa parda
Fisiológicas
Mecanismos contra corriente
Hibernación y torpor
Flujo contracorriente
Variación de la temperatura corporal en animales que
hibernan
Figura: Townsend, Harper, Begon. 2000. Essentials of Ecology. Blackwell
Adaptaciones Morfológicas
Pelaje
Depósitos de grasa
Tempe
ratura
> S/V
Forma corporal
Tamaño corporal
Tamaño extremidades
Agua
Forma de hojas
Luz
Tamaño de hojas
Luz
Sombra
< S/V
Adaptaciones Morfológicas
Regla de Bergmann: Tamaño corporal aumenta en especies o
géneros de temperaturas más frías
Variación de tamaños de especies de pingüinos según la
latitud
>latitud, < temperatura
< latitud, >temperatura
>Tamaño implica menor relación superficie/volumen
> Tamaño implica menor superficie de pérdida de calor en
relación al producido
Adaptaciones Morfológicas
Regla de Allen: Tamaño de extremidades se achica en
especies o géneros de temperaturas más frías
Respuestas comportamentales
Comportamiento social
Uso de cuevas
Asolearse
Movimientos
Migraciones
Lagartija carpetana. Vive en zonas montañosas de
España
La temperatura corporal media es de 29,4 ºC
La velocidad de carrera se maximiza a 34,5 ºC
Usa heliotermia y tigmotermia para mantener la temperatura
Cambia de posición para aumentar la incidencia de los rayos solares
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