UNIVERSIDAD NACIONAL DE AGRICULTURA

ECOLOGIA GENERAL

ECOLOGIA GENERALEvaluacin:

Tres parciales de 25% c/u75%Trabajo de investigacin15%Trabajo prctico10%Nota. La clase completa o grupos separados pueden proponer un trabajo prctico que tenga resultados esperados positivos para la UNA desde el punto de vista ecolgico.

Trabajos de investigacinCambio climticoManejo de residuosEl aguaDeforestacin en HondurasAsentamientos humanos (Honduras)El uso de agroqumicosLa declaracin de Ro (cumbre de la tierra)Pago por servicios ambientales

ECOLOGIADel griego OIKOS

Premisa fundamental: Promocin del desarrollo sostenible

Relacin con otras ciencias: Biologa, Fsica, Estadstica, Sociologa, ...

ECOLOGIA...Segn Krebs (1985) Ecologa es el estudio cientfico de las interacciones que regulan la distribucin y la abundancia de los organismos.

Donde estn? En que cantidad? Porqu estn presentes?

Estudio de la ecologaPuede abordarse desde tres puntos de vista:DescriptivoDescribir grupos y sus interacciones FuncionalSe orienta a las relaciones (como existen las poblaciones y comunidades y como pueden ser medidas)EvolutivoConsidera a los organismos como producto de la evolucin. La ecologa funcional estudia causas inmediatas La ecologa evolutiva estudia causas finales

Aspectos ecolgicos a considerar Distribucin y abundancia de organismosEstablecer las causas es el problema bsico de la ecologa (matriz de espacio y tiempo)

Anlisis a nivel de poblacin, de especie o de comunidad

Aspectos ecolgicos a considerarNiveles de integracinPoblacin, comunidad y ecosistemaA cada nivel le corresponden atributos y problemas separados y diferenciados: Poblacin = Densidad Comunidad = Diversidad de especies

BisferaEcosistemaComunidadOrganismo

Condiciones y RecursosRemitirse al anlisis de la Lectura No. 1

Fig 1

Condiciones y Recursos

Condiciones y Recursos

Condiciones y Recursos...

Condiciones y Recursos...Fig 5

Condiciones y Recursos...

Condiciones y Recursos...Da nublado 500. Un cacaotal menos de 100. 2000 la mayor intensidad de RAFA sobre la tierraFig 7a

Condiciones y Recursos...* SaturacinIntensidad lumnicaFig. 7b El PCL de las plantas tolerantes es menor, dando un rango de valores del flujo cuntico donde la tolerante crece

Condiciones y Recursos...Figura 8

Condiciones y Recursos...Figura 9

ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE ECOSISTEMAS TROPICALESEcolgicamente son sosteniblesTierras regulares y pobres para el uso agrcola al que las dedica el hombreTala y quemaPunto importante de este argumento:Parar la deforestacin y cubrir la tierra con rboles?El estudio del funcionamiento de estos ecosistemas (generar conocimiento)

EL ECOSISTEMAUnidad compleja de componentes ambientales y biticos en interaccin recproca (interdependientes) (Odum)Componentes biticos:Auttrofos (productores)Hetertrofos (consumidores y desintegradores)

Estructura funcional del ecosistema:Se refiere a la distribucin de sus componentes en el espacio tridimencionalEn trminos funcionales:Metabolismo autotrfico intenso se realiza en el estrato ms alto del ecosistema

La actividad heterotrfica ms intensa tiene lugar en el suelo (descomp-detrito)

Funcionamiento del ecosistema:Se consideran varios aspectos, el ms importante, del cual las dems funciones del sistema pueden ser vistas como sub-procesos, es la produccin de biomasaTransferencia de energa y materiales de un componente a otro (ciclos-flujo)Ciclaje de nutrientes posibilitado por el proceso de la descomposicin (esquema)

Flujo de energa y produccin primariaBiomasa: peso seco total de una comunidad biolgicaLa tasa de fotosntesis para el ecosistema entero es PPB (productividad primaria bruta)Respiracin (prdida continua)PPN (productividad primaria neta)

Flujo de energa y produccin primaria

PPN = PPB R

PPN representa la biomasa vegetal producida por unidad de terreno, por unidad de tiempo (ton/Ha)

CADENAS ALIMENTICIASLa cadena alimentaria es una sucesin de organismos a travs de la cual fluye energa por transferencia.

Es un sistema concatenado donde cada eslabn o nivel trfico se alimenta y obtiene energa del que lo precede y a su vez es consumido por el siguiente eslabn.

CADENAS ALIMENTICIAS...Ecosistema = Red alimentariaLa base son los productores primariosNivel trfico: se refiere a la ubicacin o peldao particular que est ocupando una poblacin especie en el proceso de transferencia de energaN1=Primer nivel/productoresN2=Segundo nivel/consumidores primarios (herbvoro)N3= Tercer nivel/Consumidor secundario (carnvoro primario)

CADENAS ALIMENTICIAS...Pirmide ecolgica (o de biomasa): es una representacin grfica del flujo energtico a travs de la cadena alimentaria.

En general, el paso de alimento de un nivel a otro, presupone una prdida considerable de energa (90% aprox. para cada eslabn)

CADENAS ALIMENTICIAS...Porque una pirmide?Un organismo grande necesita alimentarse de muchos organismos pequeos, de un nivel trfico ms bajo, para conseguir la energa que necesita. Por otro lado, se pierde energa en cada paso de la cadena, por lo que hay menos energa disponible para los niveles trficos superiores y los organismos de estos deben comer ms para obtener la energa necesaria para vivir.

CADENAS ALIMENTICIAS

CADENAS ALIMENTICIAS...

CADENAS ALIMENTICIAS... AuttrofoTejido vegetal

CADENAS ALIMENTICIAS...

CICLOS BIOGEOQUIMICOSLa vida depende de la cosecha de la energa solar, de la asimilacin del carbono de la atmsfera y de la absorcin de nutrientes minerales contenidos en el sueloLos nutrientes minerales, al igual que el carbono, son utilizados a travs de un proceso cclico

CICLOS BIOGEOQUIMICOS...Se identifican dos tipos de ciclos:a)Ciclos voltiles o gaseosos: de aquellos elementos que presentan una importante fase gaseosa durante el ciclo, como el nitrgeno, carbono, O2, S y N (ciclo abierto)b) Ciclos no voltiles o sedimentarios: de aquellos elementos que no presentan la fase gaseosa, como Ca, Mg, K y P (ciclo cerrado)

CICLO GENERAL DEL CARBONOAtmsfera

Biomasa vegetal (productores)ConsumidoresDetrito orgnico y desintegradoresMinerales primarios SueloPrdidas (R)Ciclo de materialesCICLOS BIOGEOQUIMICOS..

CICLO DEL CALCIOLixiviacin 13.6Suelo=almacen 510Detrito orgnico y desintegradores 370 Biomasa vegetal (productores) 484 Kg/Ha/aoConsumidoresMinerales primarios 74,200 Kg = 98%21.1Meteorizacin1%47.4 Kg41 KgImport. lluvia 2.262.2

Ecologa de poblacionesMaterial escrito:Distribucin y abundanciaEcuacin logsticaTablas de vidaOtros

Figura 4

TABLAS DE VIDA

Dinmica Tabla de vida.doc

Edad especfica

INTERACCIONES ENTRE ORGANISMOSCOMPETENCIAInteraccin ms importanteDisponibilidad de recursosRecursos insuficientes:Reduccin de crecimientoReduccin de rendimientoMayor susceptibilidad a plagasMuerte

COMPETENCIA: Interaccin entre individuos, efectuada por un requerimiento compartido de un recurso de disponibilidad limitada, conduciendo a una reduccin del crecimiento y/o la reproduccin y de la sobrevivencia de los organismos que compiten.

COMPETENCIA...Tipos de competencia:IntraespecficaInterespecfica

COMPETENCIA INTRAESPECIFICACaractersticas:Solo se da cuando la disponibilidad del recurso es limitadaAfecta diferentes etapas del ciclo de vida de la plantaEs asimtricaEl efecto de la competencia sobre una planta es mayor mientras ms plantas compiten con ellaConduce en muchos casos a la muerte de las plantas ms perjudicadas

Procesos relacionados con la competencia intraespecfica:La dependencia de la densidad y el control de la abundanciaLa mortalidad y la reproduccin per capita presentan correlaciones fuertes (+ y -) con la densidad

Patrones generales de dependencia de la densidad:Tasa de N y MDensidadNMK

Patrones generales de dependencia de la densidad:El punto de interseccin representa un equilibrio estable. La densidad tender siempre a acercarse a l debido a sus relaciones con los procesos de natalidad y mortalidad. Por ello, se dice que la competencia intraespecfica tiende a regular el tamao de la poblacin.

Patrones generales de dependencia de la densidad:A nivel individual:A mayor densidad, menor tasa de crecimiento y menor rendimiento (biomasa) = relacin inversa densidad-biomasaA nivel poblacional:Ley del rendimiento final constante: relacin densidad-biomasa total/unidad de rea tiende a ser constante

Procesos relacionados con la competencia intraespecfica:2. Auto-raleoLa competencia provoca mortalidad al interior de la poblacin

Poblacin coetanea tamao crtico competencia zonas de disminucin de recursos se traslapan

A mayor densidad, menor tamao crtico y ms temprano se inicia la competencia

Auto-raleo...Inicialmente se establece la gerarqua de individuosEl nmero de plantas disminuye, la biomasa promedio de las sobrevivientes aumentaEl auto-raleo tiende a eliminar la asimetra de la poblacin (luego de un perodo de mortalidad)

COMPETENCIA INTER-ESPECIFICAA los individuos de una especie se les disminuyen la fecundidad, la sobrevivencia y el crecimiento debido a la explotacin de los recursos por los individuos de otra(s) especie(s) Malezas CultivoA menudo es asimtrica, pero en trminos de potencial competitivo entre especies (malezas son fuertes copetidoras)

COMPETENCIA INTER-ESPECIFICA...El nicho y el Principio de exclusin competitiva

Nicho fundamental versus Nicho realizado- hay o no hay competidores- hay sectores que la especie no puede ocupar o aprovechar?

COMPETENCIA INTER-ESPECIFICA...Ejemplo 1Creciendo solos:Galium hercynicum = suelos cidosGalium pumilum = suelos calcareosEn competencia: - El nicho realizado de G. Hercynicum no incluye los suelos calcareos y viceverzaEn condiciones de vivero, ambas especies crecen en monocultivo en ambos tipos de suelo

COMPETENCIA INTER-ESPECIFICA...Sembradas juntas, solo una sobreviveHay separacin de nichos de acuerdo a la gradiente pH del sueloHay exclusin competitiva en los extremos de la gradienteEn otros casos lo que se da es una Diferenciacin de nichos por medio de la reparticin de los recursos

COMPETENCIA INTER-ESPECIFICA...Se da la Coexistencia de 2 especies en un mismo sitio (Typha sp.)

T. latifoliaT. angustifoliaAmbas especies coexisten, pero T. Latifolia excluye a T. Angustifolia del agua menos profundaGradiente = profundidad del agua

COMPETENCIA INTER-ESPECIFICA...Ambos ejemplos se enmarcan dentro del principio de exclusin competitiva o principio de GAUSE:

Si dos especies competidoras (o ms) coexisten en un ambiente estable, la coexistencia se debe a la diferenciacin de sus nichos realizados. Sin embargo, si la diferenciacin no es posible, una de las especies (la competidora ms fuerte) eliminar a la otra.

LA DEPREDACIONConsumo de un organismo por otro organismo.Excluye la descomposicin y la detririvoraTipos de depredacinC. taxonmica: carnivora, herbivora, omnivoraC. funcional: Depredadores verdaderos = matan varias presas en su vida

LA DEPREDACION Ramoneros = Atacan varias presas durante su vida, causan dao, pero raras veces la muerte; por lo menos a corto plazo Parasitoides = Se clasifican como tal sobre la base de los hbitos de oviposicin que presentan las hembras. Presentan una estrecha relacin con un solo hospedero, al cual no mata inmediatamente.

LA DEPREDACION Parsitos = Su ataque es rara vez letal (a corto plazo) Se alimentan (por lo general) de un solo individuo durante su ciclo de vida (cuscuta, mata palos, bacteria de la tuberculosis)

Efectos de la depredacin (Herbivora)Efectos sobre una planta individual:Que parte se afectaMomento en el ciclo de vida en que se produce el daoLa planta dispone de mecanismos de respuesta al ataque de herbvoros: armas fsicas y qumicas, reorganizacin fisiolgica despus del ataque,

La compensacin vegetalCuando bajo el ataque de herbvoros la tasa neta de prdida de biomasa por la planta es menor que la tasa de consumo de biomasa por los herbvoros, se considera que la planta est compensando por el ataque.

Mecanismos generales de compensacin:Se reduce la competencia por sombreamiento con otras plantas

La compensacin vegetalSe incrementa la tasa de fotosntesis por unidad de peso foliar remanenteSe movilizan reservas de CHOs y/o proteinas desde los almacenes de la planta para mantener el crecimientoSe cambian los patrones de distribucin de los productos de la fotosntesisSe reduce la mortalidad natural de los rganos de la planta

La compensacin vegetalLa movilizacin de CHOs almacenados contribuye a cubrir temporalmente la prdida de capacidad fotosinttica.Se da un cambio en la distribucin de los productos de la fotosntesis = se consumen en la regeneracin de tejido daado Figura Pinus radiata con ataque de un insecto barrenador..\Pino.jpg

La compensacin vegetalEl grado de compensacin y su efectividad vara entre procesos fisiolgicos (fuentes y recipientes en +/- equilibrio) por ejemplo:Si a una plntula se le poda la yema apical del tallo principal, se reduce la tasa de fotosntesis: menos demanda = menos produccinSi a esa misma plntula se le eliminan hojas, la demanda de los recipientes se mantiene y la planta compensa esa demanda aumentando la tasa de fotosntesis por peso foliar remanente.

Grado de ataque de los herbvorosFrecuenciaIntensidadCalidad del tejido vegetal vivoNitrgeno

Grado de ataque de los herbvorosEl contenido de N es un ndice general de calidad del tejido vegetal

Importancia: Hay grandes diferencias entre el contenido de N en los recursos que consumen y el que deben mantener en sus propios cuerpos

Grado de ataque de los herbvorosUn ejemplo: En hojas hay de 1% a 4% de N (peso seco) Los herbvoros deben mantener en sus cuerpos aproximadamente un 10% de N

Para conseguir el N necesario para fabricar 10 g de peso seco de su propia biomasa deben consumir de 25 a 100 g de tejido vegetal (peso seco)

Grado de ataque de los herbvorosPrctica: Si una especie x posee 2% de N (peso seco), cuanto tejido vegetal debe consumir un herbvoro x para fabricar 20 gramos de su propio peso?

Debe consumir 100 gramos

DESCOMPOSICION(Ecosistemas terrestres)Cuando una planta o animal se muere, se le caen hojas, piel, heces, frutos, etc.; su cuerpo los materiales que bota se transforman en un recurso para los organismos desintegradores y detritivoros.

Organismos involucradosDesintegradores, principalmente bacterias y hongos.Detritvoros (protozoarios, nematodos, caros,lombrices, coleopteros, otros), estos consumen materia orgnica muerta

Su actividad posibilita la liberacin de nutrientes que contiene el detrito, permitiendo que otros organismos los aprovechen.

Importancia de la descomposicinEs un eslabn crtico en el ciclaje de nutrientes (que representa la base de la sostenibilidad de un ecosistema), e involucra la liberacin de energa y la mineralizacin de nutrientes.

PasResiduos domsticos/aoPersona/aoNoruega1,700,000 Ton415 KgJapn40,225,000 Ton288 KgUSA200,000,000 Ton875 Kg

Proceso de la descomposicinConsta de varias etapas, dependiendo de los compuestos que se van a degradar y de las enzimas que poseen los microorganismosNormalmente, se da una sucesin de organismos y las ltimas etapas son ms lentas y se llevan a cabo por hongos de crecimiento lento, menor fecundidad y metabolismo mas especializado.

Proceso de la descomposicinEl nmero de especies desintegradoras va disminuyendo a medida que los materiales se vuelven ms resistentes. 100% restante TiempoCHOsLigninaHemicelulosaCelulosa

Proceso de la descomposicinHongos y bacterias (alta poblacin) que utilizan materiales solubles y libres como cidos amnicos y azcares (Rhizopus, Penicillium,...)Los recursos restantes (celulosa, lignina, keratina) son mas resistentes, el proceso es mas lento (ascomicetos, actinomicetos,...)El nmero de especies sobre el tejido va disminuyendo a lo largo de la sucesin.

Tasa de descomposicinDepende de la poblacin de organismos, de la temperatura y del rgimen hdricoEl estircol forma una proporcin importante de la materia orgnica del suelo:Las heces de vertebrados carnvoros son de baja calidad (son eficientes asimilando recursos)El estircol de los herbvoros es relativamente rico en nutrientes y es relativamente abundante.

Factores que afectan la descomposicinContenido de nitrgeno: la protena forma entre 38 y 72% del peso seco de bacterias e invertebrados detritivoros.El proceso se acelera agregando N mineralUna poblacin en aumento puede provocar deficienciasCompuestos estructurales (Lignina, etc.)

Factores que afectan la descomposicinTemperaturas bajasSustrato muy hmedo o muy secoSustrato muy cido (baja la densidad poblacional)Estructura y porosidad del ambiente

SUCESIONComunidad: Es un conjunto de poblaciones de diversas especies que viven en una regin o en un hbitat particular. Una Comunidad bitica sufre cambios de manera ms o menos constante.Sucesin es el trmino empleado para referirse al reemplazo continuo de una comunidad, el cual termina cuando se alcanza la etapa clmax

SUCESION...El proceso de sucesin es el resultado de:Climab) Hbitat fsicoc) Actividades de los organismos de la comunidad anteriorEjemplo: los lquenes (organismo explorador)Esporas de los musgos germinen y se establezcan sobre la piedraLos musgos proporcionan condiciones ideales para el establecimiento de helechos

SUCESION...A la serie de pasos o comunidades durante el proceso de sucesin se le llama sere Despus de atravesar varias comunidades relativamente transitorias (etapas serales) se llega a una comunidad Clmax que es la mejor adaptada a las condiciones de clima y suelo dominantes.

SUCESION...Sucesin primaria: Cuando la sucesin que ha conducido a la etapa clmax comenz en un rea como una piedra o arena de exposicin reciente no ocupada anteriormente por una comunidad bitica. A la primera etapa seral se le denomina comunidad pionera

SUCESION...Sucesin secundaria: Cuando la sucesin de comunidades ha tenido lugar en un rea de la que una comunidad ha sido eliminada (ejm. Un bosque talado) El proceso de la sucesin secundaria es muy rpido ya que los elementos nutritivos, organismos del suelo y otros elementos estn ya presentes, debido a las actividades de los organismos anteriores.

ZONAS DE VIDA DE HONDURASZona de vida. Es una rea geogrfica con caractersticas especficas tales como: clima, flora, fauna y suelo. La latitud y altitud son factores determinantes que diferencian las zonas de vida del norte y sur del ecuador. Holdrige (1962) clasific los ecosistemas de Honduras por zonas de vida, reconociendo ocho bio-regiones.

ZONAS DE VIDA DE HONDURASBOSQUE MUY SECO TROPICAL (BMS-T)BOSQUE SECO TROPICAL (BS-T)BOSQUE HUMEDO TROPICAL (BH-T)BOSQUE SECO SUB-TROPICAL (BS-ST)

ZONAS DE VIDA DE HONDURAS...5. BOSQUE SECO SUB-TROPICAL (BS-ST)6. BOSQUE HUMEDO SUB TROPICAL (BH-ST)7. BOSQUE MUY HUMEDO SUB TROPICAL (BMH-ST)8. BOSQUE HUMEDO MONTANO BAJO SUB TROPICAL (BH-MBST)

ZONAS DE VIDA DE HONDURAS...1. BOSQUE MUY SECO TROPICAL (BMS-T)a) Cobertura vegetal compuesta por bosques secundarios. rboles y arbustos con corteza gruesa para resistir el fuego y cuentan con sistema radicular profundo. b) Clima, con temperatura anual promedio de 24 C y precipitacin pluvial de 500-700 mm/ao. La evaporacin y la transpiracin anual es mayor que la precipitacin, lo que ocasiona una necesidad considerable de agua.

BOSQUE MUY SECO TROPICAL (BMS-T)... c) Localizacin: El rea de mayor tamao est en la parte nor-oeste del pas, parte del valle del aguan y el departamento de Yoro. Menos extensas son las reas al suroeste del Paraso (Texiguat) y al noreste de Choluteca (Morolica). Alturas de 100-600 msnm. d) Flora: Acacia, carreto, cactus, tuna, pinos. e) Fauna: Mapache, iguana, armadillo, comadreja.

ZONAS DE VIDA DE HONDURAS...9. BOSQUE LLUVIOSO MONTANO (BML)No es comn encontrar esta zona y es difcil delimitarla geogrficamente por falta de datos climticos. Se ha reportado en Celaque y Santa Brbara, montaas lo suficientemente altas con 2,600-2,849 msnm. La flora es reducida debido a las bajas temperaturas.

AREAS PROTEGIDASrea donde se puede asegurar la preservacin de los ambientes naturales y sus componentes por sus propios valores intrnsicos, no de otro tipo.

Son una reserva de genes con mltiples beneficios

AREAS PROTEGIDAS... VENTAJASPreservacin del patrimonio natural y cultural del pas Preservacin de la diversidad gentica Mantenimiento de la estabilidad ambiental, reduciendo la intensidad de inundaciones y sequas, protegiendo el suelo de la erosin y evitando las alteraciones climticas.

AREAS PROTEGIDAS... VENTAJASProveen oportunidades de investigacin Proveen oportunidades de educacin ambiental Mantenimiento de la capacidad productiva de los ecosistemas, asegurando la contina disponibilidad de agua, productos animales y vegetales Proveen oportunidades para el desarrollo rural

AREAS PROTEGIDAS... CATEGORIASParque Nacional : Tiene por objeto conservar reas de inters nacional, perpetuar ejemplos representativos de regiones fisiogrficas, comunidades biticas, recursos genticos y especies en peligro de extincin y proveer oportunidades de recreacin, educacin e investigacin. Cerro azul, Monte Cristo

AREAS PROTEGIDAS... CATEGORIASRefugio de Vida Silvestre Reserva Biolgica Paisajes protegidos Reserva Forestal Reserva de Bisfera Zona Productora de Agua Reserva Marina

AREAS PROTEGIDAS... CATEGORIASrea de Manejo Monumento Cultural Monumento Natural Reserva Antropolgica rea de uso Mltiple

El hombre y su papelAgricultura migratoriaRol de la biodiversidadEIALneas de proteccin del ambienteC:\USB 06\ECOLOGIA\Lneas de protecin contra el deterioro ambiental.doc