ECOLOGÍA DE COMUNIDADES
Estructura, organización y dinámica
Ecología General
ECOLOGÍA DE COMUNIDADES
Ecología General
ClasesEstructura
Organización
Dinámica
ECOLOGÍA DE COMUNIDADES
Ecología General
ClasesEstructura
Organización
Dinámica
Dinámica de las comunidades
Hoja de rutaSucesión
Invasiones biológicas
Escalas
Biogeografía de islas
Patrones de diversidad
Dinámica Ecología General
Dinámica de las comunidades
Hoja de rutaSucesión
Invasiones biológicas
Escalas
Biogeografía de islas
Patrones de diversidad
Dinámica Ecología General
Dinámica Ecología General
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.”
Dinámica Ecología General
El concepto de sucesión
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
Dinámica Ecología General
El concepto de sucesión
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
Dinámica Ecología General
Distintos tipos de sucesión
Sucesión
Dinámica Ecología General
Distintos tipos de 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
Dinámica Ecología General
Distintos tipos de sucesión
Sucesión
Heterotrófica vs. Autotrófica
Kendrick & Burges (1962)Hongos en mantillo de bosques en Inglaterra
hongos – ácaros –colémbolos –
bacterias – etc..
> 10 años
Dinámica Ecología General
Distintos tipos de sucesión
Sucesión
Heterotrófica vs. Autotrófica
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
Dinámica Ecología General
Distintos tipos de sucesión
Sucesión
Primaria vs. Secundaria
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)
Dinámica Ecología General
Distintos tipos de sucesión
Sucesión
Primaria vs. Secundaria
Monte Santa Helena, EEUU (1980)
SUCESIÓN SECUNDARIA
Se desarrolla luego de una perturbación producida en una
comunidad preexistente
(de la que quedan componentes bióticos)
Dinámica Ecología General
Distintos tipos de sucesión
Sucesión
Primaria vs. Secundaria
Campos abandonados, Florida, EEUU
0.1 años
5 años
15 años
40 años
Dinámica Ecología General
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
Dinámica Ecología General
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
Dinámica Ecología General
Mecanismos de sucesión
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
Dinámica Ecología General
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
Dinámica Ecología General
Mecanismos de sucesión
Sucesión
MODELO DE CONNELL & SLATYER
Facilitación
Tolerancia
Inhibición
Crocker & Major (1955)Valle glaciario en Alaska
Dinámica Ecología General
Mecanismos de sucesión
Sucesión
MODELO DE CONNELL & SLATYER
Facilitación
Tolerancia
Inhibición
Sousa (1979)Intermareal inferior en el Pacífico, EEUU
Dinámica Ecología General
Mecanismos de sucesión
Sucesión
Armesto & Pickett (1985)Matorral mediterráneo, Chile
Dinámica de las comunidades
Hoja de rutaSucesión
Invasiones biológicas
Escalas
Biogeografía de islas
Patrones de diversidad
Dinámica Ecología General
Dinámica Ecología General
Especies invasoras
Invasiones biológicas
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
Dinámica Ecología General
Impacto sobre la comunidad invadida
Invasiones biológicas
Mack et al. (2000)Pennisetum setaceum (norte de África) en bosques abiertos de Hawai
Dinámica Ecología General
Invasiones biológicas
Mack et al. (2000)Eichornia crassipes (América del Sur) en lagos de India
Impacto sobre la comunidad invadida
Las invasiones biológicas pueden tener efectos económicos, sanitarios y en el funcionamiento del ecosistema
Impacto sobre la comunidad invadida
especies plaga
enfermedades
extinciones
Dinámica Ecología General
Invasiones biológicas
Dinámica Ecología General
Invasiones biológicas
Diferentes maneras...
Lantana camara (América), siglos XIX y XX
Cronk & Fuller (1995)
Linepithema humile (América)
McGlynn (2009)
Opuntia auriantaca (América), SudáfricaMoran & Zimmerman (1991)
Dinámica Ecología General
Invasiones biológicas
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
Dinámica de las comunidades
Hoja de rutaSucesión
Invasiones biológicas
Escalas
Biogeografía de islas
Patrones de diversidad
Dinámica Ecología General
Dinámica Ecología General
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)
Dinámica Ecología General
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)
Dinámica Ecología General
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?)
Dinámica Ecología General
Escalas
Dependencia espacio-temporal
Dinámica Ecología General
Escalas
Dependencia espacio-temporal
Holling (1992)
Dinámica Ecología General
Dependencia espacio-temporal
Escalas
Dinámica Ecología General
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
Dinámica Ecología General
Escalas
Escala de paisaje
Dinámica Ecología General
Escalas
Escala de paisaje
Elementos del paisaje
1 – Parches2 – Corredores
3 – Matriz
Parches de pajonal en el sur de Australia Westphal et al. (2003)
Dinámica Ecología General
Escalas
Escala de paisaje
Area relativamente homogénea y ancha (nolineal) que difiere de su entorno
Atributos:
• Tamaño• Perímetro
• Forma • Complejidad del borde
Elementos del paisaje
1 – Parches2 – Corredores
3 – Matriz
Dinámica Ecología General
Escalas
Escala de paisaje
Franja (lineal) que difiere del hábitat adyacente y conecta parches
Atributos:
• Ancho• Curvilinealidad• Conectividad
Funciones:
• Hábitat (ocasionalmente)• Conducción
• Barrera
Elementos del paisaje
1 – Parches2 – Corredores
3 – Matriz
Dinámica Ecología General
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
Dinámica de las comunidades
Hoja de rutaSucesión
Invasiones biológicas
Escalas
Biogeografía de islas
Patrones de diversidad
Dinámica Ecología General
Dinámica Ecología General
Biogeografía de islas
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?
Dinámica Ecología General
Relación especies-área
Biogeografía de islas
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)
Dinámica Ecología General
Relación especies-área
Biogeografía de islas
Aves en fragmentos de bosque en EEUU(Blake & Karr 1987)
Mamíferos en cumbres montañosas en EEUU(Brown 1971)
“ISLAS”CONTINENTALES
Dinámica Ecología General
Relación especies-área
Biogeografía de islas
S = c Az
z = 0.25[0.18-0.35]
Diamond & May (1975)
¿POR QUÉ?
Mayor diversidad de hábitats
Mayores abundancias
Dinámica Ecología General
La Teoría de Biogeografía de Islas
Biogeografía de islas
MacARTHUR & WILSON (1967) The theory of island biogeography
Dinámica Ecología General
La Teoría de Biogeografía de Islas
Biogeografía de islas
MacARTHUR & WILSON (1967) The theory of island biogeography
Equilibrio dinámico (recambio de especies)
Dinámica Ecología General
La Teoría de Biogeografía de Islas
Biogeografía de islas
Near
Far
S sm S lar
Tasa extinción ÁREA Tasa colonización DISTANCIA
Dinámica Ecología General
La Teoría de Biogeografía de Islas
Biogeografía de islas
Dinámica Ecología General
La Teoría de Biogeografía de Islas
Biogeografía de islas
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
Dinámica de las comunidades
Hoja de rutaSucesión
Invasiones biológicas
Escalas
Biogeografía de islas
Patrones de diversidad
Dinámica Ecología General
Dinámica Ecología General
Algunos patrones...
Patrones de diversidad
ADIMENSIONALES TEMPORALES
Aves de la Rep. Checa (Storch & Gaston 2004)
Plantas en campos abandonados, EEUU (Inouye et al. 1987)
Dinámica Ecología General
Algunos patrones...
Patrones de diversidad
Dive
rsid
ad
Intensidad / Frecuenciade perturbaciones
CONDICIONES
Tilman & Pacala (1993)Connell (1978)
Dinámica Ecología General
Algunos patrones...
Patrones de diversidad
CONDICIONES
Dinámica Ecología General
Algunos patrones...
Patrones de diversidad
ESPACIALES
Aves en América (Gaston & Blackburn 2000)
Mamíferos en América (Willig et al. 2003)
Dinámica Ecología General
Algunos patrones...
Patrones de diversidad
ESPACIALES
Árboles (Currie & Paquin 1987)
Mamíferos (Simpson 1964)
Dinámica Ecología General
Algunas explicaciones...
Patrones de diversidad
Teoría clásica de competencia
A escala local...
Dinámica Ecología General
Algunas explicaciones...
Patrones de diversidad
Aves en América (Gaston & Blackburn 2000)
¿explicaciones únicas?..
Patrones universales
Dinámica Ecología General
Algunas explicaciones...
Patrones de diversidad
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)
Dinámica Ecología General
Macroecología
Patrones de diversidad
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)
Dinámica Ecología General
Patrones de diversidad
Macroecología
Aves terrestres en América del Norte(Brown & Maurer 1987)
Invertebrados en intermareales de Chile (Marquet et al. 1990)
RELACIÓN ABUNDANCIA – TAMAÑO CORPORAL
Dinámica Ecología General
Patrones de diversidad
Macroecología
Primates(Harcourt et al. 2005)
RELACIÓN ABUNDANCIA – TAMAÑO DE LA DISTRIBUCIÓN
Dinámica Ecología General
Patrones de diversidad
Macroecología
Aves de América(Gaston & Blackburn 1996)
RELACIÓN TAMAÑO CORPORAL – LATITUD
Dinámica Ecología General
Patrones de diversidad
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