Estrategias de vida

Flujos de energía y estrategias de
vida
Química de la vida
Elementos y
sustancias
químicas
básicas de la
vida
H
Hidrógeno
Glúcidos
Lípidos
Ácidos
Alcohol
O
Oxígeno
Ácido
nitroso
HNO2
Albuminosas
Proteínas
Aminoácidos
Prótidos
Peptonas
Ácidos nucleicos
cianato
OCN-
N
Nitrógeno
Aminas
C
Carbono
Sustancias básicas de la vida
Lípidos
CH3(CH2)nOH
Alcohol
CH3(CH2)nCOOH
Glucosa (ej. Glúcido)
Ácido graso
CH3(CH2)nNH2
CH3(CH2)nNH(CH2)nCH3
Aminoácido
Ej. aminas
Ácidos nucleicos
Bases nucleotídicas
+
Pentosa (glúcido)
+
Grupo fosfato
Ácido nucleico
Bases para el
ácido desoxirribonucleico
ADN
Bases para el
ácido ribonucleico
ARN
Flujo de energía en el caso de mamíferos, aves y
reptiles
• Energía disponible en el nivel trófico
superior (ED) * Selección
Ecosistema
• Energía consumida (EC) – Desechos (D)
Aparatos digestivo y
urinario
• Energía asimilada (EA) - Energía metabólica
Torrente sanguíneo
Células
(EM): Respiración, locomoción y síntesis químicas
• Crecimiento somático (CS) + Desarrollo
de gametas (DG)
EA – EM = CS + DG ≈ 10% ED
Tendencias de parámetros biológicos según el nivel trófico
Productores 1rios
Consumidores 1rios
Consumidores 2rios
Consumidores 3rios
Cantidad de especies
Número poblacional
Tasa de reproducción
Tamaño del cuerpo
Dimensión del hábitat
Esperanza de vida
Dispersión
Capacidad de búsqueda
Complejidad de comportamiento
Costos metabólicos
Valor calorífico como alimento
Variedad dietaria
Eficiencia de asimilación metabólica
Dinámica poblacional
Dinámica poblacional
Es la variación en la estructura poblacional (cantidad de
individuos, distribución de edades, tamaños y sexos, etc.) de una
dada especie como consecuencia de factores internos y externos a
la misma. Dichos factores son:
Natalidad
Mortalidad
Inmigración
Emigración
Densidad (cantidad de individuos por unidad de superficie)
En una primer aproximación, consideraremos solo la Natalidad y
Mortalidad
Modelo de Crecimiento Exponencial
N t 1 N t  Nact t 1  Mortt t 1
( Nact t 1  Mortt t 1 )
N t 1 
Nt  Nt
Nt
( Nact t 1  Mortt t 1 )
N t 1  {
 1}N t
Nt
t = número de años
Nt= tamaño de la población en el año t
Nt+1= tamaño de la población en el año t+1
Modelo de Crecimiento Exponencial
( Nact t 1  Mortt t 1 )
Rt 
1
Nt
Llamemos
Rt es la proporción que la población crece desde un tiempo t hasta un
tiempo t+1.
Este modelo asume que Rt no varía con el tiempo, entonces es una
constante para todos los años y la llamamaremos Ro.
Nt+1= Ro Nt
Nt+2= Ro Nt+1= Ro (Ro Nt)= Ro2 Nt
Si t=0 porque el año en
que empiezo a contar lo
llamo 0 y renombro t’
como t
Nt+t’= Rot’ Nt
Nt = Rot No = No e lnRo t = No e ro t
ro = lnRo
Modelo de Crecimiento Exponencial
Crecimiento ilimitado de la población cuando ro>0,
tamaño poblacional estacionario cuando ro=0 y
aproximación a 0 cuando ro<0.
N(t) = No e rot
ro=1,2
ro=1,0
ro=0,8
Modelo Logístico de Crecimiento
(Exponencial-Asintótico)
En un ecosistema real el crecimiento poblacional de una
especie queda siempre limitado por diversos factores tales
como:
– Disponibilidad de alimento, e.g. aminoácidos,
carbohidratos, luz (fotosíntesis), agua, minerales, etc.
– Competencia por el espacio
– Depredación: la vulnerabilidad ante los depredadores
aumenta con la densidad
Definimos entonces capacidad de carga como el máximo
tamaño poblacional que una dada especie puede alcanzar
en un dado ecosistema.
Modelo Logístico de Crecimiento
(Exponencial-Asintótico)
Es decir lo que antes era ro (constante) ahora es:
𝑟 𝑡 = 𝑟𝑜 (1 −
𝑁(𝑡)
𝐾
)
donde K es la capacidad de carga
Mediante cálculos matemáticos se llega a que
K
Nt  No
 ro t
N o  K  N o   e
Donde No es el N a tiempo 0 y ro es una constante
Modelo Logístico de Crecimiento
(Exponencial-Asintótico)
N(t) = No e rt
Nt  No
K
N o  K  N o  e rt
Modelo Logístico de Crecimiento
(Exponencial-Asintótico)
1. La tasa de mortalidad y
natalidad per cápita ya no
son constantes.
2. Disminuye la natalidad y
aumenta la mortalidad a
medida que crece la
población.
3. Existe un punto en el que se
equilibran las tasas de
natalidad y mortalidad que
se denomina capacidad de
carga.
Tasa de Natalidad o Mortalidad
Asume que:
Biomasa o Cantidad de individuos
(K es la capacidad de carga)
Estrategas r y estrategas K
• Estrategas r son
aquellas especies
con crecimiento
exponencial para
luego caer
abruptamente
• Estrategas K son
las especies que se
desarrollan
poblacionalmente
en el límite de la
capacidad de
carga
Estrategas r
Productores 1rios
Estrategas K
Consumidores 1rios
Consumidores 2rios
Consumidores 3rios
Cantidad de especies
Número poblacional
Tasa de reproducción
Tamaño del cuerpo
Dimensión del hábitat
Esperanza de vida
Dispersión
Capacidad de búsqueda
Complejidad de comportamiento
Costos metabólicos
Valor calorífico como alimento
Variedad dietaria
Eficiencia de asimilación metabólica
Estrategas r y estrategas K
Característica
r estrategas
K estrategas
Tiempo de vida
Corto. Generalmente inferior al año.
Largo, más de un año.
Mortalidad
Episodios catastróficos de gran mortalidad
Depende de densidad poblacional
afectando a todos los individuos. Independiente de
la densidad poblacional (cantidad de individuos
por unidad de área)
Población
Muy variable en el tiempo y muy inferior a
la capacidad de carga del medio.
Muy constante y próxima al equilibrio y al límite de
carga.
Competencia
intraespecífica e
interespecífica
Variable, pero en general poco intensa.
Muy intensa.
Capacidad de
adaptación
Variaciones ambientales frecuentes e
impredecibles o especies no bien adaptadas al
medio que ocupan. Colonizadores. Climas
variables.
Condiciones ambientales muy constantes y
predecibles.
Estrategias de vida
Desarrollo rápido
Madurez precoz
Reproducción única
Elevado potencial biótico (capacidad de
reproducción en condiciones óptimas)
Pequeño tamaño
Descendencia numerosa
Desarrollo lento
Madurez retrasada
Reproducción cíclica
Capacidad competitiva y eficacia
Mayor tamaño
Descendencia poco numerosa y cuidado de la
prole
500
Ejemplos de
distribuciones
poblacionales de
dos comunidades
de tres especies y su
zona de transición
llamada ecotono
400
300
200
Especie 1
Especie 2
Especie 3
Especie 4
Especie 5
100
Especie 6
0
0
20
40
60
80
100
120
𝑀
-100
𝐼𝑆𝑊 = −
𝑏𝑖 ∙ 𝑙𝑜𝑔2 (𝑏𝑖 )
Índice de
biodiversidad de
Shannon-Weaver. El
máximo valor
ocurre en la zona
del ecotono
ISW
𝑖=1
𝑁𝑖
𝑁𝑡
2,50
𝑏𝑖 =
2,00
M cantidad de especies
1,50
1,00
0,50
0
20
40
60
80
100
120
ISW