444502639.Interacciones FINAL interpretacion isoclinas

INTERACCIONES.
Los organismos no viven solos en un determinado espacio y tiempo, sino que
coexisten con otros individuos, estableciendo relaciones que pueden tener un efecto en
su adecuación biológica y en la de los demás. Esta propiedad de los individuos tiene
consecuencias a nivel poblacional.
La adecuación biológica o "fitness" se define como la contribución proporcional
de los individuos a las siguientes generaciones. Un individuo con mayor adecuación
biológica es aquel que se reproduce, crece y/o sobrevive más, y que por lo tanto deja una
mayor descendencia.
Los individuos que interactúan pueden ser de la misma especie (relaciones
intraespecíficas) o de otras especies (relaciones interespecíficas).
RELACIONES INTRAESPECIFICAS
COMPETENCIA INTRAESPECIFICA: ocurre cuando individuos de una misma
población tienen requerimientos de un recurso escaso, siendo un recurso cualquier
elemento que afecte positivamente la adecuación biológica de los individuos. La
competencia es recíproca, llevando a una reducción en la adecuación biológica de
ambos individuos (-,-).
La competencia intraespecífica es un fenómeno denso-dependiente, esto es, el efecto
negativo sobre la tasa de sobrevivencia y/o fecundidad de un individuo es mayor mientras
más competidores hay. Por ello, la competencia intraespecífica es un proceso
de regulación poblacional. Cuando hay pocos individuos en relación a la disponibilidad
de recursos, la competencia se relaja y la población incrementa en tamaño a una tasa
mayor. En cambio, cuando la población es superabundante la competencia se hace más fuerte y
los números poblacionales decrecen hasta un punto de equilibrio.
Según la forma de interactuar, la competencia puede ser:
a) por explotación: los organismos interactúan indirectamente, respondiendo
al nivel de recursos que ha sido deprimido por la acción de otro organismo. El recurso
es consumido.
b) por interferencia: los individuos interactúan directamente. Un individuo previene
que otro ocupe una porción del hábitat y explote los recursos de él
(e.g., animales territoriales, sésiles que compiten por espacio).
Según la magnitud de los efectos en cada individuo puede ser:
a) simétrica: los efectos sobre ambos individuos son similares.
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b) asimétrica: existen jerarquías competitivas, con un competidor que domina
por sobre otro (e.g., individuos de distintos tamaños).
Consecuencias de la competencia intraespecífica sobre el uso de recursos (nicho):
La competencia intraespecífica produce un aumento en la amplitud del nicho, usándose
recursos subóptimos no utilizados cuando la población está a baja densidad.
Efectos de competencia intraespecífica sobre la dinámica poblacional:
La ecuación logística que describe el crecimiento continuo de una población,
incorporando la competencia intraespecífica es:
dN/dt = rN ((K - N) / K)
siendo dN/dt = tasa de incremento poblacional
N = número poblacional
r = tasa intrínseca de crecimiento poblacional (nacimientos menos las muertes)
K = capacidad de carga del ambiente
RELACIONES INTERESPECIFICAS
Estas, según su efecto en cada una de las poblaciones, pueden ser:
EFECTO SOBRE POBL. A
+
+
-
0
mutualismo
depredación
(sensu lato)
comensalismo
competencia
amensalismo
EFECTO SOBRE POBL. B
0
neutralismo
MUTUALISMO: es una interacción donde ambos individuos se ven beneficiados, esto
es, individuos de cada población mutualista crecen y/o sobreviven y/o se reproducen a
una tasa mayor que cuando se encuentran separados.
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a) Mutualismo trófico: ambas especies se especializan en formas
complementarias de obtener energía y nutrientes desde cada uno de ellos. Cada uno
provee un nutriente o energía limitado que el otro no puede obtener por si mismo.
Ejemplos: las bacterias en el rumen de vacas y otros ungulados digieren la celulosa de
las fibras vegetales consumidas por los herbívoros. Los herbívoros se benefician de los
productos generados de la digestión de la celulosa y las bacterias obtienen alimento y un
medio ambiente óptimo para su propio crecimiento.
b) Mutualismo defensivo: especies que reciben alimento o refugio de su pareja
mutualista a cambio de defenderlos de herbívoros, depredadores o parásitos.
Ejemplos: En sistemas marinos, peces y cangrejos especializados limpian de
parásitos la piel y agallas e otras especies de peces, se benefician de su consumo y los
otros de ser liberados de parásitos.
c) Mutualismo Dispersivo: Polinizadores: animales que transportan polen entre flores
y colectan néctar, o Dispersores (frugívoros) que dispersan semillas mientras se
alimentan de los frutos que contienen las semillas.
Según dependencia entre organismos, los mutualismos pueden ser:
a) facultativos (protocooperación), donde los individuos pueden prescindir de la
interacción.
b) obligados - para un integrante
- para ambos
Ejemplos de interacciones mutualistas: polinización, dispersión de semillas,
micorrizas, microorganismos (bacterias y protozoos) en intestino de rumiantes,
hormigas y acacias.
COMENSALISMO: ocurre cuando las condiciones para la existencia de una especie son
mantenidas o provistas por una segunda especie, la que no sufre cambios en su
adecuación biológica. Ejemplos: saprofitismo entre hongos y plantas superiores, rémora
y tiburón.
AMENSALISMO: sólo una de las poblaciones sufre cambios negativos en su tasa de
incremento, la otra no es afectada. Ejemplos: pisoteo, alelopatía entre plantas.
NEUTRALISMO: los efectos de la interacción son nulos, es lo que se debe suponer a priori
en una investigación. Es probable que sea la interacción más común en la naturaleza.
COMPETENCIA INTERESPECIFICA: ocurre cuando un organismo de una especie
utiliza un recurso escaso que podría haber estado disponible y haber sido consumido o
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utilizado por otro organismo de otra especie. Como en la competencia intraespecífica, la
competencia interespecífica tiene consecuencias negativas sobre la adecuación biológica de
ambos individuos interactuantes, es recíproca, es por recursos que son escasos y, los efectos
son denso-dependientes. Puede ser por explotación o interferencia y simétrica o asimétrica.
Las interacciones se dan a nivel individual pero se reflejan en las dinámicas de ambas
poblaciones.
Evidencias experimentales de competencia:
1) remoción de la especie A, la especie B debería verse beneficiada y viceversa.
2) adición de individuos de la especie A, la especie B debería verse perjudicada y
viceversa.
En casos de competencia asimétrica se debe remover o adicionar la especie
aparentemente dominante.
Competencia interespecífica y uso de recursos (nicho):
a) Consecuencias poblacionales de competencia interespecífica : disminución de
amplitud de nicho. Cada población consume un rango menor de recursos que cuando esta
en ausencia de competidores.
b) Consecuencias comunitarias de competencia interespecífica : exclusión
competitiva (e.g., Tribolium spp.) y consecuente disminución de la diversidad.
Mecanismos de coexistencia: en un tiempo evolutivo, las poblaciones competidoras pueden
resultar en:
a) Repartición de recursos: los individuos interactuantes utilizan recursos (o estados
del recurso) diferentes.
b) Desplazamiento de caracteres: modificación de los caracteres morfológicos en
presencia de competidores. Muy ligado a a).
Efectos de la competencia interespecífica sobre las dinámicas poblacionales:
Las ecuaciones logísticas que describen el crecimiento continuo de una
población en presencia de otra población competidora son (ecuaciones de LotkaVolterra):
para población 1:
dN1/dt = r1N1 (K1 - N1 - α 12N2) / K1
para población 2:
dN2/dt = r2N2 (K2 - N2 - α 21N1) / K2
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siendo: dN i/dt = tasa de incremento de la población i
Ni = número de individuos de la población i
r i = tasa intrínseca de crecimiento de la población i
Ki = capacidad de carga para la población i
α = coeficiente de competencia
α ij = efecto inhibidor de cada individuo de la especie j sobre la i.
Si α ij < 1, la especie j tiene un efecto inhibitorio sobre la especie i menor que
el que la especie i tiene sobre sí misma.
Si α ij > 1, la especie j tiene un efecto inhibitorio sobre la especie i mayor que
el que la especie i tiene sobre sí misma.
Si α ij = 0, no hay competencia. El crecimiento de la población se describe por
la ecuación de crecimiento para una sola especie.
Si α ij = 1, la competencia interespecífica es igual a la intraespecífica.
Cálculo de α: α ij = (K i - N i) / Nj
Estas ecuaciones nos permiten predecir bajo qué circunstancias las poblaciones 1
y 2 incrementan o decrecen en abundancia. Para ello se construyen diagramas
mostrando todas las combinaciones posibles de N1 y N2. N1 se grafica N1 en el eje
horizontal y N2 en el eje vertical. Ciertas combinaciones de N1 y N2 resultarán en un
incremento de una o ambas especies, mientras que otras combinaciones llevarán al
decrecimiento de una o ambas poblaciones. Habrá también "isoclinas cero" para cada
especie (i.e., donde no crecen ni disminuyen).
Para construir la "isoclina cero" para la especie 1:
dN/dt = 0
r1N1 (K1 - N1 - α 12N2) = 0
K1 - N 1 - α 12N2 = 0
N1 = K1 - α 12N2
lo que describe una recta = isoclina cero cuando
N1 = 0, N2 = K1/α 12
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cuando N2 = 0, N1 = K1
dN1/dt = 0
(N2)
K1/α 12
K1 (N1)
La unión de estos dos puntos grafica la isoclina cero para la especie 1. Bajo esta línea
los números poblacionales son bajos, la competencia es débil y la población 1 aumenta.
Sobre esta línea los números poblacionales son altos, existe una fuerte competencia y
la población 1 decrece. Un razonamiento similar se hace para la especie
2.
cuando N2 = 0, N1 = K2/α 21
cuando N1 = 0, N2 = K2
(N2)
K2
dN2/dt = 0
K2/α 21
(N1)
Para determinar el resultado de la competencia se deben fusionar las isoclinas cero
de ambas especies. Hay cuatro diferentes maneras en que las dos isoclinas de
crecimiento pueden combinarse y las consecuencias de la competencia serán distintas.
a) Cuando la isoclina cero de la especie 1 esta por sobre la de la especie 2:
K1/α 12 > K2 y K1 > K2/α 21
K1 > K2α 12 y K1α 21 > K2
lo que indica que el efecto inhibitorio intraespecífico de la especie 1 es mayor que el efecto
interespecífico que la especie 2 tiene sobre 1. Por otro lado indica que la especie
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1 tiene un mayor efecto interespecífico sobre la especie 2 que el que la especie 2 tiene sobre sí
misma. La especie 1 es competitivamente más fuerte que la especie 2 y la lleva
a la extinción.
b) cuando la isoclina cero de la especie 2 está por sobre la de la especie 1: ocurre lo contrario
de a), la especie 2 es competitivamente más fuerte que la especie 1 y la lleva a
la extinción.
c) Cuando la isoclina cero de la especie 2 cruza por encima la isoclina de la especie 1:
K2 > K1/α 12 y K1 > K2/α 21
K2α 12 > K 1 y K1α 21 > K2
Para ambas especies la competencia interespecífica es más fuerte que la
intraespecífica. La consecuencia es un equilibrio inestable entre las especies 1 y 2 entre dos
puntos estables: uno en K1 y otro en K2 con la especie complementaria extinta.
El punto de estabilidad alcanzado dependerá de las densidades iniciales de ambas
poblaciones.
d) Cuando la isoclina cero de la especie 1 cruza por encima la isoclina de la especie 2:
K1/α 12 > K2 y K2/α 21 > K 1
K1 > K2α 12 y K2 > K1α 21
la competencia interespecífica es menor que la intraespecífica (α ij < 1) .
El resultado es un punto de equilibrio estable, donde ambas poblaciones pueden coexistir.
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