830152694.clase depredación

Interacciones
Depredador - presa
parasitoide - hospedador
Depredación
Predación : Consumo de un organismo por otro organismo, estando la presa viva
cuando el predador ataca por primera vez (excluye detritívoros y escomponedores).
Es un tipo de interacción vertical en la que los consumidores de un cierto nivel
trófico consumen a los de niveles tróficos inferiores.
Existen varias formas de depredación:
a. Herbivoría: animales que consumen plantas.
b. Carnivoría: animales que se alimentan de herbívoros u otros carnívoros.
c. Parasitismo: amimales o plantas que se alimentan de otros organismos.
d. Parasitoidismo. Parasitoides usualmente insectos que depositan huevos en
otros insectos que luego son devorados por la larva).
e. Canibalismo: depredador y presa de la misma especie.
Tomamos como ejemplo la serie animada “El
Coyote y el Correcaminos”, porque además de
graciosa, muestra de manera lúdica, ni más ni
menos que un ejemplo clásico de cómo se
ajustan y equilibran las cosas en la naturaleza.
Te habrás hecho alguna de estas preguntas:
1.¿El coyote sólo se alimenta de correcaminos? ¿No hay más tentaciones a la redonda?
1- Si el correcaminos es tremendamente eficiente para escapar del coyote. ¿El
coyote se morirá de hambre o se decidirá por comer otra presa?
2- Pensando en toda la energía que gasta el coyote en capturar a su presa, sin
que hasta ahora lo hayamos visto alimentarse. ¿Podría morir rápidamente?
3 - ¿El coyote sólo se alimenta de correcaminos? ¿No hay más tentaciones a la
redonda?
En la depredación una población afecta a la otra mediante ataque y consumo
directo, ocasionando los siguientes efectos:
-Disminuye el Indice de Crecimiento de población presa.
-Contribuye a prevenir sobrepoblación de especies sin autoregulación.
-Aumenta Diversidad, sin depredador más presa „» mas competencia „»
menos Diversidad.
- Aumenta Indice de Selección Natural lo que se traduce en una nueva
adaptación:
Donde los depredadores aumentan la eficiencia en encontrar, capturar y
comer presa y las presas aumentan eficiencia para evitar ser encontradas,
capturadas y comidas.
Defensas Evolutivas de las presas contra los depredadores
A diferencia de lo que predicen los modelos matemáticos, los
depredadores no tienen éxito en todos sus encuentros con la presa.
Existen diferentes mecanismos de defensa:
-Químicos: feromonas de alarma alerta de huída a individuos de misma o
distinta especie, secreciones olorosas repelentes, sustancias tóxicas
venenosas.
- Coloración críptica: colores, patrones, formas, posturas para confundirse
c/ medio.
-Coloración de advertencia: indican alta toxicidad.
-Físicos: especies se retraen en caparazones o púas.
- Mecanismos Conductuales: voz de alarma, vida en grupos.
En el control de plagas la actividad principal consiste en limitar el tamaño de las
poblaciones, mediante la introducción de un parasitoide o enemigo natural que
reduzca la densidad de la plaga a niveles tolerables, por debajo de los umbrales
de daño económico.
Ciclos poblacionales del
gusano de brotes del abeto
(200 años) con ayuda de
análisis de anillos de
crecimiento para estimación,
antes de 1945 los ciclos son
arbitrarios.
Densidad de adultos de Nezara viridula
(chinche en soja) en sucesivas
muestras durante período (1985 a
1987) expresadas como log (adultos +
1/m2).Flechas son períodos de
inactividad (Liljestrhom y Bernstein,
1990).
Reducción de tasa de crecimiento de
hospedador por parasitoidismo de T.
giacomelli, con efecto de denso
dependencia directa con retraso temporal.
Mortalidad de huevos por parasitoidismo
de T. basalis mostrando densodependencia directa y retraso temporal
Ciclos depredador - presa
Desde el año 1850 contaron el
número de linces (depredador) y
liebres (presas) en un parque
nacional de Canadá. El registro se
mantuvo por más de 100 años.
Parasitoidismo de Venturia
canescens y su hospedador
Plodia interpunctella en
cultivos de laboratorio.
Regular: significa que las poblaciones del insecto, al ser atacadas por una
especie de parasitoide , por ejemplo, disminuyen a tal punto que, por escasez
de alimento, la población del parasitoide también declina. Ambos factores son
interdependientes.
Modelos que representan la interacción parasitoide /hospedero y
depredador/ presa
A. J. Lotka (1925) y V. Volterra (1926)
Modelo asume que la destrucción de la presa es una función de:
• número de los enemigos naturales
• densidad de la presa
Se relaciona con la chance de encuentro de la presa con sus enemigos.
El modelo predice que las poblaciones de la presa y del depredador fluctuarían
de una manera regular (Volterra llamó a esto ley de ciclos periódicos ). El
modelo de Lotka-Volterra representa una sobresimplificación de la realidad.
Modelo depredador – presa para poblaciones multivoltinas, LV
Supuestos:
• Las presas viven en ambiente ideal (crecimiento exponencial a una tasa r,
densoindependiente).
• Ambiente ideal para depredador y el crecimiento del depredador sólo
depende de la disponibilidad de la presa.
• Ambas poblaciones con individuos idénticos y en continua reproducción.
•Tasa de consumo de depredación es proporcional a la frecuencia de
encuentros. Presas son removidos por depredadores a una velocidad que
depende de frecuencia.
• Se debe tener en cuenta la búsqueda y eficiencia de un depredador , a esto
se denomina tasa de ataque (a).
Modelo Predador Presa: Lotka Volterra, modelo inicial
Modelo tiene dos componentes:
P: cantidad presente de la población depredadora.
N: cantidad de presa.
Y la tasa de ataque (a) (a=0 implica ausencia de depredación)
dN/dt = rN − aPN.
dP/dt = −qP,
dP/dt = faPN − qP.
Ecuación de la presa
Ecuación del depredador en ausencia de presas y q es
tasa de mortalidad de depredador
faPN es la tasa de nacimiento del depredador, donde
aPN es la tasa de consumo del depredador y f es la
eficiencia ( transferir el alimento en nuevo depredador).
Cada línea representa combinaciones densidades de P y N que hace que no
cambie ni población presa (dN/dt = 0;isoclina presa cero) ni del depredador
(dP/dt = 0; isoclina depredador cero).
Isoclina cero( tasa de desarrollo
de la presa es cero), con
incremento de presa (N) por
debajo de umbral r/a
densidades de P y decrece por
encima de r/a densidades de P.
La isoclina de depredador cero, con P
incrementando en abundancia por encima
de q/fa densidades de N y decreciendo a
bajas densidades de N (por debajo del
umbral q/fa).
Isoclinas ceros combinadas, flechas combinadas y trabajan en sentido contrario al
reloj. La población conjunta se mueve con el tiempo cambiando de densidades de
bajas a altas de N se traduce en incremento de P provocando disminución de
densidades de N para luego decrecer las densidades de P. Abundancias bajas de
N viene de un cuarto ciclo antes de abundancia baja de P (retraso en respuesta).
Los cambios en estos ciclos continúan indefinidamente.
Diagrama o plano de fase:
Análisis gráfico del Modelo L-V
Densodependencia retrasada en relación depredador presa
• El mecanismo generador de las oscilaciones acopladas en las interacciones P
– N es una serie de respuestas numéricas con retraso temporal. Cambios en
las abundancias de una especie en respuesta a cambios de abundancia de otra
especie.
• La respuesta de abundancia del depredador a abundancias altas de la presa
no ocurren instantáneamente.
Limitaciones del Modelo:
• Fácil de revelar efectos de densodependencia retrasada porque no está sujeto a
las fluctuaciones de un ambiente natural.
• No está sujeto a ataques densodependientes de otros depredadores.
• No están sujetos a ineficiencias de muestreo.
• Datos de ese tipo en la naturaleza son difíciles de registrar.
• Hay que encontrar modelos más realistas.
• La interacción depredador–presa regula en el sentido de actuar fuertemente
sobre poblaciones grandes y suavemente sobre poblaciones pequeñas. Pero
debe buscarse fuerzas estabilizadoras poblacionales.
Incorporando densodependencia a los modelos, agregando la capacidad de
carga de la presa sin cambiar la ecuación del depredador: Ojo, pueden existir
ciclos en presa por autolimitación sin presencia de depredador.
Isoclina dN/dt = 0 ,competencia intraespecífica. A bajas densidades de N es = a
isoclina de Lotka–Volterra pero a densidades cercanas a K la población puede
mantenerse aún en ausencia de depredadores
Deberíamos incorporar también densodependencia en los predadores
Es también una dinámica estable (presa y depredador coexisten). Los vectores de fase
apuntan hacia las isoclinas
Isoclina P=0, a altas densidades. Competencia por otros recursos acerca a un límite
superior sobre la población P (isoclina horizontal) sin importar cantidad de N.
La isoclina dN/dt=0 combinada con isoclina dP/dt=0 con niveles de incremento de
competencia o interferencia: (i), (ii) and (iii).
P* y N*son las abundancias en equilibrio de depredadores y presas respectivamente.
Amplitud de las oscilaciones es determinada por la eficiencia de los depredadores.
Eficiencia de depredadores
Depredadores más eficientes
(i) Interacción menos estable (oscilaciones más persistentes) y tiene
densidad de equilibrio de depredadores más alta y de presas más baja.
II) Depredadores menos eficientes :
muchas presas necesarias para mantener una población de depredadores,
pero las oscilaciones son más suaves y menos persistentes con
abundancias P* más bajas e incremento en la abundancia N*.
III) Depredadores ineficientes:
Los depredadores fuertemente limitados en sí mismos pueden
eliminar las oscilaciones pero P* es bajo y N* se acerca a KN.
¿Qué estabiliza la relación depredador – presa?
Estabilidad implica que la interacción predador presa no conduce
a la extinción de ninguna de las poblaciones
•Densodependencia de las poblaciones (autolimitación)
•Ineficiencia de los depredadores
•Existencia de presas alternativas
•Disponibilidad de refugios para las presas
¿Cómo responden los depredadores a cambios en las
densidades de la presa?
• Respuesta numérica : modelos matemáticos de relaciones entre
depredador y presa (L – V, con densodependencia, Nicholson y Vailey
(parasitoide y hospedador).
• Respuesta funcional , ahora lo veremos
Respuestas funcionales de los depredadores
•Cambios en número de presas consumidas por depredador por unidad de t.
relación entre la densidad de presas y la actividad de consumo de los depredadores
•Variación en tasa de consumo por individuo en función de densidad de presas.
• Funciones que indican el número de presas matado por un depredador a varias dens
de N.
Modelos de respuestas funcionales
• Factores clave:
• Tiempo de manejo
• Imagen de búsqueda
• Aprendizaje
• Saturación
• Cambio de presa
Respuesta funcional tipo I
Respuesta funcional tipo I asume ecuaciones de L-V: tasa de consumo
incrementa linealmente con densidad de presa (consumo cte, a) hasta umbral de
densidad de saturación. Depredadores pasivos como arañas.
Respuesta funcional tipo II. Más común.
Tasa de consumo incrementa con densidad de N pero gradualmente se desacelera
hasta meseta donde tasa de consumo permanece cte independiente de densidad N,
el tiempo de búsqueda disminuye. El tiempo de manipulación por presa se
mantiene
• Saturación de la respuesta asociada al tiempo de manejo. En densidades bajas
hay destrucción de N pero en altas densidades matan una porción despreciable de
N.
Un depredador ocupa su tiempo en dos clases de actividades:
1) Búsqueda de la presa (Tb)
2) Manipulación de la presa (Tm): perseguirla, olfatearla, matarla,
comerla, digerirla. En parasitoides ( tomar a la presa, insertar
ovipositor, efectuar la oviposición, prepararse para nueva búsqueda
de hospedador).
T = Tb + Tm
A incrementos de densidad de presas es más fácil encontrar presas pero el tiempo
en manipulación en cada una es el mismo o sea proporcional a N hospedador.
Pe = aTbN.
Pe (Cantidad de partes de presas consumidas por un depredador durante un
período e búsqueda, Ts)
Recordando que a es la eficiencia de búsqueda o tasa de ataque de P
Respuesta funcional tipo II y el tiempo de búsqueda del depredador
Tb = T − TmPe.
Pe = a(T − TmPe)N
Tm es el tiempo de manipulación de cada item presa
Ecuación describe la cantidad comida durante un período de
tiempo especificado,T, y la densidad de N permanece constante a
través de ese período.
Pe = aNT/1 + aTmN.
Pe (Cantidad de partes de presas consumidas por un depredador durante un
peíodo e búsqueda, Ts)
Recordando que a es la eficiencia de búsqueda o tasa de ataque de P
Esta respuesta funcional indica así que a bajas densidades de N, los
depredadores ocupan la mayor parte del tiempo en la búsqueda pero a altas
densidades de N los depredadores ocupan t en manipulación de presa
Tipo funcional III
A altas densidades de N son similares a respuesta tipo II. A bajas densidades de N la
tipo III tiene una fase de aceleración donde un incremento en densidad lleva a una
tasa de consumo mayor a un incremento lineal (cuva en S , sigmoidea). Incremento
en densidad de alimento lleva a incremento en la eficiencia búsqueda del consumidor
( a ) o decrecimiento en su T de manipulación (aprendizaje).
La avispa, Aphelinus thomsoni, atacando
afidos, Drepanosiphum platanoidis:
incremento densodependiente en tasa de
mortalidad de N a bajas densidades de N (
----) llevando a una fase de aceleración de
la curva respuesta (______ ).
Tiempo de manipulación en A. thomsoni
decrece con la densidad del áfido.
Efecto regulador en sistemas P-N
Si la densidad de P es cte, pueden regular la densidad de N sólo con
respuesta funcional tipo III porque la mortalidad de la presa incrementa
con la densidad de la misma. Pero el efecto regulador está limitado a un
rango o intervalo de densidad de N en la que la mortalidad incrementa. Si
densidad de N excede un límite superior ………..”escape de los
enemigos naturales” y N saldrá de control transformándose en plaga.
HERBIVORÍA. GENERALIDADES.
HERBIVORÍA hace referencia a CONSUMO DE BIOMASA vegetal. Es un
tipo de depredación.
Las plantas pueden ser consumidas completa o parcialmente (ramoneo). En
el primer caso, la planta puede morir.
En la herbivoría, el animal es consumidor de tejido vegetal para su único
beneficio.
En el herbivorismo los atributos “mediadores” están escondidos en detalles
fenológicos, en la fitoquímica y en complejos procesos metabólicos entre
planta - animal.
La depredación de semillas es un tipo especial de herbivoría que resulta en
efectos significativos y a menudo complejos, sobre la dinámica de las
poblaciones vegetales.
Hay multitud de características defensivas que confieren resistencia contra los
herbívoros. En general son mecánicas o químicas.
Estas características reducen la alimentación, el crecimiento y la supervivencia de los
insectos. Aparentemente, por ser este efecto dañino para los herbívoros, se ha
supuesto que estos han sido los causantes de la evolución.
Mecánicas:
• Resinas (savia lechosa de las Euforbiáceas que engoma las mandíbulas de los
insectos; o las resinas de los Pinus que atrapan abejones descortezadores).
• ÏEspinas, comunes en cactáceas, evitan que los herbívoros alcancen el tejido de
hojas y tallos.
„
• ÏPelos que las protegen de los insectos herbívoros reduciendo su movilidad,
impidiendo la oviposisción, aumentando la descación de huevos, disminuyendo el
crecimiento de larvas y en algunos casos pueden atrapar el insecto o perforar su
cutícula.
Algunas características mecánicas tienen también otras funciones que no tienen que
ver con la defensa, frecuentemente se ha supuesto que han evolucionado como
impedimentos para los herbívoros.
Químicas:
• Sustancias aleloquímicas o compuestos secundarios (metabolitos). En gral
no desempeñan papel directo en funciones primarias (respiración,
fotosíntesis o control hormonal).
• Algunas sustancias secundarias funcionan en pequeñas cantidades, ej
alcaloides de solanáceas y leguminosas; los glucósidos cardíacos de las
Asclepiadaceas¸ los aceites de mostaza de las crucíferas y los glucósidos
cianogénicos que se encuentran en las semillas de Prunus o en ciertas
variedades de Yucca .
• Otros químicos secundarios son más cuantitativos en su acción. Cuanto
más cantidad presente la planta, mayor será el efecto inhibitorio contra los
herbívoros. Ej. las resinas fenólicas de Larrea dentata , los terpenos de del
abeto de Douglas ( Pseudotsuga mensiezzi), o el guapinol (Hymenea
courbaril), el sílice de muchas especies de gramíneas y el tanino de los
robles.
La siguiente tabla muestra los tipos de estrategias desarrolladas por las plantas para
“evitar” o “tolerar” la herbivoría en función de la presión de herbívoros (Booth, 2003).
Referencias:
Begon M Harper J L & Townsend C R. 1999. Ecología: individuos, poblaciones
y comunidades. 3ª edn. Omega.
BOOTH B.D. et al 2003. Weed Ecology in natural and agricultural
ecosystems.Cap. 9. CAB. Int.
Ricklefs R E & Miller G. 1999. Ecology. 4ª edn. W. H. Freeman
Hassell, M.2000. The Spatial and Temporal Dynamics of Host- Parasitoid
Interactions. 199 pp. Oxford Series in Ecology and Evolution.
Liljesthröm, Bernstein, 1990. Densitiy dependence and regulation in the system
Nezara viridula (Hemiptera: Pentatomidae) host and Trichopoda giacomelli
(Diptera: Tachinidae), parasitoid. Oecologia 84: 45-52.