TEMA 14 ECOLOGÍA (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura ECOLOGÍA
Año del apunte 2016
Páginas 7
Fecha de subida 28/04/2016
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Unybook: Egarciamarin TEMA 14. AMNBUNDANCIA Y DIVERSIDAD ¿QUÉ ESTUDIA LA ECOLOGÍA DE COMUNIDADES?: la ecología es la ciencia de las comunidades (Shelford).
Se estiman entre 1’5 y 30 millones de especies, una comunidad sería una pequeña fracción de esa diversidad que encontramos en un lugar y un tiempo, que pueden ser arbitrarios.
La comunidad es un conjunto de poblaciones (por tanto de distintas especies) que se presentan juntas en el espacio y en el tiempo. La comunidad corresponde a la parte biótica del ecosistema. La ecología de comunidades estudia el modo en que las comunidades se distribuyen en la naturaleza y como estas agrupaciones se encuentran influenciadas por las interacciones entre especies y por las fuerzas físicas del medio ambiente.
La taxocinosis es la comunidad de especies de diferentes taxones en un mismo ecosistema.
Se puede realizar ese estudio desde muchos puntos de vista, de ahí que se produzca una ambigüedad taxonómica y espacial.
Se estudia la comunidad a partir de inventarios = listados de las especies que aparecen en esa comunidad  puede complicarse si se realizan recuentos. También puedo tener un índice de abundancia para comparar comunidades.
Los atributos característicos de este nivel de organización son:  Riqueza y diversidad de especies: número de especies que tiene la comunidad  lo más básico. La diversidad es también el cómo están los individuos divididos en comunidades.
 Descripción de tamaños y formas de crecimiento: cuándo crecen.
 Niveles tróficos: conjunto de individuos diferentes de una misma relación trófica o comparación entre dos niveles.
 Dominancia o especies clave: más o menos abundantes.
 Variación espacial y temporal de la comunidad.
Holismo/Organicismo (el todo es más que la suma de sus partes) GAIA Reduccionismo/Individualismo (el todo no es más que la suma de sus partes) INTRODUCCIÓN: COMMUNIDAD: asociación de especies que interactúan y habitan un área definida  inventarios muy complejos  estructura de la comunidad incluye atributos tales como el número de especies, abundancia relativa de las especies y la diversidad de especies.
GREMIO: grupo de organismos que ejecutan la misma función ecológica (i.e. viven del mismo modo)  Organismos frugívoros.
 Gremios de macroinvertebrados en ríos: funciones semejantes en un río (depredadores, filtradores) 1 Unybook: Egarciamarin FORMAS DE VIDA (EN PLANTAS): combinación de estructura (porte) y dinámica de crecimiento (Raunkjaer = yemas de crecimiento = simple).
ABUNDANCIA: existen regularidades en la abundancia relativa de las especies en las comunidades que se mantienen independientemente del ecosistema  patrones semejantes en distintas comunidades.
Preston desarrolló el concepto de distribución de frecuencias y rareza (especies poco frecuentes).
Representó gráficamente la abundancia de colecciones de especies como distribuciones de frecuencia.
Whittaker hizo lo mismo con plantas, midiendo la cobertura de sus copas.
Ambas gráficas tienen forma de campana de Gauss.
DISTRIBUCIÓN LOGNORMAL: en la mayoría de distribuciones log-normales, sólo aparece una porción de la distribución con forma de campana.
 El tamaño muestral tiene un efecto importante.
 Esfuerzo significativo para capturar especies raras.
May propuso que la distribución lognormal se esperaría estadísticamente.
Sugihara sugirió que la distribución lognormal es consecuencia de la subdivisión del espacio de nicho por parte de las especies de la comunidad.
2 Unybook: Egarciamarin DIVERSIDAD DE ESPECIES: dos factores definen la diversidad específica:  Riqueza: número de especies en la comunidad.
 Equitatividad (evenness): abundancia relativa de las especies.
MEDIDA DE LA DIVERSIDAD DE ESPECIES: ÍNDICE DE SHANNON-WIENER:     H’ = valor del índice de diversidad SW.
Pi = proporción de la especie ith.
Log2 = logaritmo en base 2 de pi.
S = número de especies.
Mide el contenido de información por individuo en muestras obtenidas al azar, provenientes de una comunidad ‘extensa’ de la que se conoce el número total de especies (S). También puede considerarse a la diversidad como una medida de la incertidumbre para predecir a qué especie pertenecerá un individuo elegido al azar de una muestra de S especies y N individuos.
Por lo tanto, H’ = 0 cuando la muestra contenga solo una especie, y, H’ será máxima cuando todas las especies S estén representadas por el mismo número de individuos Ni, es decir, que la comunidad tenga una distribución de abundancias perfectamente equitativa.
Lo más horizontal es lo más diverso al estar más repartida. Pero, no siempre es así, pues pueden darse dos gráficas con número de especies diferentes, siendo la horizontal la que menos especies tiene.
Cuando se realizan con el log2 las unidades son en bits, mientras que cuando se realizan con el ln, nats. Se puede pasar de neperiano a base dos dividir entre 1’44.
EQUITATIVIDAD: la diversidad partida por su diversidad máxima  cuando da uno, es que es la máxima que se puede alcanzar. Cuando da un número muy bajo es que están muy mal repartidos.
3 Unybook: Egarciamarin Si todas las especies en una muestra presentan la misma abundancia, el índice usado para medir la de equitabilidad debería ser máximo y, por lo tanto, debería decrecer tendiendo a cero a medida que las abundancias relativas se hagan menos equitativas.
En el caso de la primera gráfica, ambas tienen el mismo número de especies, por lo que saldría un valor de uno.
CURVAS DE RANGO-ABUNDANCIA: representan la abundancia relativa de las especies de una comunidad frente al rango de abundancia  mayor equitatividad cuando menor es la pendiente.
La línea naranja es más diversa que la azul.
COMPLEJIDAD AMBIENTAL: la diversidad de especies aumenta con la complejidad ambiental o heterogeneidad.
MacArthur encontró que la diversidad de currucas aumentaba con el porte del estrato arbóreo  la heterogeneidad ambiental se mide como altura del follaje.
Si tenía bosques con matorrales bajos, tenía una menor diversidad de aves, lo contrario que en bosques de altas alturas.
Muchos estudios han mostrado una relación positiva entre la heterogeneidad ambiental y la diversidad de especies.
NICHO Y DIVERSIDAD EN ALGAS Y PLANTAS - HUTCHINSON: las comunidades fitoplanctónicas representan una paradoja porque aun habitando ambientes relativamente simples y compiten por los mismos nutrientes, muchas especies coexisten sin exclusión competitiva (“paradoja del plancton”).
La heterogeneidad ambiental podría explicar una parte de esta diversidad. No es sólo heterogéneo, también es debido a los cambios en el tiempo, ya que los del plancton, en este caso, es de minutos  condiciones cambiantes no permiten exclusiones.
El nicho en el fitoplancton parece estar definido por sus requerimientos nutricionales.
4 Unybook: Egarciamarin Tilman encontró que la coexistencia en diatomeas dulceacuícolas depende de la razón entre silicatos y fosfatos = condiciones que permiten la coexistencia.
Las diatomeas ocupan nichos tróficos diferentes, así diferentes especies de diatomeas dominarían según qué composición de nutrientes.
Lo demostró gracias a los cambios espacio-temporales de los recursos.
HETEROGENEIDAD Y DIVERSIDAD EN SELVAS TROPICALES: Jordan sugirió que la diversidad en selvas tropicales se organiza de dos formas:  Un número grande de especies viven en comunidades albergadas dentro de las selvas tropicales  menos explotadas y porque no han llegado las glaciaciones = competición y evolución entre especies = heterogeneidad.
 Un gran número de comunidades vegetales, cada una de ellas con una composición de especies diferente  condiciones óptimas y constantes en el tiempo.
La selva es la que más agua tiene, presentando una micromorfología, con un nivel freático cambiante provoca que haya diferentes distancias al nivel freático y diferentes composiciones, tanto de suelo como vegetal.
También puede ser debido al “fantasma de la competencia”, es decir, que las especies menos competitivas se hayan extinguido, y que las especies posteriores coexistan precisamente porque compiten poco entre sí.
DIVERSIDAD DE ESPECIES DE PLANTAS Y ALGAS Y DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES: observación de relaciones negativas entre disponibilidad de nutrientes y diversidad de especies de algas y plantas  la adición de nutrientes en agua o suelos generalmente reduce la diversidad de especies de plantas y algas.
La gran cantidad de nutrientes en un medio provoca que haya muy pocas especies dominantes, y que también haya otras con un gran número de individuos  estudio a largo plazo en suelos fertilizados.
5 Unybook: Egarciamarin PERTURBACIONES Y DIVERSIDAD: el concepto de perturbación es difícil de definir ya que implica una desviación con respecto a “condiciones promedio o normal” (éstas pueden incluir una variación sustancial).
Sousa definió la perturbación como la aniquilación, el desplazamiento o el daño discreto y puntual que afecta a uno o más individuos de una población, y que, directa o indirectamente, crea una oportunidad para que nuevos individuos se establezcan (= heterogeneidad).
White y Pickett la definieron como cualquier evento relativamente discreto en el tiempo que altera el ecosistema, comunidad o estructura de población, y el recambio de recursos, disponibilidad de sustrato o de medio físico.
La perturbación posee dos características principales: frecuencia e intensidad.
HIPÓTESIS DE LAS PERTURBACIONES INTERMEDIAS: Connell propuso que la perturbación es una característica prevalente que afecta significativamente de diversidad de las comunidades biológicas.
Propuso que, ambos, alta y baja incidencia de perturbaciones, reducirían la diversidad, mientas que niveles intermedios promoverían diversidades altas.
El transcurso de tiempo entre perturbaciones debe ser suficiente para permitir que una amplia variedad de especies colonicen el área abierta, pero no demasiado largo para evitar la exclusión competitiva.
En las perturbaciones intermedias se produce una mayor diversidad.
PERTURBACIONES Y DIVERSIDAD EN LA ZONA INTERTIDAL: Sousa estudió los efectos de las perturbaciones sobre la diversidad de algas e invertebrados creciendo sobre rocas en la zona intermareal.
El grado de perturbación depende del tamaño de la roca  Rocas grandes requieren de mayor energía para ser movidos.
Las rocas que albergan mayor diversidad eran aquellas sujetas a niveles intermedios de perturbación.
Si los temporales de tormentas no son muy fuertes, las rocas grandes no serán volteadas y acabarán teniendo biodiversidad, aunque sólo de una especie. Aunque, con este experimento se demostró que las rocas que más biodiversidad presentaban eran 6 Unybook: Egarciamarin las que estaban sujetas a perturbaciones intermedias (por lo que eran rocas intermedias).
PERTURBACIONES Y DIVERSIDAD EN PRADERAS DE ZONAS TEMPLADAS: predominan aquellas praderas con perturbaciones intermedias = predomina la vegetación herbácea, pudiendo llegar a desarrollar árboles.
Whicker y Detling estudió a los perros de las praderas (Cynomys spp.) como fuente de perturbación en praderas de Norte América:  Construyen sofisticados sistemas de túneles subterráneos.
 Eliminan la vegetación de la zona alrededor de las excavaciones.
 Áreas abiertas a la colonización: o Reducción de un 98% de la vegetación.
o Eliminación de la dinámica vegetal (cambios de especies donde había madrigueras).
TIPOS DE DIVERSIDAD: ALFA DIVERSIDAD (α): escala local, de un inventario o de un hábitat concreto (ej.
Peces de un lago).
BETA DIVERSIDAD (β): mide la diferencia en la composición de especies o el recambio de especies entre dos o más inventarios o hábitats en una región (ej.
diferencias en la diversidad de peces entre lagos de una región).
GAMMA DIVERSIDAD (γ): diversidad o riqueza a escala regional, pues recoge toda la diversidad de la zona (ej. Diversidad de peces en el conjunto de lagos de la región).
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