TEMA 13 ECOLOGÍA (2016)

Apunte Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura ECOLOGÍA
Año del apunte 2016
Páginas 5
Fecha de subida 01/05/2016
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Unybook: Egarciamarin TEMA 13. MUTUALISMO INTRODUCCIÓN: el mutualismo es una interacción entre individuos de dos especies diferentes que beneficia a ambas.
 Mutualismo facultativo: se da cuando una de las especies puede vivir sin su socio mutualista.
 Mutualismo obligado: se da cuando una de las especies es dependiente de la relación mutualista.
La polinización, el frugivorismo (comer los frutos para disipar las semillas en las heces) o los líquenes (alga y hongo) son los mutualismos más destacados en la naturaleza.
Margulis y Fester recopilaron evidencias de que las células eucariotas se originaron a partir de relaciones mutualísticas.
MUTUALISMO CON PLANTAS: MICORRIZAS: crecen rodeando las raíces de las plantas  importantes por cambiar la función de éstas = aumentan su capacidad productora y captadora.
TIPOS: ENDOMICORRIZAS O MICORRIZAS ARBUSCULARES: producen arbúsculos (lugares de intercambio entre planta y hongo), hifas (filamentos) y vesículas (órganos de almacenamiento de energía del hongo en la raíz). Son las que penetran en la raíz.
ECTOMICORRIZAS: forman como un manto que envuelve a la raíz.
Importantes para el acceso de las plantas al fósforo y a otros nutrientes inmóviles (Cu, Zn), además de N y agua.
MICORRIZAS Y BALANCE DE AGUA EN PLANTAS: Allen y Allen estudiaron el balance acuático en Agropyron smithii = plantas con micorrizas mantuvieron mayores potenciales hídricos en sus hojas que sin ellas. Plantas con mayor acceso al P pueden desarrollar raíces que son más eficaces para extraer y llevar agua.
Hardie mediante experimentos con trébol rosa sugirió que las micorrizas mejoran las relaciones hídricas al aumentar la superficie de contacto con la humedad en la zona de raíces.
1 Unybook: Egarciamarin DISPONIBILIDAD DE NUTRIENTES Y BALANCE DEL MUTUALISMO: Johnson investigó si la fertilización podía actuar reduciendo los hongos micorrícicos, ya que el hongo recibía una cantidad igual o mayor de productos fotosintéticos a cambio de una menor cantidad de nutrientes.
En ambientes pobres en nutrientes muchas plantas invierten desproporcinadamente en raíces  encontró una mayor inversión en raíces en suelos pobres en N.
Los resultados sugerían que las micorrizas de suelos sin fertilizar aportaron más nutrientes a las plantas  eran capaces de invertir más energía en material fotosintético superficial.
Encontró que la gramínea Andropogon produjo inflorescencias sólo en aquellostratamientos con N suplementario.
La conclusión es que, cuanto más fertilizantes, menos raíces producían y menos participaban las micorrizas, pues tenían todos los nutrientes que necesitaran.
HORMIGAS Y ACACIA CORNÍGERA: herbívoros que intentan alimentarse sobre plantas de Acacia ocupadas por hormigas son atacados por un gran número de rápidos, ágiles y muy agresivos defensores. También eliminan plantas competidoras.
Beneficio de las hormigas:  “Espinas” proporcionan un espacio vital.
 Nectarios de las hojas proporcionan azúcar.
 Cuerpos beltianos son una fuente de aceites y proteínas.
2 Unybook: Egarciamarin Son mutualistas obligadas y se ha visto que las Acacias tienen menor tamaño si no tienen a las hormigas para protegerlas. Janzen demostró que las hormigas mejoran de manera importante la eficiencia de las plantas:  Acacias sin hormigas tenían más insectos herbívoros.
 Rebrotes creciendo de acacias ocupadas por hormigas crecían a una tasa 7 veces mayor y mostraron el doble de supervivencia que las que no tenían hormigas.
MUTUALISMO DE PROTECCIÓN EN PLANTAS DE CLIMA TEMPLADO: hormigas son atraídas a los girasoles (Heliantella sp.) porque producen néctar en nectarios extraflorales ricos en sacarosa y aminoácidos.
Inouye y Taylor nunca observaron varias especies de hormigas colectando néctar de estas flores ni cuidando áfidos de estas plantas  nectarios extraflorales suficientemente atractivos.
Propusieron que las hormigas protegían las flores productoras de semillas de los depredadores de semillas  daños en un 90% de las semillas producidas. Flores sin hormigas sufrieron 2-4 veces más depredación.
La relación es facultativa  cada pocos años estas flores mueren por heladas tardías = mayor variación de temperaturas en estos climas.
3 Unybook: Egarciamarin MODELO DE LOTKA-VOLTERRA PARA EL MUTUALISMO: para el mutualismo, se considera que ambas especies se benefician de la interacción, por lo que, cada una tiene un efecto acelerador del crecimiento poblacional sobre la otra. El modelo más simple del mutualismo es equivalente al modelo clásico de depredación de LotkaVolterra, y tiene la forma: 𝑑𝑁1 𝑟1 · 𝑁1 · (𝐾1 − 𝑁1 + 𝛼 · 𝑁2 ) = 𝑑𝑡 𝐾1 𝑑𝑁2 𝑟2 · 𝑁2 · (𝐾2 − 𝑁2 + 𝛽 · 𝑁1 ) = 𝑑𝑡 𝐾2 Siendo α el efecto positivo de la especie 2 sobre la 1 y β, el efecto positivo de la especie 1 sobre la 2.
MUTUALISMO CON CORALES – ZOOXANTELAS Y CORALES: zooxantelas viven dentro de los tejidos del coral (los tienen “capturados” = no pueden vivir solas)  reciben nutrientes del coral y a cambio el coral recibe compuestos orgánicos sintetizados por las zooxantelas en la fotosíntesis  el coral induce la liberación de compuestos orgánicos con “compuestos señal” que alteran la permeabilidad de la membrana celular de la zooxantela.
Los corales también controlan la tase de crecimiento de las zooxantelas y su densidad controlando los nutrientes.
El principal beneficio de la zooxantela es acceder a un mayor nivel de nutrientes especialmente N y P  toman amonio excretado por el coral.
Los corales (zooxantelas) también mejoran la competencia con el fitoplancton al dejar el agua limpia (luz).
4 Unybook: Egarciamarin Glynn encontró 13 especies de coral protegidas por crustáceos mutualistas. Éstos mejoran substancialmente las oportunidades del coral al evitar el ataque de las estrellas de mar.
También encontraron que la actividad del cangrejo mejora la salud e integridad del coral (eliminan algas etc…)  el coral Pocillopora aumenta la producción de grasas en presencia de cangrejos. El tracto digestivo de cangrejos viviendo en corales tiene grandes cantidades de lípidos.
EVOLUCIÓN DE LOS MUTUALISMOS: la teoría dice que el mutualismo evolucionará donde sus beneficios supere los costes.
Keeler desarrlló modelos para representar la relación coste-beneficio de varios tipos de interacción mutualística:  Mutualistas exitosos: dan y reciben beneficios.
 Mutualistas no exitosos: dan, pero no reciben beneficio  no evolucionará.
 No mutualistas: no dan ni reciben beneficio.
Para que una población sea mutualista la aptitud de los mutualistas exitoso debe ser mayor que la de los otros. Si no, la selección natural eliminará la interacción.
Keeler propuso que para que un mutualismo facultativo hormiga-planta evolucione y persista la proporción de la energía de la planta que la hormiga protege de los herbívoros debe superar a la proporción de energía que la planta dedica a la producción de nectarios extraflorales y néctar.
Condiciones que pueden producir mayor beneficio que coste:     Baja proporción de la energía de la planta invertida en nectarios extraflorales.
Alta probabilidad de atraer hormigas.
Escasa eficiencia de las defensas alternativas.
Alta efectividad de la defensa por hormigas.
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