Sección 8. Ecología

AUTOEVALUACIÓN - Capítulo 53. Interacciones en las comunidades

Cuestionario:

1. Distinga entre los siguiente términos: población/comunidad; exclusión competitiva/distribución de los recursos; hábitat/nicho; solapamiento de nichos/desplazamiento de caracteres; nicho fundamental/nicho real, simbiosis/comensalismo/parasitismo/mutualismo.
2. Compare los efectos de la competencia interespecífica (entre especies) e intraespecífica (dentro de la especie). ¿Cuál es la razón principal de sus diferencias?
3. Compare los resultados del estudio de MacArthur acerca de los gorjeadores con el experimento de Connell hecho con los percebes Semibalanus y Chthamalus. ¿Qué paso realizó Connell que MacArthur omitió? ¿Por qué es importante este paso?
4. Considere la siguiente secuencia de comedor y comido: plantas-herbívoros-carnívoros. ¿Cuáles serían probablemente los recursos críticos por los cuales competirían los organismos en cada nivel? ¿Son diferentes los niveles con respecto a la combinación de recursos, competencia y predación que podrían intervenir en la regulación de la población?
5. En la larga y cruenta guerra entre los coyotes y los pastores de ovejas, los estudios han mostrado que a) los coyotes matan a las ovejas y b) el porcentaje de ovejas perdidas de los rebaños en las áreas donde los coyotes han sido exterminados es aproximadamente el mismo que el porcentaje que se pierde en áreas donde los coyotes aún están presentes. ¿Cómo podría usted explicar esto?
6. En el sudoeste de EE.UU, las gramíneas y el mezquite compiten por el dominio del paisaje. Sin embargo, el mezquite era raro antes que se introdujera ganado. ¿De qué manera el ganado afectó la competencia entre estos dos tipos de plantas? Suponga que todo el ganado fuera eliminado de una gran área, ¿qué cambio predeciría usted en la competencia entre las gramíneas y el mezquite?
7. La introducción de una nueva especie en una comunidad puede tener varios efectos posibles. Enumere algunas de estas consecuencias posibles, tanto para la comunidad como para la especie. ¿Qué clase de estudios deben hacerse antes de importar un organismo "exótico”? Muchos países tienen leyes que restringen estas importaciones. ¿Ha adoptado su país alguna de estas leyes? En su opinión, ¿tienen sentido ecológico?
8. En opinión de algunos ecólogos, los animales que comen semillas, como los pinzones terrestres de las Galápagos deben considerarse como predadores, mientras que los animales que comen hojas, como el antílope, deben considerarse como parásitos. Justifique esta clasificación de los herbívoros como predadores o parásitos.
9. Compare la probable dinámica poblacional de una relación predador-presa versus una relación parásito-hospedador.
10. Compare las tres hipótesis (facilitación, inhibición y tolerancia) que han sido propuestas para explicar el proceso de sucesión ecológica. En los experimentos de eliminación o de adición para identificar los mecanismos que operan en una determinada serie, ¿qué tipos de resultados constituirían evidencia en apoyo de la facilitación, de la inhibición, de la tolerancia?

Respuestas:

1.Distinga entre los siguiente términos: población/comunidad; exclusión competitiva/distribución de los recursos; hábitat/nicho; solapamiento de nichos/desplazamiento de caracteres; nicho fundamental/nicho real, simbiosis/comensalismo/parasitismo/mutualismo.

Una población es un grupo de organismos que puede entrecruzarse. Es decir, todos los organismos de una especie en particular que viven en la misma localidad, y al mismo tiempo. Una comunidad consiste en todas las poblaciones de los organismos que habitan un ambiente común, y que interactúan uno con otro.

Exclusión competitiva es un posible resultado de la competencia directa entre dos o más especies por el mismo recurso. Una especie excluye competitivamente a las otras y las excluye de esas condiciones particulares. A pesar de que la exclusión competitiva ha sido demostrada en experimentos de laboratorio e inferida de la distribución de patrones de especies, especies ecológicamente similares a menudo coexisten en la misma comunidad merced a la distribución de los recursos. Es decir, diferentes especies usan diferentes porciones de los recursos disponibles. Es cuestión de debate si la partición de recursos es un resultado de la competencia o si resulta de adaptaciones que evolucionaron independientemente de la competencia.

El hábitat de un organismo o especie es la porción del ambiente en el cual vive. Su nicho, que incluye al hábitat (pero es más que eso) es una descripción multidimensional de su ambiente total y su modo de vida, incluyendo sus interacciones con otros organismos.

El solapamiento de nichos ocurre cuando miembros de dos especies están compitiendo por el mismo recurso. En el largo plazo, la presión de la selección natural puede resultar en desplazamiento de caracteres, es decir la divergencia de las dos especies en las características que se superponen.

El nicho fundamental describe los límites fisiológicos de tolerancia de un organismo o especie particular. Es el nicho ocupado en ausencia de interacciones con otros organismos. El nicho real es la porción del nicho fundamental realmente utilizada. Está determinado por factores físicos y por interacciones con otros organismos.

Simbiosis es una asociación estrecha y de largo plazo entre organismos de dos especies diferentes. Comensalismo es una relación simbiótica en la cual una especie se beneficia y la otra no es ni perjudicada ni beneficiada. Parasitismo es una relación simbiótica en la cual una especie se beneficia y la otra se perjudica. Mutualismo es una relación simbiótica en la que las dos especies involucradas se benefician.

2.Compare los efectos de la competencia interespecífica (entre especies) e intraespecífica (dentro de la especie). ¿Cuál es la razón principal de sus diferencias?

El efecto de la competencia interespecífica puede incluir la eliminación de una especie de un área determinada (exclusión competitiva), desplazamiento de caracteres (es decir, un incremento en la divergencia de las dos especies), reducción en el tamaño del nicho efectivo de una o de las dos especies o, en el caso extremo, la eliminación total de una de las especies (es decir, extinción). El efecto de la competencia intraespecífica es el cambio evolutivo. Aquellos miembros de la especie que compiten menos exitosamente tendrán menor éxito reproductivo y, en consecuencia, habrá cambios graduales en el reservorio génico de la especie. La selección puede ser direccional, determinando cambios filéticos. También puede ser normalizadora o bien disruptiva, caso en el cual se termina finalmente con la formación de dos o más especies. La razón principal para las diferencias en el resultado es la intensidad de la competencia. Los miembros de la misma especie están en competencia directa por todos los recursos necesarios, y el resultado de esta competencia intensa es generalmente la eliminación de los individuos menos adaptados. A menos que las especies sean muy similares, los miembros de las especies diferentes no están en competencia directa por todos los recursos, y los ajustes en los nichos o los cambios geográficos a menudo les permitirán coexistir.

3.Compare los resultados del estudio de MacArthur acerca de los gorjeadores con el experimento de Connell hecho con los percebes Semibalanus y Chthamalus. ¿Qué paso realizó Connell que MacArthur omitió? ¿Por qué es importante este paso?

El estudio de MacArthur acerca de los gorjeadores demostró que las cinco especies tienen diferentes zonas en los árboles para alimentarse de insectos. Ellos pueden coexistir sin competencia directa dado que explotan recursos levemente diferentes. Los experimentos de Connell con percebes demostraron que mientras Chthamalus puede vivir tanto en las partes altas como en las bajas de la zona intermareal, Semibalanus puede vivir solamente en la zona baja (más favorable). Cuando ambas especies están presentes, Semibalanus, que crece más rápidamente, desplaza a Chthamalus de la zona baja creciendo en grandes cantidades sobre las rocas. El paso que Connell dio (y que MacArthur no) fue quitar a los miembros de una de las especies para determinar qué zona o zonas ocuparía la otra especie en ausencia de competencia. Este paso hizo posible determinar cómo trabaja la competencia, el ambiente o ambientes en los cuales las especies pueden vivir en ausencia de competencia, qué ambiente es el preferido, cuál es la especie adaptada a una mayor variedad de condiciones ambientales, y qué especie está restringida a ambientes más limitantes por la presencia de la otra.

4.Considere la siguiente secuencia de comedor y comido: plantas-herbívoros-carnívoros. ¿Cuáles serían probablemente los recursos críticos por los cuales competirían los organismos en cada nivel? ¿Son diferentes los niveles con respecto a la combinación de recursos, competencia y predación que podrían intervenir en la regulación de la población?

Los recursos críticos para las plantas son la luz solar, el agua, los minerales del suelo y el espacio para crecer. Los recursos críticos para los herbívoros son el material vegetal para comer, agua para beber, espacio y, particularmente para los herbívoros más pequeños, refugio y sitios para anidar. Los recursos críticos para los carnívoros son los herbívoros y otros carnívoros para alimentarse, agua para beber, refugio y sitios para anidar.

Sí, los niveles son diferentes con respecto a la combinación de recursos, competencia y predación que pueden estar involucrados en la regulación de la población. La competencia es probable que sea intensa entre las plantas dado que están compitiendo por los mismos recursos físicos, aun a pesar de que las necesidades exactas de las diferentes especies pueden diferir. La predación por herbívoros puede, en realidad, aliviar esta competencia (dado que diferentes herbívoros prefieren diferentes plantas o partes de plantas), permitiendo la coexistencia de muchas especies diferentes. Las diferencias en las preferencias de distintas especies de herbívoros hace que, en muchas situaciones, la competencia interespecífica no sea demasiado intensa. Generalmente no compiten por los mismos recursos. La competencia intraespecífica puede ser intensa, sin embargo, particularmente en tiempos de escasez de alimentos, y puede ser un factor importante en la regulación del tamaño de las poblaciones. La importancia relativa de la predación para regular las poblaciones de herbívoros aún permanece poco clara. Los carnívoros, como los herbívoros, tienen una amplia variedad de fuentes de alimento de las cuales elegir y, generalmente, tienen una gran movilidad para encontrarlas. La competencia interespecífica probablemente no es muy intensa, a pesar de que la competencia intraespecífica pueda ser bastante intensa y puede jugar un papel importante en la regulación de la dinámica poblacional. Para muchos carnívoros, la predación por otros carnívoros es probablemente de mínima importancia para la regulación de la población.

5.En la larga y cruenta guerra entre los coyotes y los pastores de ovejas, los estudios han mostrado que a) los coyotes matan a las ovejas y b) el porcentaje de ovejas perdidas de los rebaños en las áreas donde los coyotes han sido exterminados es aproximadamente el mismo que el porcentaje que se pierde en áreas donde los coyotes aún están presentes. ¿Cómo podría usted explicar esto?

Este hallazgo indica que un cierto número de ovejas se perderá de los rebaños de manera bastante independiente de la predación, como resultado de enfermedades, accidentes, vejez o debilidad. Los coyotes parecen estar matando a aquellas ovejas que habrían muerto tarde o temprano por otras causas. Los coyotes, como otros predadores, tienden a capturar animales que no son tan fuertes, rápidos o sanos.

6.En el sudoeste de EE.UU, las gramíneas y el mezquite compiten por el dominio del paisaje. Sin embargo, el mezquite era raro antes que se introdujera ganado. ¿De qué manera el ganado afectó la competencia entre estos dos tipos de plantas? Suponga que todo el ganado fuera eliminado de una gran área, ¿qué cambio predeciría usted en la competencia entre las gramíneas y el mezquite?

El ganado (que se alimenta de pasto) ha hecho posible que el mezquite pueda competir exitosamente con los pastos dominantes. Si todo el ganado fuese quitado de un área grande, de tal manera que su pastoreo no afectara el balance de la competencia, los pastos dominarían nuevamente y el mesquite volvería a ser una especie rara.

7.La introducción de una nueva especie en una comunidad puede tener varios efectos posibles. Enumere algunas de estas consecuencias posibles, tanto para la comunidad como para la especie. ¿Qué clase de estudios deben hacerse antes de importar un organismo "exótico”? Muchos países tienen leyes que restringen estas importaciones. ¿Ha adoptado su país alguna de estas leyes? En su opinión, ¿tienen sentido ecológico?

La especie introducida podría durar por un tiempo y eventualmente morir porque es incapaz de competir exitosamente con las especies establecidas. O podría llenar un nicho vacío en la comunidad y establecerse. O podría competir exitosamente con otra especie, desplazándola y tomando su lugar (o nicho) dentro de la comunidad. Una vez establecida, la especie introducida podría no disturbar los balances existentes, o podría influenciar los balances físicos o biológicos y alterar la comunidad entera. La nueva especie podría estar muy bien ajustada al nuevo ambiente y, debido a la falta de enemigos naturales o a otros factores, multiplicarse rápidamente. De esta manera, podría crear problemas serios para todos los otros organismos en la comunidad.

Los estudios del nicho natural del nuevo organismo, y del nuevo lugar que ocuparía en la nueva comunidad deberían ser realizados con anterioridad a la introducción. Estos estudios deberían incluir una mirada cuidadosa a los alimentos y a las nuevas porciones de un hábitat que podría ser utilizado por el organismo introducido. ¿Hay predadores disponibles en la comunidad existente para mantener a raya a la nueva especie? ¿Se introducirán por accidente nuevas enfermedades o parásitos ajenos a la comunidad ya establecida? ¿Qué se ganará al establecer al nuevo organismo? ¿Compensarán las ganancias las posibles desventajas de la introducción? Finalmente, un estudio debería ser hecho con la introducción de la especie en un área limitada en la cual los resultados obtenidos podrían ser cuidadosamente monitoreados, donde las especies podrían estar restringidas, y donde los pasos a seguir podrían llevar a eliminar a la especie introducida si se tornara un problema.

Las leyes que restringen la importación varían de país en país. Algunos prohiben la importación de cualquier especie en peligro, y ciertos organismos venenosos o peligrosos.

8.En opinión de algunos ecólogos, los animales que comen semillas, como los pinzones terrestres de las Galápagos deben considerarse como predadores, mientras que los animales que comen hojas, como el antílope, deben considerarse como parásitos. Justifique esta clasificación de los herbívoros como predadores o parásitos.

Los animales que comen semillas son, en efecto, predadores, ya que están matando y comiendo organismos enteros. Los embriones de las plantas adentro de las semillas nunca tendrán la oportunidad de madurar. Los animales que comen hojas, sin embargo, típicamente no destruyen la planta. La asociación entre el animal y la planta es tal que el animal se beneficia y la planta es dañada.

9.Compare la probable dinámica poblacional de una relación predador-presa versus una relación parásito-hospedador.

En una relación predador-presa, el predador realmente mata a la presa y la consume. A pesar de que los detalles no están claros y pueden variar con las diferentes interacciones predador-presa, sí está claro que el tamaño de la población presa disponible limita el tamaño posible de la población predadora, y que las actividades de la población predadora pueden tener un impacto significativo sobre el tamaño de la población presa. Los predadores, sin embargo, raramente son dependientes de un solo tipo de presa y, a medida que cae el tamaño de la población presa, los predadores pueden cambiar a otras presas hasta que la población aumente de nuevo. A pesar de que el sistema parásito-predador es una forma especializada de predación, los parásitos más exitosos no matan a sus hospedadores, al menos hasta que ellos mismos no se hayan reproducido y las crías hayan tenido la oportunidad de encontrar nuevos hospedadores. A medida que el tamaño de la población hospedadora se incrementa, los parásitos tienen un mayor “hábitat” para expandirse, y la población del parásito puede aumentar sin necesidad de causar una reducción en el tamaño de la población del hospedador. Muchos parásitos están bastante especializados en términos del tipo de hospedadores al que parasitan, y no pueden cambiar a otros hospedadores si el tamaño de la población del hospedador decae.

10.Compare las tres hipótesis (facilitación, inhibición y tolerancia) que han sido propuestas para explicar el proceso de sucesión ecológica. En los experimentos de eliminación o de adición para identificar los mecanismos que operan en una determinada serie, ¿qué tipos de resultados constituirían evidencia en apoyo de la facilitación, de la inhibición, de la tolerancia?

De acuerdo con la hipótesis de facilitación, las especies de cada estadio de la sucesión ecológica “preparan el camino” para la especie del siguiente estadio al alterar las condiciones locales. De acuerdo a la hipótesis de inhibición, las especies de los estadios más tempranos inhiben la colonización por las especies de los estadios más avanzados. Sólo cuando los tamaños poblacionales de las especies tempranas son reducidos (por ejemplo, como resultado de la competencia, la predación, enfermedades o disturbios) las especies de los estadios más avanzados pueden colonizar exitosamente. De acuerdo con la hipótesis de tolerancia, las especies de los estadios más tempranos no asisten ni inhiben la colonización por las especies de los estadios más avanzados. Las especies dominantes en cualquier momento dado son aquellas que pueden tolerar mejor las condiciones físicas existentes y la disponibilidad de recursos.

La evidencia que apoya la hipótesis de facilitación sería provista por experimentos de remoción de las especies tempranas que impiden la colonización de las especies sucesionalmente más tardías. La evidencia que apoye la hipótesis de inhibición sería provista por experimentos en los cuales la remoción de las especies sucesionalmente más tempranas llevara a la colonización por especies más tardías. La evidencia en apoyo de la hipótesis de tolerancia sería provista por parcelas experimentales en las cuales se removerían o agregarían especies sucesionalmente tempranas, y en las cuales el curso subsiguiente de la sucesión fuera idéntico al de las parcelas testigo en las cuales no se habría removido o agregado especie alguna. Hay que hacer notar que se supone que las parcelas testigo, en las cuales no se realiza ninguna manipulación, también fueron usadas en las dos primeras situaciones y proveyeron la línea base contra la cual se midió el efecto de las remociones.

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