Factores abióticos y bióticos del ambiente influyen en eldesenvolvimiento de los individuos: Sobrevivir , crecer y reproducirse

MEDIO AMBIENTE

conjunto de componentes físicos, químicos, biológicos y sociales capaces de causar efectos directos o indirectos, en plazo corto o largo, sobre los seres vivos y las actividades humanas

Conferencia de las Naciones Unidas sobre medio ambiente (Suecia, 1972)

Factores bióticos Factores abióticos

Factores evolutivos (o históricos) y ecológicos

�Factores que varían en espacio y tiempo, y a los cuales los organismos responden diferencialmente

¿Qué es una Condición? ¿Qué es un Recurso?

CONDICIONES & RECURSOS

Recursos

� Cantidades de alguna cosa que puede ser reducidopor la actividades de un organismo vivo durante sucrecimiento y desarrollo

� El uso de ese recurso por un organismo lo hacemenos disponible o hace indisponible para otrosorganismos

� Materiales inorgánicos (CO2, agua, oxígeno, macro y micronutrientes)

� Alimento

Recursos para una planta verde

Nutrientes minerales:● Macronutrientes (nitratos, fosfatos...)● Micronutrientes (cobre, manganeso, zinc, boro)

¿La radiación solar es un recurso?

Organismos como recursos alimenticios

Autótrofos:Plantas y algunas bacterias

Heterótrofos:● Descomponedores (hongos, bacterias y

detritívoros)● Parásitos● Herbívoros y ramoneadores● Depredadores

Es un recurso en sí mismo y contiene recursos.

¿Es un recurso el espacio?

• Son consumidos ;

• Generan competencia ;

• Se caracterizan por su abundancia y disponibilidad ;

• Proveen energía para las funciones vitales, sintetizar biomasa, despeñar actividades;

• Proveen materiales para construir las estructuras de los seres vivos;

• Satisfacen otras necesidades, como refugios, sitios de nidificación, etc.

Recursos (bióticos y abióticos): son las cosas que los organismos consumen para poder sobrevivir, crecer o reproducirse.

El uso por un organismo los hace no disponible para los otros.

Recursos

1) Esenciales

2) Sustituibles exactamente

3) Sustituibles complementarios

4) Antagónicos

5) Inhibidores

Sistema de clasificación de los recursos de Tilman(1982)

Recursos esenciales:

Isoclinas ortogonales

Ley del Mínimo de Liebig (1840)El crecimiento de las plantas está limitado por el elemento cuya concentración es inferior a un valor mínimo en términos de su necesidad, por debajo del cual no tiene lugar el crecimiento.

● Un recurso puede reemplazar al otro● No necesariamente son iguales

Si se consumen juntos es necesaria menor cantidad de cada uno.Ejemplos:● Trigo o avena para los pollos.● Nitrato y Amonio para las plantas● Carne de cebra o antílope para león.

Recursos Sustituibles:

Recursos sustituibles complementarios:

Para alcanzar el crecimiento si se consumen juntos los dos recursos es necesaria menor cantidad de cada uno y menor cantid ad total que si se consumen por separado.

Ejemplo: Humanos alimentándose de arvejas y arroz que proveen distintos aminoácidos, aumenta el contenido proteico del alimento.

Recursos antagonistas:

Al consumirse juntos la cantidad de cada uno es menor pero la cantidad total necesaria es mayor que si se consumen por separado.

Ejemplos: Recursos con compuestos tóxicos que actúan en forma sinérgica. Si se consumen por separado no producen efecto.

Son recursos esenciales que se vuelven inhibidores a altas concentraciones.

Recurso a un nivel pasa a una condición limitante (nutrientes que a altas concentraciones son tóxicos e inhiben el crecimiento).Ej.: Agua, luz, minerales para plantas.

Recursos inhibidores:

Condiciones

� Características (¿físico-químicas?) del ambiente que determinandonde puede un individuo sobrevivir, crecer y reproducirse.

� Pueden ser alteradas por las actividades de los organismos, pero no pueden ser consumidas ni agotadas.

� Humedad relativa� Temperatura� pH� Salinidad� Velocidad de la corriente (ambientes lóticos)� Estructura del suelo� Concentración de contaminantes

Factores abióticos

¿Depredación?

Ejemplos de cómo los organismos pueden “cambiar” las condiciones:

i. El movimiento de abejas aumenta la temperatura de la colmena

ii. El pisoteo de ganado cambia la aireación y compactación del suelo

iii. Las lombrices cambian la aireación del suelo

iv. Los árboles cambian las condiciones de insolación

v. Los desechos de los organismos cambian pH del agua

Recursos y condicionesCaracterísticas diferenciales

La adaptación de un organismo a su ambiente es exhibida por suhabilidad para funcionar entre algún límite superior e inferior en un

rango de condiciones ambientales

Ley ecológica de tolerancia (Shelford 1911)

Para cada factor ambiental, un organismo tiene un rango de tolerancia dentro del cual éste puede sobrevivir

Explica mucho de la distribución geográfica de las especies (pero ojo con los factores históricos!!)

Curva de respuesta de los individuos a distintas intensidades de un factor

Zon

a de

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rés

fisio

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Núm

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perf

orm

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osRango óptimo

Rango de tolerancia

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e

demasiado ácido demasiado alcalino

Reproducción+

Crecimiento+

Supervivencia

supervivencia Gradiente ambiental

pero....... …..el rango de tolerancia puede no ser fijo

Las hembras en períodos reproductivos y de gestación, así como las crías pequeñas. Los juveniles, los ancianos y enfermos pueden mostrar rangos de tolerancia muy estrechos

Algunos principios de la "ley" de la tolerancia:

● Pueden tener un rango de tolerancia muy amplio para un factor y estrecho para otros.

● Cuando las condiciones no son óptimas para una especie respecto a un factor ecológico, los límites de tolerancia suelen reducirse también para otros factores.

Ejemplo: Cuando el nitrógeno del suelo es limitante, la resistencia del pasto a la sequía disminuye.

La forma de estas curvas permite distinguir dos grandes grupos de organismos:

● Especies estenoicas (esteno=estrecho): sensibles a cambios ambientales. Posibles indicadores ecológicos.● Especies eurioicas (euri=ancho): amplio rango de tolerancia ambiental.

Interacción de factores puede modificar los límites de tolerancia para cada factor tomado en forma independiente.

Los límites de tolerancia ante distintos factores no son realmente independientes entre sí.

Ejemplo: la estenotermia del ortóptero Podisma pedestris se manifiesta más en climas secos que en climas húmedos.

Distribución del ortóptero Podisma pedestris en función de la temperatura en julio y la aridez en ese mes

[N]

Hum

edad

[N]

Hum

edad

[P]

[N]

G. Evelyn Hutchinson (1903–1991)

CONCEPTO DE NICHO ECOLÓGICO

Espacio n-dimensional de condiciones y recursos donde un organismo puede vivir.(Hutchinson 1957)

Gradiente ambiental X

Gra

dien

te a

mbi

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l Y

Gradiente ambiental Z

Alta eficacia biológica

Baja eficacia biológica

Altu

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(m

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Largo de presa (mm)

Profundidad del agua (cm)

Tra

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Variable 2

Var

iabl

e 1

Nicho fundamental

Nicho realizado

Nicho fundamental y nicho realizado

Recursos Condiciones

organismo

distribuciónabundancia

Adaptaciones

● Caracteres fenotípicos determinados genéticamente● Maximizan el éxito reproductivo a largo plazo● Bajo las condiciones y recursos de ese ambiente

Adaptaciones al ambiente

¿Qué es una adaptación?

Rasgos o características morfológicas, fisiológicas o comportamentales que aseguran el éxito de los organismos en un ambiente particular

Respuesta evolutiva de los organismos a la presión de selección ejercida por el medio ambiente

SELECCIÓN NATURAL

1) Variabilidad genética y reproducción. En una población no todos los individuos son iguales. Hay variabilidad fenotípica. Las diferencias pueden causar diferente sobrevida, reproducción o crecimiento;

2) Heredabilidad. Al menos parte de las diferencias son heredables, tienen base genética;

3) Crecimiento poblacional. Las poblaciones naturales pueden incrementarse a un ritmo geométrico, pero los recursos son limitantes;

4) Relación entre el rasgo y la eficacia biológica o “ fitness ” del individuo. Diferencias en el éxito reproductivo y/o supervivencia asociado a una variante;

5) Supervivencia y reproducción diferencial. Algunos individuos dejan mayor proporción de descendientes.

Requisitos para que actúe la selección natural:

Fitness o eficacia o aptitud biológica: Éxito reproductivo de un fenotipo.Es la contribución relativa de descendientes a las futuras generaciones. Noes un número absoluto y se mide por proporción de genes que quedan en el pool génico de la población.

Por ej.: En un ambiente, el fenotipo A es favorecido frente al fenotipo B . Es más apto, tiene mayor probabilidad de sobrevivir y dejar descendencia.Entonces, el A tiene mayor fitness que el B: proporcionalmente deja más descendientes.

Componentes del fitness :

1. Probabilidad de supervivencia en las etapas del ciclo de vida.2. Longevidad3. Éxito de apareamiento4. Número promedio de descendientes

Algunas definiciones………

La selección natural explica las adaptaciones. Estas adaptaciones surgen entonces de la interacción entre ambiente y los organismos.

Por ejemplo:

Hay animales que hibernan reduciendo su actividad en invierno para reducir su metabolismo y por ende el gasto energético (adaptación fisiológica).

Sin embargo, las soluciones evolutivas no son únicas…….

Otros animales en invierno migran para evitar los costos de limitado acceso al alimento y potencialmente alta mortalidad (adaptación comportamental)

Evolución convergente

Por ejemplo, adaptación a condición extrema de arid ez de las Plantas suculentas: gran capacidad de almacenar y absorber agua en los tejidos (raíces, hojas, tallos). En períodos de sequía pueden mantener su actividad.

Regla de Bergmann

Regla de Allen

¿Es la selección natural el único mecanismo por el cual surgen las adaptaciones?

Sapo partero(Alytes obstetricans)

Epigénesis

El desarrollo del embrión está pre-programado por instrucciones genéticas

Influencias ambientales (e.g., tempe-ratura, O2, fotoperíodo, etc.)

Modificación del fenotipo adulto via cambios en la expresión de los genes a largo plazo ADAPTACIÓN EPIGENÉTICA

Fasesensitiva

DESARROLLO