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Interacciones Binarias , ,
DEPREDACIÓN
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TIPOS DE INTERACCIONES• Intraespecíficas
• Interespecíficas.
• Nos centraremos en ésta última y comotomaremos pares de especies quecompiten por un recurso, las llamaremosInteracciones Binarias.
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Interacciones Binarias• Mutualismo, cooperación: las
dos especies se benefician;
• Competencia: las dos seperjudican
, ,parasitoidismo: una de ellas seperjudica mientras la otra sebeneficia;
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Interacciones Binarias• Amensalismo: una
de ellas no sufreningún efecto y la otrase perjudica o sebeneficia
;
• Neutralismo:ninguna de las dossufre efecto de lapresencia de la otra.
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Efectos de la interacción sobre la
dinámica de las poblaciones• Se representa el tamaño de las poblaciones
(abundancia, densidad) en un plano de ejes cartesianos,espacio de fases de un sistema binario, en el cual:
representa el tamaño de ambaspoblaciones (N1 y N2) en un momentodado.
También podemos usar gráficos de
tamaño poblacional (N) versus tiempo,en él podremos apreciar como varíanen el tiempo las densidades (tamaño,abundancia) de las poblaciones.
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Mutualismo• Como ambas especies se benefician de
la interacción, ambas poblaciones crecenen el tiempo.
•N1 y N2 en un momento dado •Tamaño poblacional (N) versus tiempo
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Competencia• Una de las especies se beneficia y la otra se ve
perjudicada,
• La población de la especie 2 (N2) crece hasta alcanzar sudensidad de carga K y la sp.1 es empujada a la cota cerode tamaño poblacional, es decir, es excluida ydesa arece.
•N1 y N2 en un momento dado •Tamaño poblacional (N) versus tiempo
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Depredación
Carácter cíclico y Desfasado1. La población de la presa N2 crece rápidamente, mientras que la población deldepredador N1 lo hace lentamente.
2. Una vez que N2 alcanza un tamaño máximo, la población del depredador (N1)comienza a crecer rápidamente, aprovechando la abundancia de la presa yalcanzando a su vez su máximo.
3. La abundancia de depredadores ejerce una fuerte presión sobre la presa y supoblación (N2) comienza a decrecer.
4. La escasez de presas lleva al depredador a disminuir su tamaño poblacional.
5. De este modo se llega al punto de partida y se reanuda el ciclo
.
•N1 y N2 en un momento dado•Tamaño poblacional (N) versus tiempo
(v de “víctima”)
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COMPETENCIA YEXPLOTACI N
Introducción a las basesmatemáticas del modelo de
competencia
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COMPETENCIA
• “Los efectosnegativos queejerce unorganismo sobre
,o controlando elacceso a unrecurso quelimitado en sudisponibilidad”
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El Principio de Exclusión
Competitiva• El principio de exclusión competitiva fue
propuesto por Gause (1934) como una “ley”,aunque los ecologos botánicos tuvieron estavisión antes de Gause (Ley y Watkinson 1989).
• Dos especies no pueden coexistir sobre un solorecurso limitado. “Si no hay diferenciación entrelos nichos de 2 especies competidoras, o si tal
diferenciación es imposibilitada por laslimitaciones del hábitat, una especie eliminará oexcluirá la otra.” (Begon y Mortimer 1986:78)
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Interacciones entre dos especies
que resultan de la competencia• Tipos de Competencia
– Competencia por Recurso: cuando variosorganismos (de una o más especies) utilizanun mismo recurso que es escaso. Uso del
recurso que escasea pr van o a o ros – Competencia de Interferencia: cuando losorganismos se afectan adversamente entre sídurante la búsqueda de recursos, incluso siestos últimos no son escasos. Daño directo aotros por medios físicos o químicos
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LOTKA-VOLTERRA• Se han empleado en forma generalizada
el uso de modelos matemáticos paraelaborar hipótesis acerca de lo que ocurre
,alimentan de otras.
• Son las ecuaciones de Lotka-Volterra para
situaciones de Competencia y Predador-Presa
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Competición Lotka-Volterra
•N 1 y N 2 densidad de las especies 1 y 2•K1 y K2 capacidad de carga de las especies 1 y 2
•r1 y r2 tasa de crecimiento de las especies 1 y 2•a 12 es el coeficiente de la competición de N 2 sobre N 1,Cantidad de K1 utilizada por N2.
•a 21 es el coeficiente de la competición de N 1 sobre N 2 ,
Cantidad de K2 utilizada por N1
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MAS SOBRE COEFICIENTES DE
COMPETICIÓN• Más específicamente, a 12 es el efecto de
un individuo de la especie 2 sobre la tasade crecimiento de la especie 1. Y
• En este modelo, los efectos de lacompetencia interespecífica se expresan
en términos de su equivalenteintraespecífico
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Ejemplo• Se establece que a 11 = 1
• Si a 12 ˃ 1, entonces, el efecto competitivo deindividuos de la especie 2 sobre el crecimientode la población de la especie 1, es mayor que el
misma especie.• Si a 12 < 1, entonces, el efecto competitivo de
individuos de la especie 2 sobre el crecimiento
de la población de la especie 1, es menor que elque ejerce un individuo de la especie 1 sobre sumisma especie
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Ambas letras griegas son factores de conversión
de una especie en términos de otra
• Por ejemplo, si sp1 (lobos) y sp2 (coyotes)
interactúan.• Y en la competencia un lobo (sp1) es tan
2 ,entonces: (la conversión es en referenciaal mejor competidor: lobo)
• α
12 = 0,251lobo/4coyotes
• α21 = 4 4 coyotes = 1 lobo = 4/1
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Ejemplo saturación del
ambiente• Si K de los lobos es 400, y si su población es de
300 y hay 400 coyotes, α12 = 0,25, no haycrecimiento de la población de lobos (R1=0),• ha llegado a un techo inferior a su K, por que
parte de los recursos están siendo utilizados porlos coyotes.
400 – 300 – (0,25 x 400)R1 x400
K1 – N1 – (α x N2)R1 x
K1
= = 0
En cada caso R está modificado por una oportunidad no utilizada que varíade acuerdo al tamaño de las poblaciones N1 y N2.
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Coexistencia• En general, el
modelo de Lotka-Volterra predice lacoexistencia de dos
especies cuando lacompeticióninterespecífica es
más débil que lacompetenciaintraespecífica.
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Efectos de la Competencia• La Competencia Interespecífica posee un
efecto mutuamente depresor sobre laspoblaciones• Cada es ecie contribu e a la re ulación
de su propia población y a la de la otraespecie• Competencia intraespecífica es la base de
la regulación del tamaño poblacional yestá relacionada al cambio evolutivo.
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Evolución de la Capacidad
Competitiva• Dos especies que compitan por un
recurso escaso, resultarán beneficiada porel surgimiento de diferencias que
.• La ventaja consistirá en el aumento del
tamaño promedio de la población y en la
disminución de la probabilidad deextinción
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Estrategias Evolutivas para
escapar de la Competencia• Evitar al competidor
superior mediante lautilización de una
diferente
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Estrategias Evolutivas para
escapar de la Competencia
• Evitarlo medianteun cambio derégimen
alimenticio
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Explotación• Depredadores: un organismo mata y
consume a otro organismo.• Parasitos: viven en los tejidos de sushos ederos eneralmente no los matan
• Parasitoides: un insecto cuya larvaconsume a su hospedero y finalmente lamata.
• Patógenos: induce una enfermedad,debilitando la condición de su hospedero
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Conceptos de Explotación• La explotación teje a las poblaciones en redes
de relaciones que desafían una generalizaciónfácil.
• Depredadores, parásitos y patógenosinfluencian la distribución, abundancia y
estructura de las poblaciones de las presas yhospederos.• Depredador-Presa, Parásito-Hospedero,
Hospedero-Patógeno son relaciones dimámicas
• Para persistir en un sitema de explotación, laspresas y hospederos necesitan refugios
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La explotación teje a las
poblaciones en redes derelaciones que desafían unageneralización fácil.
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Algunas especies alteran el
comportamiento de las especies
que ellas explotan.
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Explotación y Abundancia• Predadores, Parásitos y Patógenos
influencian la distribución, abundancia yestructura de las poblaciones de presas y
.
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Catus introducidos y Polillas
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Control Biológico
Ó
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PREDACIÓN
Ideas Básicas• La población de
depredadoresdependeabsolutamente de las
presas.• El comportamientodel sistema depende
de la densidad deambas poblaciones.
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Relación Depredador-Presa• La idea que los depredadores
controlan la presa o el control dearriba hacia abajo, ha sidocentral en la literatura durantemucho tiempo.
• En una revisión del impacto de ladinámica de la población delpequeño-roedor, Hanski y otros.(2001) concluyen que losdepredadores están causandolas oscilaciones multi-anualesregulares de la población depequeños roedores boreales yárticos.
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Algunas nociones• Alternativamente, la noción de que los
depredadores toman solamente el débil y elenfermo sugiere que los depredadores noestén controlando las poblaciones de la
.• Más bien, los
depredadores estántomando solamente el“exceso condenado”, ypor lo tanto, no estánaumentando el índice demortalidad de la presa,sino compensándola.
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Modelos depredador-presa• La mayor parte de los modelos
depredador-presa se basan en losmodelos originales de Lotka (1925) yVolterra (1926) o de los de Nicholson
(1933) y Nicholson y Bailey (1935).• Ambos tipos de modelo se basan enasunciones simples. Ambos son un
sistema cerrado que implicaninteracciones de pares.
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Modelo Lotka-Volterra• Presa: dN 1/ dt = b 1N 1 - αN 1N 2
• El índice de mortalidad de la presa se fijaen forma proporcional al tamaño de la
po ac n epre a ora comoα
.• Predador: dN 2/dt = ßN 1N 2 - d 2N 2
• El índice de natalidad de losdepredadores se fija en formaproporcional a la población de la presa
como ßN1.
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Modelo Lotka Volterra• Las unidades para ß son:
• Depredadores nacidos/depredador/presa/hora• Para α
• presa com a presa epre a or t empo
• Así, las ecuaciones generan unidades depresa/ tiempo o de depredadores/hora
para las tasas respectivas.
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Respuestas funcionales y
numéricas• Las extensiones hechas comúnmente al modelo
de Lotka-Volterra incluyen las respuestasfuncionales y numéricas.• La respuesta funcional define los cambios en la
tasa de depredación per capita a medida que ladensidad de la presa aumenta.• La respuesta numérica define los cambios en
densidad del depredador a medida que ladensidad de la presa aumenta.
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Curvas de respuesta funcional• La respuesta funcional de un depredador se
refiere a su tasa de consumo per capita depresas.
• Holling (1965, 1966) sugirió que para un
ilimitado de presas a medida que la poblaciónde la presa aumenta.
• Sin embargo, en las ecuaciones de Lotka-
Volterra, el número de presas consumidas pordepredador es ilimitado mientras que lapoblación de la presa aumenta
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Curvas de respuesta funcional• Holling propuso 3 modelos del índice de la
captura de la presa por depredador enfunción de densidad demográfica de la, , .
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Mortalidad descompensatoria• La mortalidad descompensatoria es un término
usado para describir la disminución del índicede la mortalidad de la presa cuando la poblaciónde la presa aumenta.
,
debido a que existe una gran cantidad depresas, es decir:
• El número de la presa matado por el número de
presas disponibles disminuye de modo que latasa de supervivencia de la presa aumenta.
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Curvas de respuesta numéricas• La respuesta numérica es la
respuesta de la población del
depredador en relación a lapoblación de la presa.• El índice de natalidad del
epre a or pue e ser unafunción de la tasa de consumode alimento, de modo que ladisponibilidad creciente de lapresa puede dar lugar a uníndice de natalidad crecientedel predador, hasta un ciertovalor asintótico.
Hi ó i
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Hipótesis
sobre el sistema depredador presa• 1. El sistema de la Depredador-presa es más
estable si el depredador no es muy eficiente enencontrar y capturar a la presa.
• 2. El sistema de la Depredador-presa es más
la manipulación de la presa.• 3. El sistema de la Depredador-presa es más
estable si el depredador no es altamente
eficiente en convertir el alimento en crecimientoy reproducción.
Hi ó i
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Hipótesis
sobre el sistema depredador presa• 4. El enriquecimiento de un sistema de
depredador-presa por la adición de alimento
para la presa o de sustento alternativo para eldepredador desestabiliza el sistema.• 5. Muchas (la mayoría) de las especies presa
tienen disponible para ellos cierta forma de“refugio” que preveniente la extinción a causadel depredador. Consecuentemente, el sistemade la depredador-presa puede mostrar mayor
amplitud en completar un ciclo.• 6. Los intervalos desestabilizan un sistema dedepredador-presa.
Hi ót i
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Hipótesis
sobre el sistema depredador presa• 7. La denso-dependencia causa el
comportamiento cíclico de un sistemadepredador-presa.
• . a muy a a spers n e a presa ace esistema inestable, así como la dispersión muyalta de la presa.
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Coevolucion• El sistema depredador-presa es sensible a la
eficiencia del predador capturando la presa, y
en última instancia determina la estabilidad delsistema.• Podemos asumir que la selección natural está
funcionando constantemente en el sistema, demodo que el depredador está constantementemejorando sus capacidades de capturar lapresa, mientras que la presa está mejorando
sus capacidades de evitar ser capturado.
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Coevolucion• El depredador y la presa co-
evolucionando, como una carrera deevolución de armamentos
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