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Cambio de las comunidades en el tiempo Sucesión ecológica TEMAS A DESARROLLAR ➢Dinámica de la estructura de la comunidad en distintas escalas de tiempo. Cambios cíclicos y cambios direccionales. ➢Sucesión ecológica. Sucesiones primarias y secundarias. Autogénesis y alogénesis. ➢Sucesiones terrestres. Mecanismos de sucesión autogénica. ➢Sucesión acuática. La eutroficación. ➢La dinámica sucesional en relación con la administración de ecosistemas espontáneos y modificados Objetivo: •Reconocer que el ecosistema cambia en el tiempo e identificar los distintos tipos de cambios. •Conocer los cambios del ecosistema cuando está sujeto a la explotación humana como la agricultura o la ganadería. Sucesión ecológica conceptos • El concepto de sucesión se refiere al cambio en la composición de especies y/o en su abundancia relativa a lo largo del tiempo. • En este proceso de cambio hay un incremento inicial en la riqueza de especies y una sustitución de especies. • El cambio es más rápido al inicio y se desacelera en el tiempo (tal vez porque el cambio es más lento en tiempos humanos). • Según concepciones clásicas el cambio en la comunidad puede ser ordenado y unidireccional, culminando en un estado maduro o clímax. Sucesión secundaria en pastizales de la pradera pampeana (luego de una perturbación de la comunidad, es decir la vegetación es parcialmente o totalmente eliminada) La vegetación cambia por tolerancia e inhibición: Dicotiledóneas anuales ----- Gramíneas anuales---- Gramíneas perennes Morrena frontal del glaciar de Coronas Sucesión primaria en morrenas glaciares Musgos----Dryas---Sauces postrados----arbustos----alisos fijadores de N----pinos----árboles de tsuga Cambios del pH del suelo Aumento del N del suelo Aumento de la materia orgánica Dunas de arena en el Lago Michigan en el parque estatal Indiana Etapas de la sucesión • Etapas iniciales o de constitución: aparecen especies denominadas pioneras, oportunistas o colonizadoras, (estrategas de la r). • Etapas intermedias, o de maduración: hay un reemplazo gradual de especies generalistas por especies especialistas. • Etapa final o de clímax: Caracterizada por especies especialistas (en el uso de recursos) y con baja tasa de reproducción (estrategas de la K). La sucesión ecológica de un bosque: cambios en el tiempo Las gramíneas son una de las primeras plantas que crecen en terrenos desnudos, iniciando el proceso de sucesión. Etapas iniciales Aparecen especies colonizadoras o pioneras, de nicho amplio (generalistas) que son resistentes y de crecimiento rápido (r estrategas). Etapas intermedias Algunas gramíneas son reemplazadas por otras plantas herbáceas, por arbustos y árboles de crecimiento rápido pero de corta vida (10-30 años). La sucesión ecológica de un bosque En este proceso, las especies (biota) modifican las condiciones abióticas y simultáneamente, los cambios abióticos modifican la biota La sucesión ecológica de un bosque Típicamente, las selvas en su etapa clímax, presentan una vegetación muy espesa con numerosas enredaderas, hierbas, musgos, lianas, arbustos, y árboles bajos y altos. . Etapa final o comunidad clímax Aparecen especies de nicho estrecho (especialistas) y de crecimiento lento (K estrategas) como los árboles de larga vida (75-150 años). Aparecen especies tolerantes a la sombra. Modelo mecanicista de sucesión: Connell & Slatyer (1977) propusieron tres mecanismos de reemplazo de especies a lo largo de la sucesión 1) Facilitación: especies sucesionales tempranas o pioneras (capaces de sobrevivir en ambientes inhóspitos) generalistas en recursos alteran el sitio. El ambiente modificado facilita la invasión y establecimiento de especies con mayores requerimientos y es característico de sucesiones primarias. Esto es básicamente lo que proponía Clements. 2) Inhibición: las especies pioneras monopolizan el espacio y evitan la invasión de otras especies hasta que su desaparición por perturbaciones posteriores abre el sitio a nuevos invasores. Las especies más longevas terminan desplazando a las especies pioneras que son menos longevas (ciclos más cortos). 3) Jerarquía competitiva o tolerancia: tanto las pioneras como las especies sucesionales tardías pueden estar presentes al inicio de la sucesión, y los cambios sucesionales resultan de diferencias en las tasas de crecimiento y del tiempo generacional de las especies. Este mecanismo implica carencia de interacciones fuertes entre especies. Las especies más competitivas desplazan a las especies pioneras menos competitivas. Teorías en sucesión DETERMINISTA La comunidad crea sus propias condiciones que en las etapas finales sólo dependen del clima y en algunos casos de la geología. El cambio es predecible. Se alcanza la comunidad madura o clímax en equilibrio con el clima. Se asemeja al crecimiento de un organismo individual. INDIVIDUALISTA El cambio de especies a lo largo del tiempo depende de las características individuales de cada especie, de sus propios límites físico-biológicos (según la ley de Shelford-de la tolerancia-), que condicionan la abundancia, distribución, producción o supervivencia. El cambio no es predecible. No hay comunidad clímax ni madura. Teorías clásicas de sucesión • Teoría del monoclímax Toda sucesión eventualmente converge en una sola formación clímax o madura en armonía con el clima (Clements) • Teoría del Policlímax Bajo un mismo clima pueden existir varias formaciones que alcancen una etapa clímax Factores ambientales o disturbios recurrentes pueden evitar la convergencia hacia un solo clímax sucesión autotrófica: se genera un nuevo hábitat luego de la abertura de un área por alguna perturbación; el sitio es invadido por plantas verdes. Aquí las plantas captan y proveen la energía para los organismos participantes en la sucesión. sucesión heterotrófica o degradativa: la energía proviene de uno o más pulsos de materia orgánica que luego se descompone. Cuando esta energía se acaba cesa también la sucesión. Ej: sucesión de artrópodos en fecas, basura, hojarasca, troncos caídos, cadáveres y frutas abandonadas. Tipos de sucesión: según la fuente de energía sucesión alogénica: Este caso de sucesión se produce por sustituciones seriales de las especies que ocurren como resultado del cambio de las fuerzas geofísicas y geoquímicas externas más que por los organismos presentes. sucesión autogénica:, Los cambios son un resultado de las interacciones de los organismos que conforman la comunidad, los que modifican al ecosistema intrínsecamente.. Tipos de sucesión: según los agentes de cambio • Sucesión primaria: progresión a partir de la aparición de un sustrato sin vida o no colonizado previamente: morrenas glaciares, dunas, erupción volcánica. • Sucesión secundaria: progresión a partir de la disponibilidad de un sustrato previamente colonizado que fue perturbado por: incendios, inundaciones, deforestación, agricultura. Ejemplo de sucesión secundaria: recolonización luego de un incendio Ejemplo de sucesión primaria: colonización en un suelo rocoso desnudo Tipos de sucesión: según la presencia o ausencia de un suelo en el inicio • En todos los ecosistemas y sucesiones se cumplen las siguientes tendencias en el tiempo: • Aumenta la complejidad del ecosistema: más especies y más ejemplares; (nichos, estratos, interacciones, moléculas). • Se incrementa el peso y el volumen de sus organismos (la biomasa). • La magnitud de la respiración se aproxima a la de la producción. • Se perfeccionan los mecanismos de autocontrol que impiden la desaparición de especies. • Los organismos aprovechan mejor losrecursos del medio. • El ecosistema se hace más resistente a los cambios. Tendencias generales de la sucesión Tendencias generales de la sucesión La sucesión ecológica: tendencias que aparecen en el desarrollo de ecosistemas según Odum Atributos del ecosistema Estado joven (etapas tempranas o intermedias) Estado maduro (etapas tardías) 1. P/R (Producción bruta/Respiración) Mayor o menor que 1 Tiende a 1 2. P/B (Producción bruta/Biomasa) Alta Baja 3. B/P (Biomasa/Producción bruta) Baja Alta 4. Producción neta de la comunidad (cosecha) Alta Baja 5. Cadenas alimenticias Lineales, predominio de las cadenas de pastoreo En forma de red, predominio de los detritus Estructura de la comunidad 7. Nutrientes inorgánicos Extrabióticos Intrabióticos 8. Diversidad de especies (I): Variedad Poca Mucha 9. Diversidad de especies (II): Uniformidad Baja Alta 10. Diversidad Bioquímica Baja Alta 11. Estratificación y heterogeneidad espacial (diversidad de patrones) Poco organizada Bien organizada La sucesión ecológica: tendencias que aparecen en el desarrollo de ecosistemas según Odum Atributos del ecosistema Etapas tempranas o intermedias Etapas tardías Ciclos vitales 12. Nichos de especialización Amplios Reducidos 13. Tamaño de los organismos Pequeño Grande 14. Ciclos vitales Cortos, simples Largos, complejos 15. Ciclos minerales Abiertos Cerrados 16. Intercambios de nutrientes, entre los organismos y el entorno Rápidos Lentos 17. Importancia de los detritus en la regeneración de nutrientes Poca Mucha Presión de selección 18. Forma de crecimiento Selección según r (rapidez) Selección según K (realimentación) 19. Producción Cantidad Calidad Homeostasis total 20. Simbiosis interna Poco desarrollada Muy desarrollada 21. Conservación de nutrientes Poca Mucha 22. Estabilidad (resistencia a las perturbaciones externas) Poca Mucha 23. Entropía Alta Baja 24. Información Poca Mucha
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