eco gral 2C 2014 1

Haciendo el modelo depredador presa más realista

1. Los depredadores se interfieren entre sí.

N

P

Isoclina densoindependiente del depredador

Isoclina del depredador con interferencia intraespecífica

+ depredadores necesitan más presas

eco gral 2C 2014 2

Haciendo el modelo depredador presa más realista

1. Los depredadores se interfieren entre sí.

2. Los depredadores tienen un límite independiente de la presa

N

P

Isoclina densoindependiente del depredador

Isoclina del depredador con interferencia intraespecífica

+ depredadores necesitan más presas Límite

intraespecífico

eco gral 2C 2014 3

N

P

N

P

t

La densodependencia del depredador tiene un efecto estabilizador sobre la dinámica del sistema

Isoclina depredador

Isoclina presa

Teo Depred. 2. 2·C 2013

eco gral 2C 2014 4

dN/dt Individuos que se agregan a la población

Individuos que retira el depredador: Consumo: C

dN/dt con depredación= dN/dt - C

C

N

La presa muestra crecimiento densodependiente

Para N1 dN/dt con dep es >, = o < 0?

Para N2 dN/dt con dep es >, = o < 0?

Para N3 dN/dt con dep es >, = o < 0?

N2N1

dN1/dt

N3

dN2/dt

> 0

= 0

< 0

dN3/dt

eco gral 2C 2014 5

La presa también puede tener densodependencia intraespecífica

dN/dt

N

dNc/dt= rN(K-N)/K - cNP

Punto de equilibrio estable

K

dNc/dt =0 rN(K-N)/K = cNP

Reclutamiento neto = consumo

C1= cNP1

C3= cNP3

C2=cNP2

C4= cNP4

eco gral 2C 2014 6

Isoclina de equilibrio densodependiente para la presa con depredador

K

r/c

P

N

rN(1-N/K)K = cNP

r(1-N/K) = cP

r(1-N/K)/c = P Si P = 0, N = K

Si N = 0, P= r/c

Puntos de equilibrio cada vez menores de la presa cuando aumenta el depredador

Isoclina di

eco gral 2C 2014 7

Isoclina de la presa cuando hay densodependencia intraespecífica

Isoclina del depredador con interferencia y autolimitación

KN

P

Depredadores y presas densodependientes

eco gral 2C 2014 8

N

P

tK

N

P

Depredadores y presas densodependientes

eco gral 2C 2014 9

Interacción depredador- presa

Modelo LV

Densoindependencia intraespecífica

Ciclos neutralmente estables

Modificaciones al modelo

Densodependencia en depredador y/o presa

Mayor estabilidad

eco gral 2C 2014 10

Consumo disminuye a bajas densidades: Respuesta funcional tipo III o refugios

Consumo se hace nulo a bajas densidades

Efectos de refugio de la presa o respuesta funcional de tipo 3

dN/dt

N

dN/dt

N

C

C

C

C

C

C

eco gral 2C 2014 11

Isoclina de la presa con refugio o Respuesta funcional tipo 3

P

N

eco gral 2C 2014 12

Isoclina de la presa con refugio o Respuesta funcional tipo 3P

N

Isoclina del depredador

eco gral 2C 2014 13

Refugios

Reales Virtuales

Favorecidos por heterogeneidad ambiental

Depredador agregado

PresaAgregación del depredador

eco gral 2C 2014 14

Agregación de presas- El depredador se agrega donde hay alta

densidad de presas

Refugios temporales: la presa se dispersa más rápidamente que el depredador

eco gral 2C 2014 15

Experimento de Huffaker

2 insectos:

Herbívoro: alimentado con naranjas

Depredador

Herbívoro solo: fluctuaba

Herbívoro + depredador en sistema simple= se extinguían

Herbívoro + depredador en sistema que impedia movimiento del depredador= se mantenían con fluctuaciones

eco gral 2C 2014 16

Efecto Allee

La presa no crece a bajas densidades

dn/dt

N

P

C

N

Isoclina presa

Efectos desestabilizadores

eco gral 2C 2014 17

Efectos desestabilizadores: la presa no crece a bajas densidades: Efecto Allee

dN/dt

N

N

C

C

C

dN/dt-C=0

P

eco gral 2C 2014 18

N

dN/dt

C3

C2

C1

Efecto de una respuesta funcional del depredador de tipo II

eco gral 2C 2014 19

N

P

Isoclina de la presa

Efecto de una respuesta funcional del depredador de tipo II

A bajas densidades de presa, la proporción de presas consumidas es mayor

eco gral 2C 2014 20

Efecto de una respuesta funcional de tipo 2

Si la isoclina del depredador corta a la de la presa a bajas densidades el sistema se desestabiliza

P

N

Isoclina presa

Isoclina depredador

N

t

eco gral 2C 2014 21

Aplicaciones de la ecología de poblaciones

Explotación de especies

dN/dt

Consumo

N

Modelo de cuota fija

K/2

eco gral 2C 2014 22

Reclutamiento neto incluyendo cosecha

dNC/dt= rN(K-N)/K - qXNq= constante

X= esfuerzo de cosecha

N o kg

dN/dt

Reclutamiento con cosecha

qXN

dNC/dt= dN/dt - qXN

Datos necesarios:

Tamaño del stock

Crecimiento y reclutamiento

Mortalidad natural y por cosecha

eco gral 2C 2014 23

Punto de equilibrio

dN/dt

N

Rendimiento máximo sostenido: cuando la población está en K/2

eco gral 2C 2014 24

dN/dt

N

Punto de equilibrio

estable

Punto de equilibrio inestable

eco gral 2C 2014 25

dN/dt

N o biomasa (stock)

1

1- dN/dt < cosecha, la población disminuye

2

2- dN/dt = cosecha, la población se mantiene

3- dN/dt< cosecha, la población disminuye

3

En el punto 2, N (o biomasa) = K/2

cosecha

Problema: estimación de N o biomasa

Modelo de cuota fija= se extrae una cantidad (N o biomasa) fija, no depende del tamaño del stock.

Cuota fija máxima= máximo valor de dN/dt cuando N=K/2

eco gral 2C 2014 26

dN/dt

N o biomasa (stock)

1

1- dN/dt < cosecha, la población disminuye

2

2- dN/dt < cosecha, la población disminuye

3- dN/dt< cosecha, la población disminuye

3

Elección de cuota fija mayor que el máximo sostenible

cosecha

Hay sobre explotación, no hay equilibrio

eco gral 2C 2014 27

Problemas del modelo de cuota fija:

Se debe estimar K para fijar la cuota

K a veces fluctúa

K

t

EJ: Años Niño y Niña

Causa de extinción de pesquerías

eco gral 2C 2014 28

Pesquería de anchoita en Perú

Se desarrolló en una zona de afloramiento de nutrientes

Entre 1950 y 1970 la pesquería se expandió en un 174% por año

Se aplicó el modelo de cuota fija: 107 toneladas.

1971/72

Captura anual

En 1971/72 hubo sobrepesca: afectó adultos

El fenómeno del Niño causó una disminución del reclutamiento, concentración de adultos y el colapso de la pesquería

Esfuerzo de captura total por año

eco gral 2C 2014 29

Cambios en la cadena trófica después del colapso de la pesquería de anchoita

eco gral 2C 2014 30

Ejemplo de pesquería de sardina en costas del Pacífico de EEUU de N América

eco gral 2C 2014 31

Modelo de esfuerzo fijo.

La cosecha se realiza mediante algún mecanismo

caza

Pesca con caña, redes

Tienen un rendimiento

Captura por unidad de esfuerzo

stock

A medida que disminuye el stock, hace falta un mayor esfuerzo total para una misma captura

Captura por unidad de esfuerzo

Esfuerzo de captura total

eco gral 2C 2014 32

Si se fija el esfuerzo de captura, cuando hay menos, se extrae menos.

Distintos niveles de esfuerzo de capturadN/dt

Stock o biomasa

cosecha

eco gral 2C 2014 33

Captura total/año

Esfuerzo de captura total/año

Cuando la cosecha es muy grande, afecta el stock y por lo tanto la captura siguiente

disminuye

eco gral 2C 2014 34

dN/dt

Consumo

N

Modelo de esfuerzo fijo

Exito de captura

N

eco gral 2C 2014 35

Limitaciones de los modelos de cosecha

Requieren una buena estimación de los parámetros poblacionales, y que estos se

mantengan en el tiempo

Asumen que el efecto de la cosecha es el mismo para todas las clases de edades

eco gral 2C 2014 36

Control de plagas

¿Qué es una plaga?

Especie que causa daños económicos o sanitarios

¿El objetivo es eliminarlas?

Es muy difícil y en general no deseable

eco gral 2C 2014 37

N

tiempo

tiempo

N

Equilibrio a bajas densidades

Equilibrio a altas densidades

Umbral de daño

Umbral de daño

eco gral 2C 2014 38

N poblacional

Recursos Depredadores, patógenos, competidores

Acción del hombre

Aumento

Disminución

Aumento Disminución

Aumento

¿Por qué una especie puede convertirse en plaga?

eco gral 2C 2014 39

Tipos de control

Normas de manejo

Control químico

Control biológico

Control integrado de plagas

época de cultivo

Control mecánico de malezas

Alternancia de cultivos

Insecticidas, fungicidas, herbicidas

Enemigos naturales

¿Técnicas de esterilización?

Manejo del ambiente en forma integrada

eco gral 2C 2014 40

Control químico

Resistencia

Especificidad

Contaminación del medio

Para mantener el efecto hay que aumentar las dosis

Puede afectar a especies no blanco

Puede acumularse y transformarse en el ambiente

Costo

Ejemplo: plagas del algodón

Aves rapaces

Respuestas compensatorias

eco gral 2C 2014 41

La aplicación de DDT para el control de un insecto plaga produjo el efecto contrario por un descenso de sus parásitos y depredadores

eco gral 2C 2014 42

Control biológico

Uso de enemigos naturales

a

a

a

a

pa

ap

pp

aa

aa

a

aa

a

a

a

aa

aaaaaaa

a

a

a

a

pLugar de origen

Lugar donde es plaga

eco gral 2C 2014 43

Enemigo natural

Patógeno: virus

Parásito

Parasitoide. Control de la vinchuca

Depredador: control de malezas

Muchos agentes para control de malezas son insectos herbívoros, pero que deben poder cumplir el ciclo completo en el sitio nuevo

eco gral 2C 2014 44

Ejemplos

Control del cactus en Australia por Cactoblastis cactorum

El cactus, Opuntia stricta, introducido para cercos en Australia

Agente de control: Cactoblastis cactorum, originario del N de Argentina. Liberado en 1926.

Área ocupada (acres) Año

10.000.000 1900

58.000.000 1920

60.000.000 1925

eco gral 2C 2014 45

Hypericum perforatum: maleza que invade pasturas y es tóxica. Originaria de Eurasia y norte de África

Introducida como ornamental en 1900 en EEUU

En 1944 ocupaba 2.000.000 acres

Agente de control:

Chrysolina quadrigemina

eco gral 2C 2014 46

Otro ejemplo: el camalote

Interrumpe la navegación en muchos cursos de agua en África

Agente de control: Neochetina eichorniae

Control mecánico: costoso e inefectivo

Introducido como ornamental en Africa y Australia