La paleoecología (también paleoecología deletreada ) es el estudio de las interacciones entre los organismos y / o las interacciones entre los organismos y sus entornos a través de escalas de tiempo geológicas . Como disciplina, la paleoecología interactúa con, depende de e informa una variedad de campos que incluyen paleontología , ecología , climatología y biología .
La paleoecología surgió del campo de la paleontología en la década de 1950, aunque los paleontólogos han realizado estudios paleoecológicos desde la creación de la paleontología en la década de 1700 y 1800. Combinando el enfoque investigativo de la búsqueda de fósiles con el enfoque teórico de Charles Darwin y Alexander von Humboldt , la paleoecología comenzó cuando los paleontólogos comenzaron a examinar tanto los organismos antiguos que descubrieron como los entornos reconstruidos en los que vivían. Las representaciones visuales de comunidades marinas y terrestres pasadas han sido consideradas una forma temprana de paleoecología.
Visión general de los enfoques paleoecológicos [ editar ]
- La paleoecología clásica utiliza datos de fósiles y subfósiles para reconstruir los ecosistemas del pasado. Implica el estudio de los organismos fósiles y sus restos asociados (como conchas, dientes, polen y semillas), que pueden ayudar en la interpretación de su ciclo de vida , las interacciones de vida, el entorno natural , las comunidades y la forma de muerte y enterramiento. Tales interpretaciones ayudan a la reconstrucción de ambientes pasados (es decir, paleoambientes). Los paleoecólogos han estudiado el registro fósil para intentar aclarar la relación que los animales tienen con su entorno, en parte para ayudar a comprender el estado actual de la biodiversidad.. Han identificado vínculos estrechos entre la diversidad taxonómica y ecológica de los vertebrados, es decir, entre la diversidad de los animales y los nichos que ocupan. [1] La paleoecología clásica es un enfoque principalmente reduccionista: los científicos realizan un análisis detallado de grupos relativamente pequeños de organismos dentro de plazos geológicos más cortos.
- La paleoecología evolutiva utiliza datos de fósiles y otra evidencia para examinar cómo los organismos y sus entornos cambian a lo largo del tiempo. Los paleoecólogos evolutivos adoptan el enfoque holístico de observar tanto el organismo como el cambio ambiental, explicando los cambios físicos y químicos en la atmósfera, la litosfera y la hidrosfera a través del tiempo. Al estudiar los patrones de evolución y extinción en el contexto del cambio ambiental, los paleoecólogos evolutivos pueden examinar los conceptos de vulnerabilidad y resiliencia en especies y ambientes.
- La paleoecología comunitaria utiliza el análisis estadístico para examinar la composición y distribución de grupos de plantas o animales. Al cuantificar cómo se asocian las plantas o los animales, los paleoecólogos comunitarios pueden investigar las estructuras de las antiguas comunidades de organismos. Los avances en tecnología han ayudado a impulsar el campo, mediante el uso de modelos físicos y análisis basados en computadora.
Principios principales [ editar ]
Si bien las funciones y relaciones de los organismos fósiles pueden no observarse directamente (como en la ecología), los científicos pueden describir y analizar tanto a los individuos como a las comunidades a lo largo del tiempo. Para ello, los paleoecólogos hacen las siguientes suposiciones:
- Todos los organismos están adaptados y restringidos a un entorno particular, y generalmente están adaptados a un estilo de vida particular.
- Esencialmente todos los organismos dependen de otro organismo, ya sea directa o indirectamente.
- Los registros fósiles o físicos son intrínsecamente incompletos: el registro geológico es selectivo y es más probable que se conserven algunos entornos que otros. La tafonomía , que afecta a la representación excesiva o insuficiente de los fósiles, es una consideración extremadamente importante al interpretar los conjuntos de fósiles.
- Uniformitarismo es el concepto de que los procesos que tuvieron lugar en el pasado geológico son los mismos que se observan en la actualidad. En paleoecología, el uniformitarismo se usa como una metodología: los paleoecólogos hacen inferencias sobre organismos y entornos antiguos basados en las analogías que encuentran en el presente.
Métodos paleoecológicos [ editar ]
El objetivo de la paleoecología es construir el modelo más detallado posible del entorno de vida de organismos previamente vivos que se encuentran hoy en día como fósiles. El proceso de reconstrucción de entornos pasados requiere el uso de archivos (p. Ej., Secuencias de sedimentos), proxies (p. Ej., Los micro o mega-fósiles y otras características de los sedimentos que proporcionan la evidencia de la biota y el entorno físico) y cronología.(p. ej., obtención de fechas absolutas (o relativas) de eventos en el archivo). Dicha reconstrucción toma en consideración las interacciones complejas entre los factores ambientales, como las temperaturas, el suministro de alimentos y el grado de iluminación solar. A menudo, gran parte de esta información se pierde o se distorsiona por el proceso de fosilización o la diagénesis de los sedimentos que encierran, lo que dificulta la interpretación.
Algunos otros proxies para reconstruir ambientes pasados incluyen carbón vegetal y polen, que sintetizan datos de incendios y vegetación, respectivamente. Estas dos alternativas se pueden encontrar en lagos y en la configuración de turba, y pueden proporcionar información de resolución moderada a alta. [2]Estos son métodos bien estudiados que se utilizan a menudo en el campo paleoecológico.
El factor de complejidad ambiental normalmente se aborda a través del análisis estadístico de los datos numéricos disponibles ( paleontología cuantitativa o paleostática ), mientras que el estudio de los procesos post mortem se conoce como el campo de la tafonomía .
Cuaternario [ editar ]
Gran parte de la investigación paleoecológica original se ha centrado en los últimos dos millones de años (el período Cuaternario ), porque los entornos más antiguos están menos representados en la línea de tiempo de la evolución de los fósiles . De hecho, muchos estudios se concentran en la época del Holoceno (los últimos 11.500 años), o la última etapa glacial de la época del Pleistoceno (la glaciación Wisconsin / Weichsel / Devensian / Würm de la era del hielo , de hace 50.000 a 11.500 años). Tales estudios son útiles [3] para comprender la dinámica del cambio de ecosistemas y para reconstruir los ecosistemas de preindustrialización.
Aplicaciones [ editar ]
Los estudios paleoecológicos se utilizan para informar los esfuerzos de conservación, gestión y restauración. [4] [5] En particular, la paleoecología centrada en el fuego es un campo informativo de estudio para los administradores de tierras que buscan restaurar los regímenes de incendios de los ecosistemas.
.jpg)
La ecología de las plantas es una subdisciplina de la ecología que estudia la distribución y abundancia de las plantas , los efectos de los factores ambientales sobre la abundancia de las plantas y las interacciones entre las plantas y otros organismos. [1] Ejemplos de esto son la distribución de bosques caducifolios templados en América del Norte, los efectos de la sequía o las inundaciones en la supervivencia de las plantas y la competencia entre las plantas del desierto por el agua, o los efectos de las manadas de animales de pastoreo sobre la composición de los pastizales.
OW Archibold proporciona una visión global de los principales tipos de vegetación de la Tierra. [2] Reconoce 11 tipos principales de vegetación: bosques tropicales, sabanas tropicales, regiones áridas (desiertos), ecosistemas mediterráneos, ecosistemas de bosques templados, pastizales templados, bosques de coníferas, tundra (tanto polares como de alta montaña), humedales terrestres , ecosistemas de agua dulce y Sistemas costeros / marinos. Esta amplitud de temas muestra la complejidad de la ecología de las plantas, ya que incluye plantas desde algas unicelulares flotantes hasta grandes árboles con forma de dosel.
Una característica que define a las plantas es la fotosíntesis. La fotosíntesis es el proceso de una reacción química para crear glucosa y oxígeno, que es vital para la vida de la planta. [3] Uno de los aspectos más importantes de la ecología de las plantas es el papel que han desempeñado las plantas en la creación de la atmósfera oxigenada de la Tierra , un evento que ocurrió hace unos 2 mil millones de años. Puede ser fechado por la deposición de formaciones de hierro en bandas., rocas sedimentarias distintivas con grandes cantidades de óxido de hierro. Al mismo tiempo, las plantas comenzaron a eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera, iniciando así el proceso de control del clima de la Tierra. Una tendencia a largo plazo de la Tierra ha sido hacia el aumento de oxígeno y la disminución del dióxido de carbono, y muchos otros eventos en la historia de la Tierra, como el primer movimiento de la vida en la tierra, probablemente estén vinculados a esta secuencia de eventos. [1]
Uno de los primeros libros clásicos sobre ecología de las plantas fue escrito por JE Weaver y FE Clements . [4]Habla ampliamente sobre comunidades de plantas, y particularmente sobre la importancia de fuerzas como la competencia y procesos como la sucesión.
Ecología de las plantas también se puede dividir por niveles de organización, incluyendo la planta ecofisiología , planta ecología de poblaciones , ecología de comunidades , la ecología de ecosistemas , ecología del paisaje y la ecología de la biosfera. [1] [5]
El estudio de las plantas y la vegetación se complica por su forma. Primero, la mayoría de las plantas están enraizadas en el suelo , lo que dificulta observar y medir la absorción de nutrientes y las interacciones de las especies. En segundo lugar, las plantas a menudo se reproducen vegetativamente , es decir, asexualmente, de una manera que hace que sea difícil distinguir las plantas individuales. De hecho, el concepto mismo de un individuo es dudoso, ya que incluso un árbol puede considerarse como una gran colección de meristemas vinculados. [6]Por lo tanto, la ecología de las plantas y la ecología animal tienen diferentes estilos de aproximación a los problemas que involucran procesos como la reproducción, la dispersión y el mutualismo. Algunos ecologistas de plantas han puesto un énfasis considerable en tratar de tratar a las poblaciones de plantas como si fueran poblaciones de animales, centrándose en la ecología de la población. [7] Muchos otros ecólogos creen que, si bien es útil recurrir a la ecología de la población para resolver ciertos problemas científicos, las plantas exigen que los ecólogos trabajen con múltiples perspectivas, apropiadas para el problema, la escala y la situación.
Historia [ editar ]
La ecología de las plantas tiene su origen en la aplicación de la fisiología de las plantas a las preguntas planteadas por los geógrafos de las plantas . [8] [9] : 13–16Carl Ludwig Willdenow fue uno de los primeros en notar que climas similares producían tipos similares de vegetación, incluso cuando estaban ubicados en diferentes partes del mundo. El estudiante de Willdenow, Alexander von Humboldt , utilizó la fisonomía para describir los tipos de vegetación y observó que los tipos de distribución de la vegetación se basaban en factores ambientales. Los geógrafos de planta posteriores que construyeron sobre el trabajo de Humboldt incluyeron a Joakim Frederik Schouw , AP de Candolle , August Grisebach yAnton Kerner von Marilaun . El trabajo de Schouw, publicado en 1822, vinculaba las distribuciones de plantas a factores ambientales (especialmente la temperatura) y estableció la práctica de nombrar asociaciones de plantas al agregar el sufijo -umum al nombre de la especie dominante. Trabajando a partir de colecciones de herbarios , De Candolle buscó reglas generales de distribución de plantas y decidió usar la temperatura también. [9] : 14–16 El trabajo de dos volúmenes de Grisebach, Die Vegetation der Erde nach Ihrer Klimatischen Anordnung , publicado en 1872, hizo que la geografía vegetal alcanzara su "forma definitiva" como campo descriptivo. [8] : 29
A partir de la década de 1870, el botánico suizo Simon Schwendener , junto con sus estudiantes y colegas, estableció el vínculo entre la morfología de las plantas y las adaptaciones fisiológicas , sentando las bases de los primeros libros de texto de ecología, Eugenius Warming 's Plantesamfund (publicado en 1895) y Andreas Schimper ' s 1898 Pflanzengeographie auf Physiologischer Grundlage . [8] El calentamiento incorporó con éxito la morfología vegetal, la fisiología, taxonomía y biogeografía.En geografía vegetal para crear el campo de la ecología vegetal. Aunque más morfológico que fisiológico, Schimper ha sido considerado el comienzo de la ecología fisiológica de las plantas. [9] : 17–18 La ecología de las plantas se construyó inicialmente alrededor de ideas estáticas de distribución de plantas ; La incorporación del concepto de sucesión agregó un elemento para cambiar a través del tiempo en el campo. Los estudios de Henry Chandler Cowles sobre la sucesión de plantas en las dunas de arena del lago Michigan (publicado en 1899) y la monografía de Frederic Clements sobre el tema de 1916 lo establecieron como un elemento clave de la ecología vegetal. [8]
La ecología vegetal se desarrolló dentro de la disciplina más amplia de la ecología a lo largo del siglo veinte. Inspirado por Warming's Plantesamfund , Arthur Tansley se dispuso a mapear las comunidades de plantasbritánicas . En 1904 se unió a William Gardner Smith y otros involucrados en el mapeo de la vegetación para establecer el Comité Central para el Estudio y Estudio de la Vegetación Británica, que luego se redujo al Comité Británico de Vegetación. En 1913, el Comité Británico de Vegetación organizó la Sociedad Británica de Ecología(BES), la primera sociedad profesional de ecólogos. [10] Esto fue seguido en 1917 por el establecimiento de la Sociedad Ecológica de América.(ESA); los ecologistas de las plantas formaron el subgrupo más grande entre los miembros inaugurales de la ESA. [8] : 41
Los estudiantes de Cowles desempeñaron un papel importante en el desarrollo del campo de la ecología de las plantas durante la primera mitad del siglo veinte, entre ellos William S. Cooper , E. Lucy Braun y Edgar Transeau. [9] : 23
| Cronología gráfica de ecologistas de plantas. |
|---|
 |
Distribución [ editar ]
Las distribuciones de plantas se rigen por una combinación de factores históricos, ecofisiología e interacciones bióticas . El conjunto de especies que pueden estar presentes en un sitio determinado está limitado por la contingencia histórica. Para aparecer, una especie debe haber evolucionado en un área o dispersarse allí (ya sea de forma natural o por medio de una agencia humana ), y no debe haberse extinguido localmente. El conjunto de especies presentes localmente se limita aún más a aquellas que poseen las adaptaciones fisiológicas para sobrevivir a las condiciones ambientales que existen. Este grupo se forma aún más a través de las interacciones con otras especies. [11] : 2–3
Las comunidades de plantas se distribuyen ampliamente en biomas según la forma de las especies de plantas dominantes. Por ejemplo, los pastizales están dominados por pastos, mientras que los bosques están dominados por árboles. Los biomas están determinados por los climas regionales , principalmente la temperatura y la precipitación, y siguen las tendencias latitudinales generales. Dentro de los biomas, puede haber muchas comunidades ecológicas , que se ven afectadas no solo por el clima y una variedad de características de menor escala, incluidos los suelos , la hidrología y el régimen de perturbaciones . Los biomas también cambian con la elevación, las elevaciones altas a menudo se asemejan a las que se encuentran en latitudes más altas.
Interacciones biológicas [ editar ]
Concurso [ editar ]
Las plantas, como la mayoría de las formas de vida, requieren relativamente pocos elementos básicos: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre; Por eso se las conoce como formas de vida CHNOPS. También se necesitan menos elementos, frecuentemente llamados micronutrientes, como el magnesio y el sodio. Cuando las plantas crecen muy cerca, pueden agotar el suministro de estos elementos y tener un impacto negativo en los vecinos. La competencia por los recursos varía desde la simetría completa (todos los individuos reciben la misma cantidad de recursos, independientemente de su tamaño) hasta la simetría de tamaño perfecto (todos los individuos explotan la misma cantidad de recursos por unidad de biomasa) hasta la asimetría de tamañoabsoluta(Los individuos más grandes explotan todo el recurso disponible). El grado de asimetría del tamaño tiene efectos importantes sobre la estructura y diversidad de las comunidades ecológicas. En muchos casos (quizás la mayoría) los efectos negativos sobre los vecinos surgen de la competencia asimétrica del tamaño por la luz. En otros casos, puede haber competencia debajo del suelo por agua, nitrógeno o fósforo. Para detectar y medir la competencia, los experimentos son necesarios; estos experimentos requieren eliminar vecinos y medir las respuestas en las plantas restantes. [12] Se requieren muchos de estos estudios antes de poder generalizar útiles.
En general, parece que la luz es el recurso más importante por el que compiten las plantas, y el aumento en la altura de la planta a lo largo del tiempo evolutivo probablemente refleja la selección de plantas más altas para interceptar mejor la luz. Muchas comunidades de plantas, por lo tanto, están organizadas en jerarquías basadas en las habilidades competitivas relativas para la luz. [12] En algunos sistemas, particularmente los sistemas infértiles o áridos, la competencia bajo tierra puede ser más significativa. [13] A lo largo de los gradientes naturales de la fertilidad del suelo, es probable que la proporción de competencia sobre el suelo y bajo tierra cambie, con una mayor competencia sobre el suelo en los suelos más fértiles. [14] [15] Las plantas que son competidores relativamente débiles pueden escapar en el tiempo (sobreviviendo como semillas enterradas) o en el espacio (dispersándose a una nueva ubicación lejos de los competidores fuertes).
En principio, es posible examinar la competencia al nivel de los recursos limitantes si se dispone de un conocimiento detallado de los procesos fisiológicos de las plantas competidoras. Sin embargo, en la mayoría de los estudios ecológicos terrestres, solo hay poca información sobre la captación y dinámica de los recursos que limitan el crecimiento de diferentes especies de plantas y, en cambio, la competencia se infiere a partir de los efectos negativos observados de las plantas vecinas, sin saber exactamente cuáles son los recursos. Las plantas estaban compitiendo por. En ciertas situaciones, las plantas pueden competir por un único recurso que limita el crecimiento, tal vez por luz en sistemas agrícolas con suficiente agua y nutrientes, o en densos rodales de vegetación de pantanos, pero en muchos ecosistemas naturales las plantas pueden estar limitadas por varios recursos, por ejemploLuz , fósforo y nitrógeno al mismo tiempo. [dieciséis]
Por lo tanto, hay muchos detalles que quedan por descubrir, particularmente los tipos de competencia que surgen en las comunidades de plantas naturales, los recursos específicos, la importancia relativa de los diferentes recursos y el papel de otros factores como el estrés o la perturbación en la regulación. La importancia de la competencia. [1] [17]
Mutualismo [ editar ]
El mutualismo se define como una interacción "entre dos especies o individuos que es beneficiosa para ambas". Probablemente el ejemplo más extendido en las plantas es la relación de beneficio mutuo entre las plantas y los hongos, conocida como micorrizas . La planta es asistida con la absorción de nutrientes, mientras que el hongo recibe carbohidratos. Algunas de las primeras plantas fósiles conocidas incluso tienen micorrizas fósiles en sus rizomas. [1]
Las plantas con flores son un grupo que ha evolucionado utilizando dos mutualismos principales. Primero, las flores son polinizadas por insectos. Esta relación parece tener su origen en que los escarabajos se alimentan de flores primitivas, comen polen y también actúan (sin saberlo) como polinizadores. Segundo, los animales comen las frutas, y luego los animales dispersan las semillas. Por lo tanto, las plantas con flores en realidad tienen tres tipos principales de mutualismo, ya que la mayoría de las plantas superiores también tienen micorrizas. [1]
Las plantas también pueden tener efectos beneficiosos entre sí, pero esto es menos común. Los ejemplos pueden incluir "plantas nodrizas" cuya sombra permite que los cactus jóvenes se establezcan. Sin embargo, la mayoría de los ejemplos de mutualismo son en gran medida beneficiosos para uno solo de los socios, y pueden no ser realmente el verdadero mutualismo. El término utilizado para estas relaciones más unilaterales, que en su mayoría son beneficiosas para un participante, es facilitación. La facilitación entre las plantas vecinas puede actuar al reducir los impactos negativos de un ambiente estresante. [18] En general, la facilitación es más probable que ocurra en ambientes físicamente estresantes que en ambientes favorables, donde la competencia puede ser la interacción más importante entre las especies. [19]
El comensalismo es similar a la facilitación, ya que una planta está explotando principalmente a otra. Un ejemplo familiar son las efifitas que crecen en las ramas de los árboles tropicales, o incluso los musgos que crecen en los árboles en bosques caducifolios .
Es importante hacer un seguimiento de los beneficios recibidos por cada especie para determinar el término apropiado. Aunque las personas a menudo se sienten fascinadas por ejemplos inusuales, es importante recordar que en las plantas, los mutualismos principales son las micorrizas, la polinización y la dispersión de semillas. [1]
Herbivoria [ editar ]
Una función ecológica importante de las plantas es que producen compuestos orgánicos para herbívoros [20] en la parte inferior de la red alimenticia. Un gran número de rasgos de plantas, desde espinas hasta defensas químicas, pueden estar relacionados con la intensidad de la herbivoría. Los grandes herbívoros también pueden tener muchos efectos sobre la vegetación. Estos incluyen eliminar especies seleccionadas, crear brechas para la regeneración de nuevos individuos, reciclar nutrientes y dispersar semillas. Ciertos tipos de ecosistemas, como los pastizales, pueden estar dominados por los efectos de los grandes herbívoros, aunque el fuego también es un factor igualmente importante en este bioma. En algunos casos, los herbívoros son capaces de eliminar casi toda la vegetación en un sitio (por ejemplo, gansos en las tierras bajas de la Bahía de Hudson en Canadá y nutria en las marismas de Luisiana [21]) pero normalmente los herbívoros tienen un impacto más selectivo, particularmente cuando los grandes depredadores controlan la abundancia de herbívoros. El método habitual para estudiar los efectos de los herbívoros es construir excreciones, donde no pueden alimentarse, y comparar las comunidades de plantas en las excreciones con las de afuera durante muchos años. A menudo, estos experimentos a largo plazo muestran que los herbívoros tienen un efecto significativo sobre las especies que conforman la comunidad vegetal. [1]
Otros temas [ editar ]
Abundancia [ editar ]
El éxito ecológico de una especie de planta en un entorno específico puede cuantificarse por su abundancia y, según la forma de vida de la planta, pueden ser relevantes diferentes medidas de abundancia, por ejemplo, densidad, biomasa o cobertura vegetal .
El cambio en la abundancia de una especie de planta puede deberse a ambos factores abióticos , por ejemplo, el cambio climático , o factores bióticos , por ejemplo, la herbivoría o la competencia interespecífica .
La colonización y la extinción local [ editar ]
La presencia de una especie de planta en un área local depende de los procesos de colonización y extinción local . La probabilidad de colonización disminuye con la distancia a los hábitats vecinos donde la especie está presente y aumenta con la abundancia y fecundidad de las plantas en los hábitats vecinos y la distancia de dispersión de la especie. La probabilidad de extinción local disminuye con la abundancia (tanto plantas vivas como semillas en el banco de semillas del suelo ).
Formas de vida [ editar ]
Reproducción [ editar ]
Hay algunas formas en que la reproducción ocurre dentro de la vida vegetal, y una forma es a través de la partenogénesis. La partenogénesis se define como "una forma de reproducción asexual en la que se producen descendientes (clones) genéticamente idénticos". [22] Otra forma de reproducción es a través de la fertilización cruzada, que se define como "fertilización en la cual el óvulo y el esperma son producidos por diferentes individuos", y en las plantas esto ocurre en el óvulo. Una vez que un óvulo se fertiliza dentro de la planta, esto se convierte en lo que se conoce como una semilla. Una semilla normalmente contiene el tejido nutritivo también conocido como el endospermo y el embrión. Una plántula es una planta joven que recientemente ha pasado por germinación. [23] Otra forma de reproducción de una planta es la auto-fertilización; en el que tanto el esperma como el óvulo se producen a partir del mismo individuo, esta planta es, por lo tanto, una planta con título autocompatible.
No hay comentarios:
Publicar un comentario