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Mutualismo
Francisco Molina Freaner [email protected]
Universidad de Sonora
Licenciatura en Biología
Curso: ecología
región
biosfera
paisaje
ecosistema
comunidad
interacción
población
individuo
Interacciones entre especies: el caso del mutualismo
¿Que es una interacción mutualista?
• El mutualismo es una relación entre miembros de dos especies que beneficia a ambos
• Gracias a esta relación, los individuos de ambas especies mejoran la sobrevivencia, el desarrollo
o la reproducción • Algunos autores piensan que esta interacción suele
ser una explotación recíproca en lugar de un esfuerzo de cooperación
Modelo de mutualismo
coeficientes de interacción positiva
21:efecto per cápita de la especie 2 sobre la 1
12:efecto per cápita de la especie 1 sobre la 2
dN dt
= (K - N)
K r N Logistico
Tipos de mutualismo • El mutualismo puede ser simbiótico o
asimbiótico
• También pueden clasificarse como obligado o facultativo
• En el mutualismo simbiótico, los individuos coexisten y la relación es forzosa. Al menos uno de los dos miembros se vuelve totalmente dependiente del otro. Algunas formas son tan permanentes y forzosas que la distinción entre los organismos se vuelve difusa
Simbiosis • El Mutualismo no es sinónimo de simbiosis • Mutualismo: interacción mutuamente benéfica • Simbiosis (del griego: σύν syn ”juntos"; y βίωσις
biosis "vivir"): asociación intíma y prolongada entre dos o mas organismos de diferentes especies
• La simbiosis puede ser: – De explotación (ej., Malaria) – mutualista (ej., bacteria en intestinos) – neutral (ej., bacterias en la piel)
Origen endosimbiótico de los eucariontes
Lynne Margulis: la simbiosis es muy importante en la naturaleza
Mutualismo simbiótico
• Los individuos coexisten en asociación
intíma y en ocasiones la distinción entre ellos se vuelve difusa.
• Ejemplos de mutualismo simbiótico: – Corales formadores de arrecifes: asociación
entre pólipos y zooxantelas (colonias de Cnidarios y algas)
– Líquenes: asociación entre hongo y alga
Corales
Individuos del coral (pólipos) son carnívoros y se alimentan de zooplancton pero solo obtienen 10% de la demanda diaria de energía. Los corales viven asociados con células vegetales simbióticas (algas), denominadas zooxantelas, las cuales aportan el 90% del carbono mediante la fotosíntesis
Líquenes Los líquenes consisten en un hongo y un alga combinados en un cuerpo denominado talo. El alga suministra alimento a ambos organismos y el hongo protege al alga de la radiación dañina y absorbe y retiene agua y nutrientes para ambos organismos
Pterotermes occidentis, termita endémica del desierto Sonorense. Estudiada por el grupo de Lynn Margulis en la decada de los 80. Se descubrieron mas de 40 especies microbianas viviendo en el tracto digestivo de esta especie de termita. Lo, Margulis, Chase y Nutting (1980). The symbiotic microbial community of the Sonoran Desert termite, Pterotermes occidentis. Biosystems 13:109-137.
Las diferentes formas de Mutualismo también pueden clasificarse ecológicamente en:
• Mutualismo trófico. Ambas especies colaboran para obtener alimento - Hongos micorrícicos - Rhizobium (N2) - corales - líquenes
• Mutualismo defensivo. Comida o abrigo a cambio de defensa
- Relación entre hormigas y acacias
• Mutualismo dispersivo. Comida a cambio de transporte
interacción entre animales y plantas por medio de la cual los animales dispersan polen o semillas a cambio de una recompensa alimenticia (néctar o pulpa) – Polinización biótica – Dispersión biótica de semillas
Mutualismo en la absorción de nutrientes en plantas
• Interacción entre las raíces de las plantas y hongos micorrizos. Los hongos ayudan a la planta en la absorción de nutrientes a cambio de que la planta les suministre carbono como fuente de energía
• Endomicorrizas: crecen en el interior de las raíces, penetrando en las células
• Ectomicorrizas: el micelio entra entre las células de la raíz
• Red que funciona como extensión de las raíces
Endo (a) y ectomicorrizas (b)
El hongo actúa como una extensión de las raíces y capta nitrógeno y fósforo a distancias superiores a las que alcanzan las raíces
Experimentos con y sin micorrizas:
Resultados contundentes
Efecto de la inoculación con micorrizas (M) y la fertilización (F) en el crecimiento de las raíces de Artemisa
pycnocephala, una planta de dunas
Peso
pro
med
io d
e la
raíz
(g)
Con M y F
Sin M y con F
Con M y sin F
Sin M y Sin F
Experimentos con micorrizas
Interacción entre las raíces de leguminosas y bacterias fijadoras de
nitrógeno atmosférico
Atmósfera: 79% N
Herbivoría con y sin hormigas Las ramas de Acacia sin hormigas tienen una mayor cantidad de insectos herbívoros
Sin hormigas Con hormigas Condición
Ram
as c
on in
sect
os h
erbí
voro
s (%
)
Experimentos que evaluan el papel de las hormigas
en el crecimiento y sobrevivencia de la Acacia
Plantas de Acacia con hormigas crecieron mas rápido
La sobrevivencia de juveniles habitados por hormigas sobrevivieron mas que los juveniles sin hormigas
Altu
ra d
e la
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)
Sobr
eviv
enci
a (%
) Con hormigas
Sin hormigas
Sin hormigas
Con hormigas
Fecha Fecha
25 Mayo 16 Junio 3 Agosto 18 Octubre 13 Marzo 10 Junio 6 Agosto
Mutualismo asimbiótico
• Muchas relaciones mutualistas son asimbióticas
• En este caso, los mutualistas viven vidas físicamente separadas pero son interdependientes entre si para determinada función esencial
• La polinización biótica de angiospermas y la dispersión biótica de semillas representan casos de mutualismo asimbiótico
Polinización biótica de angiospermas • Polinización biótica vs. abiótica • Las plantas proporcionan recompensas [néctar
(rico en azúcares), polen (rico en proteínas), aceite (rico en lípidos)] a cambio que los animales transporten el polen entre los estambres de una flor al estigma de otra flor de diferentes plantas de la misma especie
• Síndromes de polinización: características a las que convergen las flores polinizadas por abejas, mariposas, esfíngidos, colibríes y murciélagos
• Polinizadores especialistas vs. generalistas
Dispersión de semillas Frutos con pulpa rica en azúcares que atraen a dispersores que consumen las semillas y la pulpa. Al pasar por el tracto digestivo, solo digieren los azúcares de la pulpa y las semilas pasan viables. Al perchar, defecan y depositan las semillas
en sitios favorables para la germinación y establecimiento de plántulas
Facilitación en Desiertos: Facilitar el establecimiento de plántulas debajo de la copa de árboles al reducir la radiación y la temperatura; proporcionar un hábitat propicio para las plantas
Conceptos importantes
• ¿Qué es una interacción mutualista? • Tipos de mutualismo • Clasificación ecológica: trófico, defensivo,
dispersivo. • Ejemplos de mutualismo asimbiótico:
polinización y dispersión.