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10.3: Depredación, herbivoría y el principio de exclusión competitiva - Biología

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La depredación y la herbivoría son dos métodos que utilizan los animales para obtener energía; muchas especies han desarrollado defensas contra ellos.

Objetivos de aprendizaje

  • Distinguir entre depredación y herbivoría y describir los mecanismos de defensa contra cada uno

Puntos clave

  • La depredación, la caza y el consumo de animales por parte de otros animales, a menudo muestra patrones cíclicos de tamaños de población de depredadores / presas; los depredadores aumentan en número cuando las especies de presas son abundantes.
  • La herbivoría es el consumo de material vegetal para obtener energía y puede ayudar a las plantas con la distribución de semillas.
  • Las plantas han desarrollado espinas y toxinas para defenderse de las comidas de los herbívoros.
  • Los animales usan colores brillantes para anunciar que son tóxicos; mimetismo para esconderse de los depredadores; o tener espinas, conchas y escamas para protegerse.
  • El mimetismo batesiano es cuando una especie no tóxica se parece a una venenosa, lo que disuade los ataques de los depredadores.

Términos clave

  • camuflaje: semejanza de un organismo con su entorno para evitar la detección
  • herbivoría: el consumo de tejido vegetal vivo por parte de los animales
  • Mimetismo Batesiano: el parecido de una o más especies no venenosas con una especie venenosa, por ejemplo, la serpiente rey escarlata y la serpiente coral

Depredación y herbivoría

La mayoría de los animales caen en una de dos categorías principales cuando se trata de obtener la energía que necesitan para sobrevivir en el medio ambiente: depredación o herbivoría. Un animal que caza, mata y come a otros animales se llama depredador. Los ejemplos de depredadores incluyen tigres, serpientes y halcones. La herbivoría, por otro lado, se refiere a los animales que comen materia vegetal. Ciervos, ratones y la mayoría de los pájaros cantores son ejemplos. Para protegerse contra estos mecanismos de alimentación, muchos organismos han desarrollado métodos que evitan que se los coman.

La depredación es la caza de presas por parte de su depredador. Las poblaciones de depredadores y presas en una comunidad no son constantes en el tiempo; en la mayoría de los casos, varían en ciclos que parecen estar relacionados. El ejemplo más citado de la dinámica depredador-presa se ve en el ciclo del lince (depredador) y la liebre con raquetas de nieve (presa), que se basa en datos de captura de casi 200 años de los bosques de América del Norte. Este ciclo de depredadores y presas dura aproximadamente 10 años, y la población de depredadores se retrasa entre 1 y 2 años con respecto a la población de presas. A medida que aumenta el número de liebres, hay más comida disponible para el lince, lo que permite que la población de linces también aumente. Cuando la población de linces crece a un nivel umbral, matan tantas liebres que la población de liebres comienza a disminuir. A esto le sigue una disminución de la población de linces debido a la escasez de alimentos. Cuando la población de linces es baja, el tamaño de la población de liebres comienza a aumentar debido, al menos en parte, a la baja presión de depredación, comenzando de nuevo el ciclo.

La herbivoría describe el consumo de plantas por insectos y otros animales. A diferencia de los animales, las plantas no pueden correr más rápido que los depredadores o utilizar la mímica para esconderse de los animales hambrientos. Algunas plantas han desarrollado mecanismos para defenderse de la herbivoría. Otras especies han desarrollado relaciones mutualistas; por ejemplo, la herbivoría proporciona un mecanismo de distribución de semillas que ayuda a la reproducción de las plantas.

Mecanismos de defensa contra la depredación y la herbivoría

El estudio de las comunidades debe considerar las fuerzas evolutivas que actúan sobre los miembros de las distintas poblaciones que contiene. Las especies no son estáticas, sino que cambian y se adaptan lentamente a su entorno mediante la selección natural y otras fuerzas evolutivas. Las especies han desarrollado numerosos mecanismos para escapar de la depredación y la herbivoría. Estas defensas pueden ser mecánicas, químicas, físicas o conductuales.

Las defensas mecánicas, como la presencia de espinas en las plantas o el caparazón duro de las tortugas, desalientan la depredación animal y la herbivoría al causar dolor físico al depredador o al impedir físicamente que el depredador pueda comerse la presa. Las defensas químicas son producidas por muchos animales y plantas, como la dedalera, que es extremadamente tóxica cuando se ingiere.

Muchas especies usan la forma y coloración de su cuerpo para evitar ser detectadas por depredadores. El bastón tropical es un insecto con la coloración y la forma del cuerpo de una ramita, lo que hace que sea muy difícil de ver cuando está parado sobre un fondo de ramitas reales. En otro ejemplo, el camaleón puede cambiar su color para que coincida con su entorno. Ambos son ejemplos de camuflaje: evitar la detección mezclándose con el fondo.

Algunas especies usan la coloración como una forma de advertir a los depredadores que no son buenos para comer. Por ejemplo, la oruga de la polilla cinabrio, el sapo de vientre de fuego y muchas especies de escarabajos tienen colores brillantes que advierten de un sabor desagradable, la presencia de sustancias químicas tóxicas y / o la capacidad de picar o morder, respectivamente. Los depredadores que ignoren esta coloración y se coman los organismos experimentarán su sabor desagradable o la presencia de sustancias químicas tóxicas y aprenderán a no comerlas en el futuro. Este tipo de mecanismo defensivo se llama coloración aposemática o coloración de advertencia.

Si bien algunos depredadores aprenden a evitar comer ciertas presas potenciales debido a su coloración, otras especies han desarrollado mecanismos para imitar esta coloración para evitar ser devorados, aunque ellos mismos pueden no ser desagradables para comer o contener químicos tóxicos. En el mimetismo batesiano, una especie inofensiva imita la coloración de advertencia de una dañina. Suponiendo que comparten los mismos depredadores, esta coloración protege a los inofensivos, aunque no tienen el mismo nivel de defensas físicas o químicas contra la depredación que el organismo que imitan. Muchas especies de insectos imitan la coloración de las avispas o abejas, que son insectos venenosos que pican, lo que desalienta la depredación.


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Capítulo 53: Ecología comunitaria

Condiciones Definiciones
Comunidad cualquier conjunto de poblaciones en un área o hábitat con su propio conjunto de propiedades definido por la composición de su especie, con una estructura determinada por las interacciones entre las especies
Riqueza de especies la cantidad de especies que contiene una comunidad
Abundancia relativa diferencias con la abundancia de especies dentro de una comunidad
Hipótesis individualista DECIR AH. Gleason una comunidad es un conjunto de especies que se encuentran en la misma área porque tienen requisitos abióticos similares
Hipótesis interactiva F. E. Clements una comunidad es un conjunto de especies estrechamente vinculadas, encerradas en asociación por interacciones bióticas obligatorias que hacen que la comunidad funcione como una unidad integrada, como un superorganismo.
Modelo de remache Paul y Anne Ehrlich sugieren que la mayoría de las especies de una comunidad están estrechamente asociadas con otras especies en una red de vida. Por lo tanto, reducir o aumentar la abundancia de una especie en una comunidad afecta a muchas otras especies.
Modelo de redundancia Henry Gleason sugiere que la mayoría de las especies en una comunidad no están estrechamente asociadas entre sí, y la red de la vida es muy laxa. Un aumento o disminución de una especie en una comunidad tiene poco efecto sobre otras especies, que operan de forma independiente.
Interacciones interespecíficas relaciones entre las especies en una comunidad
Competencia interespecífica competencia por los recursos entre plantas, entre animales o entre descomponedores cuando los recursos son escasos
Principio de exclusión competitiva el concepto de que cuando las poblaciones de dos especies similares compiten por el mismo recurso limitado, una población utilizará los recursos de manera más eficiente y tendrá una ventaja reproductiva que eventualmente conducirá a la eliminación de la otra población.
Nicho ecológico La suma total del uso que hace una especie de los recursos bióticos y abióticos en su entorno el papel ecológico de un organismo / cómo encaja en un ecosistema
Partición de recursos la división de los recursos ambientales por especies coexistentes de manera que el nicho de cada especie difiera en uno o más factores significativos de los nichos de todas las especies coexistentes la diferenciación de nichos que permite que especies similares coexistan dentro de una comunidad
Desplazamiento de personajes la tendencia a que las características sean más divergentes en poblaciones simpátricas de dos especies que en poblaciones alopátricas de las mismas dos especies
Depredacion una interacción entre especies en la que una especie, el depredador, se come a la otra, la presa
Herbivoria el consumo de material vegetal por un herbívoro
Parasitismo Una relación simbiótica en la que el simbionte (parásito) se beneficia a expensas del huésped al vivir dentro del huésped (como endoparásito) o fuera del huésped (como ectoparásito)
Coloración críptica camuflaje que hace que la presa potencial sea difícil de detectar en su contexto
Coloración aposemática La coloración brillante de los animales con defensas físicas o químicas efectivas que actúa como advertencia a los depredadores.
Mimetismo Batesiano Un tipo de mimetismo en el que una especie inofensiva (apetecible) se parece a una especie venenosa o dañina (desagradable) para los depredadores.
Mimetismo mulleriano dos o más especies desagradables se parecen entre sí. Presumiblemente, cada especie obtiene una ventaja adicional porque la combinación de números hace que los depredadores aprendan más rápidamente para evitar cualquier presa con una apariencia particular.
Parásito Un organismo que absorbe nutrientes de los fluidos corporales de los huéspedes vivos.
Anfitrión El participante más grande en una relación simbiótica, que sirve como hogar y terreno de alimentación para el simbionte dañado durante el parasitismo.
Endoparásitos parásitos que viven dentro de su anfitrión, es decir, tenias, parásitos de la malaria
Ectoparásitos parásitos que se alimentan de la superficie externa de su huésped, es decir, mosquitos, pulgones
Parasitoidismo los parásitos ponen huevos en el hospedador vivo y las larvas se alimentan del cuerpo del hospedador, eventualmente matándolo, es decir, insectos, avispas
Patógenos enfermedades microscópicas que causan organismos similares a los parásitos, es decir, bacterias, virus, protestas
Mutualismo una relación simbiótica en la que ambos participantes se benefician
Comensalismo la interacción entre especies solo beneficia a uno de los participantes
Coevolución la influencia mutua en la evolución de dos especies diferentes que interactúan entre sí e influyen recíprocamente en las adaptaciones de cada una
Estructura trófica las diferentes relaciones de alimentación en un ecosistema, que determinan la ruta del flujo de energía y el patrón del ciclo químico
Cadena de comida la vía por la cual los alimentos se transfieren del nivel trófico al nivel trófico, comenzando con los productores
Nivel trópico cualquiera de los varios niveles de una cadena alimentaria, cuyas especies se basan en su principal fuente nutricional. El nivel trófico que en última instancia soporta a todos los demás consiste en autótrofos o productores primarios.
Red alimentaria las relaciones de alimentación elaboradas e interconectadas en un ecosistema
Hipótesis energética sugiere que la longitud de la barbilla de un alimento está limitada por la ineficiencia de la transferencia de energía a lo largo de la cadena (solo alrededor del 10% de la energía almacenada en la materia orgánica de cualquier nivel trófico se convierte en materia orgánica en el siguiente nivel trófico)
Hipótesis de estabilidad dinámica sugiere que las cadenas alimentarias largas son menos estables que las cadenas cortas. Las fluctuaciones en los niveles tróficos más bajos se magnifican en los niveles más altos, causando potencialmente la extinción de los principales depredadores.
Dominio aquellas especies en una comunidad que tienen la mayor abundancia o mayor biomasa (el peso total de todos los individuos en una población)
especie clave especies que no suelen ser abundantes en una comunidad pero que ejercen un fuerte control sobre la estructura de la comunidad por la naturaleza de sus roles o nichos ecológicos
Modelo de abajo hacia arriba Un modelo de organización comunitaria en el que los nutrientes minerales controlan la organización comunitaria porque los nutrientes controlan el número de plantas, que a su vez controlan el número de herbívoros, que a su vez controlan el número de depredadores (NVHP)
Modelo de arriba hacia abajo Un modelo de organización comunitaria en el que la depredación controla la organización comunitaria porque los depredadores controlan a los herbívoros, que a su vez controlan las plantas, que a su vez controlan los niveles de nutrientes, también llamado modelo de cascada trófica.
Estabilidad la tendencia de una comunidad biológica a resistir el cambio y regresar a su composición original de especies después de haber sido perturbada
Modelo de desequilibrio modelo de comunidades donde se considera que las comunidades cambian constantemente después de ser golpeadas por disturbios
Disturbios Una fuerza que cambia una comunidad biológica y generalmente elimina organismos de ella. Las perturbaciones, como tormentas, incendios, inundaciones, sequías, pastoreo excesivo o actividades humanas, juegan un papel fundamental en la estructuración de muchas comunidades biológicas, dañan a las comunidades, eliminan organismos de ellas y alteran la disponibilidad de recursos.
Sucesión ecológica transiciones en la composición de especies de una comunidad biológica, a menudo después de una perturbación ecológica de la comunidad el establecimiento de una comunidad biológica en un área prácticamente sin vida (durante el tiempo ecológico)
Sucesión primaria comienza en un área prácticamente sin vida donde el suelo aún no se ha formado, como en una nueva isla volcánica o en los escombros (morrena) que dejó un glaciar en retirada. A menudo, las únicas formas de vida inicialmente presentes son las bacterias autótrofas.
Sucesión secundaria ocurre donde una comunidad existente ha sido despejada por alguna perturbación que deja el suelo intacto
La biodiversidad diversidad de especies
Riqueza de especies el número de especies diferentes en una comunidad
Abundancia relativa diferencias en la abundancia de especies dentro de una comunidad
Heterogeneidad una medida de la diversidad biológica considerando la riqueza de especies y la abundancia relativa
Curva especie-área El patrón de biodiversidad, observado por primera vez por Alexander von Humboldt, señalando que cuanto mayor es el área geográfica de una comunidad que muestreamos, mayor es el número de especies.

  • Una comunidad se define como un conjunto de especies que viven lo suficientemente cerca unas de otras para una interacción potencial.
  • Las comunidades difieren en su riqueza de especies, el número de especies que contienen y la abundancia relativa de diferentes especies.

Concepto 53.1 Las interacciones de una comunidad incluyen competencia, depredación, herbivoría, simbiosis y enfermedad.

  • Existe una serie de posibles interacciones interespecíficas que vinculan las especies de una comunidad.
  • Las interacciones interespecíficas se pueden simbolizar por los efectos positivos (+) o negativos (?) De la interacción en las poblaciones individuales.
    • 0 indica que una población no se ve afectada por la interacción.
    • El efecto de una interacción entre dos especies puede cambiar a medida que cambian las circunstancias.
    • Cuando dos especies compiten por un recurso, el resultado es perjudicial para una o ambas especies (? /?)
    • El principio de exclusión competitiva establece que dos especies con necesidades similares para los mismos recursos limitantes no pueden coexistir en el mismo lugar.
    • En la analogía establecida por el ecologista Eugene Odum, el hábitat de un organismo es su "dirección" y el nicho es la "profesión" del organismo.
    • Por ejemplo, el nicho de un lagarto de árbol tropical incluye el rango de temperatura que tolera, el tamaño de las ramas en las que se posa, la hora del día en que está activo y el tipo de insectos que come.
    • El principio de exclusión competitiva puede reformularse para decir que dos especies no pueden coexistir en una comunidad si sus nichos son idénticos.
    • Sin embargo, especies ecológicamente similares pueden coexistir en una comunidad si sus nichos difieren de una o más formas significativas.
    • El nicho fundamental puede diferir del nicho realizado, el nicho que realmente ocupa una especie en un entorno particular.
    • La partición de recursos es la diferenciación de nichos que permite que dos especies similares coexistan en una comunidad.
    • El desplazamiento de caracteres es la tendencia a que los caracteres sean más divergentes en poblaciones simpátricas de dos especies que en poblaciones alopátricas de las mismas dos especies.
    • Esta interacción también incluye interacciones como la depredación de semillas, en la que los gorgojos que comen semillas comen semillas de plantas.
    • Los depredadores tienen muchas adaptaciones de alimentación, incluidos los sentidos agudos y armas como garras, colmillos, aguijones o veneno para ayudar a atrapar y someter a sus presas.
    • Los depredadores que persiguen a sus presas suelen ser rápidos y ágiles; los que mienten en una emboscada suelen estar camuflados.
    • Las defensas del comportamiento incluyen huir, esconderse y defenderse.
    • Las llamadas de alarma pueden convocar a muchos individuos de la especie de presa para atacar al depredador.
    • La coloración adaptativa ha evolucionado repetidamente en los animales.
      • El camuflaje o la coloración críptica hacen que la presa sea difícil de detectar en el fondo.
      • Las defensas químicas incluyen olores y toxinas.
      • Los animales con defensas químicas efectivas a menudo exhiben una coloración aposemática de advertencia brillante.
        • Los depredadores son cautelosos al acercarse a presas potenciales con coloración brillante.
        • En el mimetismo batesiano, una especie inofensiva y apetecible imita un modelo dañino y desagradable.
        • En el mimetismo mülleriano, dos o más especies desagradables se parecen entre sí.
          • Cada especie obtiene una ventaja adicional porque es más probable que los depredadores encuentren una presa desagradable y aprendan a evitarla con esa apariencia.
          • Algunas tortugas mordedoras tienen lenguas que se asemejan a gusanos que se mueven para atraer a los peces pequeños.
          • Los herbívoros incluyen grandes mamíferos y pequeños invertebrados.
          • Los herbívoros tienen adaptaciones especializadas.
            • Muchos insectos herbívoros tienen sensores químicos en sus patas para reconocer las plantas alimenticias adecuadas.
            • Los mamíferos herbívoros tienen dentición y sistemas digestivos especializados para procesar la vegetación.
            • Los endoparásitos viven dentro del cuerpo del huésped. Los ectoparásitos viven y se alimentan de la superficie externa del huésped.
            • El parasitoidismo es un tipo especial de parasitismo en el que un insecto (generalmente una avispa) pone huevos sobre o dentro de huéspedes vivos.
              • Las larvas se alimentan del cuerpo del huésped y finalmente lo matan.
              • Los patógenos suelen ser bacterias, virus o protistas.
              • Los hongos y priones también pueden ser patógenos.
              • Muchos patógenos son letales.
              • Ejemplos de mutualismo incluyen la fijación de nitrógeno por bacterias en los nódulos radiculares de leguminosas, la digestión de celulosa por microorganismos en el intestino de mamíferos rumiantes y el intercambio de nutrientes en micorrizas, la asociación de hongos y raíces de plantas.
              • Las interacciones comensales son difíciles de documentar en la naturaleza porque cualquier asociación cercana entre especies probablemente afecte a ambas especies, aunque solo sea levemente.
              • Por ejemplo, las especies que hacen autostop, como los percebes que se adhieren a las ballenas, a veces se consideran comensales.
                • Los percebes que hacen autostop obtienen acceso a un sustrato y parecen tener poco efecto sobre la ballena.
                • Sin embargo, los percebes pueden reducir ligeramente la eficiencia de movimiento del anfitrión.
                • Por el contrario, pueden proporcionar algo de camuflaje.
                • Un cambio en una especie actúa como una fuerza selectiva sobre otra especie, cuya adaptación a su vez actúa como una fuerza selectiva sobre la primera especie.
                • El vínculo de adaptaciones requiere que el cambio genético en una de las poblaciones que interactúan de las dos especies esté vinculado al cambio genético en la otra población.
                  • Un ejemplo es el reconocimiento gen por gen entre una especie vegetal y una especie de patógeno virulento.
                  • Por el contrario, la coloración aposemática de varias especies de ranas arbóreas y las reacciones de aversión de varios depredadores no son ejemplos de coevolución.
                    • Se trata de adaptaciones a otros organismos de la comunidad en lugar de cambios genéticos acoplados en dos especies que interactúan.

                    Concepto 53.2 Las especies dominantes y clave ejercen fuertes controles sobre la estructura de la comunidad

                    La diversidad de especies es un aspecto fundamental de la estructura comunitaria.

                    • Un pequeño número de especies en la comunidad ejerce un fuerte control sobre la estructura de esa comunidad, especialmente sobre la composición, abundancia relativa y diversidad de especies.
                    • La diversidad de especies de una comunidad es la variedad de diferentes tipos de organismos que componen la comunidad.
                    • La diversidad de especies tiene dos componentes.
                      • La riqueza de especies es el número total de especies diferentes en la comunidad.
                      • La abundancia relativa de las diferentes especies es la proporción que cada especie representa del total de individuos de la comunidad.
                      • La diversidad de especies depende tanto de la riqueza de especies como de la abundancia relativa.

                      La estructura trófica es un factor clave en la dinámica comunitaria.

                      • La estructura trófica de una comunidad está determinada por las relaciones de alimentación entre organismos.
                      • La transferencia de energía alimentaria por los niveles tróficos desde su fuente en autótrofos (generalmente organismos fotosintéticos) a través de herbívoros (consumidores primarios) y carnívoros (consumidores secundarios y terciarios) y finalmente a los descomponedores se denomina cadena alimentaria.
                      • En la década de 1920, el biólogo de la Universidad de Oxford Charles Elton reconoció que las cadenas alimentarias no son unidades aisladas, sino que están unidas entre sí en redes alimentarias.
                        • Una red alimentaria utiliza flechas para vincular las especies según quién come a quién en una comunidad.
                        • Una especie determinada puede tejerse en la red en más de un nivel trófico.
                        • Podemos agrupar especies de una comunidad determinada en amplios grupos funcionales.
                          • Por ejemplo, el fitoplancton se puede agrupar como productores primarios en una red alimentaria acuática.
                          • Charles Elton señaló que la longitud de la mayoría de las cadenas alimentarias es de solo cuatro o cinco eslabones.
                          • La hipótesis energética sugiere que la longitud de una cadena alimentaria está limitada por la ineficiencia de la transferencia de energía a lo largo de la cadena.
                            • Solo alrededor del 10% de la energía almacenada en la materia orgánica de cada nivel trófico se convierte en materia orgánica en el siguiente nivel trófico.
                            • La hipótesis energética predice que las cadenas alimenticias deberían ser relativamente más largas en hábitats con mayor productividad fotosintética.
                            • Las fluctuaciones de la población en los niveles tróficos más bajos se magnifican en los niveles más altos, lo que hace que los depredadores superiores sean vulnerables a la extinción.
                              • En un entorno variable, los depredadores superiores deben poder recuperarse de los impactos ambientales que pueden reducir el suministro de alimentos a lo largo de la cadena alimentaria.
                              • El impacto exagerado de estas especies puede ocurrir a través de sus interacciones tróficas o de sus influencias en el entorno físico.
                              • Una hipótesis sugiere que las especies dominantes son competitivamente exitosas en la explotación de recursos limitados.
                              • Otra hipótesis sugiere que las especies dominantes tienen más éxito en evitar la depredación o las enfermedades.
                                • Esto podría explicar por qué las especies invasoras pueden alcanzar una biomasa tan alta en sus nuevos entornos, en ausencia de sus depredadores y patógenos naturales.
                                • Influyen en la estructura de la comunidad por sus nichos ecológicos clave.
                                • El ecologista Robert Paine de la Universidad de Washington desarrolló por primera vez el concepto de especies clave.
                                • Paine eliminó la estrella de mar Pisaster ochraceous de las comunidades intermareales rocosas.
                                  • Pisaster es un depredador de mejillones como Mytilus californianus, un competidor superior por el espacio en las áreas intermareales.
                                  • Después de que Paine eliminó a Pisaster, los mejillones pudieron monopolizar el espacio y excluir a otros invertebrados y algas de los sitios de unión.
                                  • Cuando había estrellas de mar, se producían de 15 a 20 especies de invertebrados y algas en la zona intermareal.
                                  • Después de la eliminación experimental de Pisaster, la diversidad de especies se redujo a menos de 5 especies.
                                  • Pisaster actúa así como una especie clave, ejerciendo una influencia en la estructura de la comunidad que es desproporcionada a su abundancia.
                                  • Un ejemplo de esta especie es el castor, que transforma los paisajes talando árboles y construyendo presas.
                                  • Estas especies influyentes actúan como facilitadoras, con efectos positivos sobre la supervivencia y reproducción de otras especies.

                                  La estructura de una comunidad puede ser controlada de abajo hacia arriba por los nutrientes o de arriba hacia abajo por los depredadores.

                                  • Los modelos simplificados basados ​​en relaciones entre niveles tróficos adyacentes son útiles para discutir cómo se podrían organizar las comunidades.
                                    • Considere tres posibles relaciones entre plantas (V para vegetación) y herbívoros (H).
                                      • V - & gt H V & lt-- H V & lt ---- & gt H
                                      • Las flechas indican que un cambio en la biomasa en un nivel trófico provoca un cambio en la biomasa en el otro nivel trófico.
                                      • El modelo ascendente postula enlaces V - & gt H, en los que la presencia o ausencia de nutrientes minerales (N) controla el número de plantas (V), que controlan el número de herbívoros (H), que controlan el número de depredadores (P).
                                        • Un modelo simplificado de abajo hacia arriba es N - & gt V - & gt H - & gt P.
                                        • Los depredadores limitan a los herbívoros, que limitan las plantas, que limitan los niveles de nutrientes a través de la absorción de nutrientes durante el crecimiento y la reproducción.
                                        • Por tanto, un modelo simplificado de arriba hacia abajo es N & lt-- V & lt-- H & lt-- P.
                                        • El control de arriba hacia abajo de la estructura de la comunidad también se denomina modelo de cascada trófica.
                                        • Por tanto, el efecto de cualquier manipulación desciende por la estructura trófica como una serie de + /? efectos.
                                        • Por ejemplo, todas las interacciones entre niveles tróficos pueden ser recíprocas (& lt-- - & gt).
                                        • La dirección de la interacción puede alternar con el tiempo.
                                        • Las comunidades varían en su grado relativo de control de abajo hacia arriba y de arriba hacia abajo.
                                        • La contaminación ha degradado los lagos de agua dulce en muchos países.
                                        • Debido a que muchos lagos de agua dulce parecen estar estructurados de acuerdo con el modelo de arriba hacia abajo, los ecólogos tienen un medio potencial para mejorar la calidad del agua.
                                          • Esta estrategia se llama biomanipulación.
                                          • En lagos con tres niveles tróficos, la extracción de peces puede mejorar la calidad del agua al aumentar el zooplancton y, por lo tanto, disminuir las poblaciones de algas.
                                          • En lagos con cuatro niveles tróficos, agregar depredadores superiores tendrá el mismo efecto.

                                          Concepto 53.3 La perturbación influye en la diversidad y composición de especies

                                          • La estabilidad es la tendencia de una comunidad a alcanzar y mantener una composición relativamente constante de especies a pesar de las perturbaciones.
                                            • Muchas comunidades parecen caracterizarse por el cambio más que por la estabilidad.
                                            • Las tormentas, los incendios, las inundaciones, las sequías, las heladas, las actividades humanas o el pastoreo excesivo pueden ser perturbaciones.
                                            • Las perturbaciones pueden crear oportunidades para especies que no han ocupado previamente el hábitat en una comunidad.
                                            • Las perturbaciones a pequeña escala pueden mejorar la irregularidad ambiental y, por lo tanto, mantener la diversidad de especies en una comunidad.

                                            Los seres humanos son los agentes perturbadores más extendidos.

                                            • Las actividades humanas causan más perturbaciones que los eventos naturales.
                                              • El desarrollo agrícola ha alterado las vastas praderas de la pradera de América del Norte.
                                              • La tala y la tala para el desarrollo urbano han reducido grandes extensiones de bosque a pequeñas parcelas de lotes boscosos desconectados en América del Norte y Europa.
                                              • Las selvas tropicales están desapareciendo debido a la tala.

                                              La sucesión ecológica es la secuencia de cambios comunitarios después de una perturbación.

                                              • La sucesión ecológica es la transición en la composición de especies en áreas perturbadas a lo largo del tiempo ecológico.
                                              • La sucesión primaria comienza en un área sin vida donde el suelo aún no se ha formado, como una isla volcánica o la morrena dejada atrás cuando se retira un glaciar.
                                                • Inicialmente, solo pueden estar presentes procariotas autótrofos.
                                                • A continuación, los musgos y líquenes colonizan y provocan el desarrollo del suelo.
                                                • Una vez que el suelo está presente, las hierbas, los arbustos y los árboles brotan de las semillas sopladas o transportadas desde áreas cercanas.
                                                • Las especies herbáceas crecen primero, a partir de semillas transportadas por el viento o los animales.
                                                • Los arbustos leñosos reemplazan a las especies herbáceas y, a su vez, son reemplazados por árboles forestales.

                                                1. Las llegadas tempranas pueden facilitar la aparición de especies posteriores al cambiar el medio ambiente.

                                                2. Las especies tempranas pueden inhibir el establecimiento de especies posteriores.

                                                3. Las especies tempranas pueden tolerar especies tardías pero ni obstaculizan ni ayudan a su colonización.

                                                Concepto 53.4 Los factores biogeográficos afectan la biodiversidad comunitaria

                                                • Dos factores clave relacionados con la biodiversidad de una comunidad (diversidad de especies) son su ubicación geográfica y su tamaño.
                                                • En la década de 1850, tanto Charles Darwin como Alfred Wallace señalaron que la vida vegetal y animal era más abundante y variada en los trópicos.
                                                  • También señalaron que las islas pequeñas o remotas tienen menos especies que las islas grandes o las cercanas a los continentes.

                                                  La riqueza de especies generalmente disminuye a lo largo de un gradiente polar ecuatorial.

                                                  • Los hábitats tropicales albergan un número mucho mayor de especies de organismos que las regiones templadas y polares.
                                                  • ¿Qué causa estos gradientes?
                                                    • Los dos factores clave son probablemente la historia evolutiva y el clima.
                                                    • Las comunidades tropicales son generalmente más antiguas que las comunidades polares o templadas.
                                                    • La temporada de crecimiento en los trópicos es aproximadamente cinco veces más larga que la de una comunidad de tundra.
                                                      • Por tanto, el tiempo biológico corre cinco veces más rápido en los trópicos.
                                                      • La entrada de energía solar y la disponibilidad de agua se pueden combinar como una medida de la evapotranspiración, la evaporación del agua del suelo más la transpiración del agua de los planos.
                                                        • La evapotranspiración real, determinada por la cantidad de radiación solar, la temperatura y la disponibilidad de agua, es mucho mayor en áreas cálidas con abundantes lluvias que en áreas con bajas temperaturas o precipitaciones.
                                                        • La evapotranspiración potencial, una medida de la disponibilidad de energía, está determinada por la cantidad de radiación solar y la temperatura.
                                                        • La riqueza de especies de plantas y animales se correlaciona con ambas medidas de evapotranspiración.

                                                        La riqueza de especies está relacionada con el tamaño geográfico de una comunidad.

                                                        • La curva especie-área cuantifica lo que puede parecer obvio: cuanto mayor es el área geográfica de una comunidad, mayor es el número de especies.
                                                          • Las áreas más grandes ofrecen una mayor diversidad de hábitats y microhábitats que las áreas más pequeñas.

                                                          La riqueza de especies en las islas depende del tamaño de la isla y de la distancia del continente.

                                                          • Debido a su tamaño y aislamiento, las islas brindan excelentes oportunidades para estudiar algunos de los factores biogeográficos que afectan la diversidad de especies de las comunidades.
                                                          • Las “islas” incluyen islas oceánicas, así como islas de hábitat en tierra, como lagos, picos de montañas o fragmentos de bosques naturales.
                                                          • Una isla es, por tanto, cualquier parche rodeado por un entorno inadecuado para las especies "isleñas".
                                                          • Robert MacArthur y E. O. Wilson desarrollaron una hipótesis general de biogeografía insular para identificar los determinantes clave de la diversidad de especies en una isla con un conjunto dado de características físicas.
                                                          • Imagínese una isla oceánica recién formada que recibe especies colonizadoras de un lejano continente.
                                                          • Dos factores determinarán la cantidad de especies que eventualmente habitarán la isla:
                                                            1. La tasa de inmigración de nuevas especies a la isla.
                                                            2. La velocidad a la que las especies se extinguen en la isla.
                                                          • Dos características físicas de la isla afectan las tasas de inmigración y extinción:
                                                            1. Su tamaño.
                                                            2. Su distancia del continente.
                                                          • Las islas pequeñas tienen tasas de inmigración más bajas porque es menos probable que los colonizadores potenciales se encuentren con ellas.
                                                          • Las islas pequeñas tienen tasas de extinción más altas porque tienen menos recursos y hábitats menos diversos para que las especies colonizadoras se dividan.
                                                          • Las islas más cercanas al continente tendrán una tasa de inmigración más alta que las islas más alejadas.
                                                          • La llegada de colonos de una especie en particular reducirá la posibilidad de que la especie se extinga.
                                                          • En un momento dado, las tasas de inmigración y extinción de una isla también se ven afectadas por la cantidad de especies que ya están presentes.
                                                            • A medida que aumenta el número de especies, es menos probable que cualquier individuo que llegue a la isla represente una nueva especie.
                                                            • A medida que hay más especies presentes, las tasas de extinción aumentan debido a la mayor probabilidad de exclusión competitiva.
                                                            • El número de especies en este punto de equilibrio está correlacionado con el tamaño de la isla y la distancia del continente.
                                                            • Durante períodos más prolongados, las perturbaciones abióticas como las tormentas, los cambios evolutivos adaptativos y la especiación pueden alterar la composición de las especies y la estructura de la comunidad en las islas.

                                                            Concept 53.5 Contrasting views of community structure are the subject of continuing debate


                                                            Niches and How They Influence Competition

                                                            Resources are often limited within a habitat and multiple species may compete to obtain them. All species have an ecological niche in the ecosystem, which describes how they acquire the resources they need and how they interact with other species in the community. los competitive exclusion principle states that two species cannot occupy the same niche in a habitat. In other words, different species cannot coexist in a community if they are competing for all the same resources.

                                                            An example of this principle is shown below with two protozoan species: Paramecium aurelia y Paramecium caudatum. When grown individually in the laboratory, they both thrive. When they are placed together in the same test tube (habitat), P. aurelia outcompetes P. caudatum for food, leading to the latter’s eventual extinction.

                                                            Paramecium aurelia (graph a) and Paramecium caudatum (graph b) grow well individually, but when they compete for the same resources, the P. aurelia outcompetes the P. caudatum. In graph c, the top growth curve is P. aurelia and the bottom growth curve is P. caudatum.

                                                            Does competition between two species that share a similar niche always result in one dying off? Try out the Virtual Biology Lab’s simulation of barnacle competition. Once on the website, read through the background information and the tutorial. Then run the experiment- feel free to keep the variables consistent or see what happens when you change them.


                                                            Examples of Limiting Factors

                                                            Resources

                                                            Resources such as food, water, light, space, shelter and access to mates are all limiting factors. If an organism, group or population does not have enough resources to sustain it, individuals will die through starvation, desiccation and stress, or they will fail to produce offspring.

                                                            In the case of photosynthesizing organisms such as plants, light is a vitally important limiting factor, essential for their growth. This is most prominent in understory plants of a forest, where photon energy from light is made less available, as it is unable to penetrate through higher canopy levels. However, many different plants are adapted to withstand different levels of light, allowing them to survive with less light energy input.

                                                            As well as light, growth of plants is limited by the availability of the nutrients nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K) and sulfur (S). Each plant needs a specifically balanced ratio of these nutrients in order to survive. If one of the nutrients is not present in sufficient amounts, this is considered the limiting factor to growth.

                                                            The limiting resource within an ecosystem determines the capacidad de carga (indicated in ecology by the letter, “K”), which is the maximum number of individuals in a population that a habitat can support without environmental degradation.

                                                            In an ecosystem with unlimited resources, no predators and no disease, populations may experience exponential growth. The carrying capacity therefore acts as a moderator of population size once limiting resources start to become depleted by increasing numbers of individuals, competencia intraespecífica occurs and the growth rate of the population begins to slow as individuals die or fail to reproduce. Eventually the growth rate levels off at a plateau – this plateau is the carrying capacity. Once the carrying capacity of an environment has been reached, individuals may begin to search for resources elsewhere, migrating away from the original population and creating new populations. If the populations become separated indefinitely, this can lead to especiación.

                                                            Environmental Conditions

                                                            Limiting factors are also present as environmental conditions. Two of the most prominent examples are temperature and precipitation these are widely affected by the climate, and seasonal changes within the climate. The effect that each factor has on a particular organism is determined by each individual species’ life history traits.

                                                            Maintaining a correct body temperature is vitally important for almost all organisms in order to perform metabolic functions effectively. With many organisms, this means they can only inhabit certain depths, as in marine organisms, certain elevations, as in mountain dwelling animals and plants, and certain latitudes of the earth, i.e. the tropics or the Northern hemisphere.

                                                            Although sunlight tends to be a factor which controls the temperature of a habitat, and thus affects photosynthesis in terms of photon energy, correct temperature is also important for catalyzing enzimas in photosynthetic reactions. Above the optimum temperature, enzymes are catalyzed at an increased rate, which can lead to denaturing of the enzymes. A esto se le llama light independent reaction. Increased temperature also leads to desiccation of leaves, as it causes increased evapotranspiration and removes too much water from the plant. Conversely, if temperatures fall too low, frost may form on leaves, which damages the cell walls and cell contents.

                                                            The amount of precipitation in an environment is also important for plants. The absorption of water as a resource is vital for plant growth and other functions, so lack of rainfall can lead to wilting, scorching and damaged cells. Precipitation is also important because many plants are evolved to withstand different amounts of atmospheric humidity. As the thin, tough leaves of cacti make them specifically adapted to surviving in hot and arid conditions, too much rainfall can affect their ability to reproduce, which in turn restricts the population growth. Too much rainfall may also flood the soil, reducing the amount of oxygen available to the roots, causing root loss or leaving the plants susceptible to fungal damage.

                                                            Biotic factors

                                                            As well as resource and climatic factors affecting population growth, biotic factors such as depredacion, herbivory, parasitismo, and interspecific and intraspecific competition, are also limiting factors these tend to be density dependent factors.

                                                            Parasitism, like disease, is generally more destructive to large, dense populations because the parasite is able to effectively parasitize more individuals if they are in close contact. Within tropical ecosystems, the Cordyceps fungus is a prominent parasite, and has many strains specialized on different species. Because it is such a successful parasite, it keeps many populations down, working as a limiting factor, and it is thought to be one of the main reasons that most species in tropical rainforests are raro. The availability of host species, which the Cordyceps fungus can parasitize, is a limiting factor for the fungus.

                                                            The population density of predators and prey are limiting factors for each of these parties. If a population, for example deer, reaches high numbers because there has been an increase in a resource that is their limiting factor – such as increased tree growth after a warm summer – their predators, for example, wolves, will experience an increase in their food source. The wolf population, with a surplus of deer to eat, may then be able to reproduce more freely, increasing their own population. As the population of wolves increases, they will require the high number of deer, which was available as their limiting factor when the population grew. As the wolves heavily predate the deer populations, the resources will eventually become scarce, and the wolf population will no longer be sustainable. As wolves die, pressure on the deer population is reduced and the numbers will be able to increase again thus the cycle continues.

                                                            Human Limiting Factors

                                                            The increase in human population is responsible for placing many limiting factors on species that did not historically exist. Density dependent limiting factors such as decreased availability of space due to deforestation is a global issue, causing decline and extinctions in many populations. Resources are also increasingly scarce due to hunting and leaching of nutrients from soil, which causes intraspecific and interspecific competition within and between populations. Removal of predators has also disturbed the balance of natural biotic, cycle of predators and prey in some cases, prey animals have been able to thrive in the absence of predators, exceeding the carrying capacity of ecosystems and causing environmental damage. Predators have also been introduced as especies invasivas into ecosystems, putting pressure on prey populations and thus on the prey’s natural predators.

                                                            There are also many density independent factors that have been caused by humans. Leaking pollutants and other habitat destruction has destroyed entire ecosystems. El comienzo de cambio climático as a result of burning fossil fuels, is rapidly increasing global temperatures, as well as changing weather patterns and increasing the rate of natural disaster events, such as hurricanes, floods, fires and more.


                                                            Defense Mechanisms Against Predation and Herbivory

                                                            The study of communities must consider evolutionary forces that act on the members of the various populations contained within it. Species are not static, but slowly changing and adapting to their environment by natural selection and other evolutionary forces. Species have evolved numerous mechanisms to escape predation and herbivory. These defenses may be mechanical, chemical, physical, or behavioral.

                                                            Mechanical defenses, such as the presence of thorns on plants or the hard shell on turtles, discourage animal predation and herbivory by causing physical pain to the predator or by physically preventing the predator from being able to eat the prey. Chemical defenses are produced by many animals as well as plants, such as the foxglove which is extremely toxic when eaten.

                                                            Many species use their body shape and coloration to avoid being detected by predators. The tropical walking stick is an insect with the coloration and body shape of a twig which makes it very hard to see when stationary against a background of real twigs. In another example, the chameleon can, within limitations, change its color to match its surroundings. Both of these are examples of camouflage, or avoiding detection by blending in with the background.

                                                            Some species use coloration as a way of warning predators that they are not good to eat. For example, the cinnabar moth caterpillar, the fire-bellied toad, and many species of beetle have bright colors that warn of a foul taste, the presence of toxic chemicals, and/or the ability to sting or bite, respectively. Predators that ignore this coloration and eat the organisms will experience their unpleasant taste or presence of toxic chemicals and learn not to eat them in the future. This type of defensive mechanism is called aposematic coloration, or warning coloration.

                                                            While some predators learn to avoid eating certain potential prey because of their coloration, other species have evolved mechanisms to mimic this coloration to avoid being eaten, even though they themselves may not be unpleasant to eat or contain toxic chemicals. In Batesian mimicry, a harmless species imitates the warning coloration of a harmful one. Assuming they share the same predators, this coloration then protects the harmless ones, even though they do not have the same level of physical or chemical defenses against predation as the organism they mimic. Many insect species mimic the coloration of wasps or bees, which are stinging, venomous insects, thereby discouraging predation.

                                                            In Müllerian mimicry, multiple species share the same warning coloration, but all of them actually have defenses. In Emsleyan/Mertensian mimicry, a deadly prey mimics a less dangerous one, such as the venomous coral snake mimicking the nonvenomous milk snake. This type of mimicry is extremely rare and more difficult to understand than the previous two types. For this type of mimicry to work, it is essential that eating the milk snake has unpleasant but not fatal consequences. Then, these predators learn not to eat snakes with this coloration, protecting the coral snake as well. If the snake were fatal to the predator, there would be no opportunity for the predator to learn not to eat it, and the benefit for the less toxic species would disappear.


                                                            Goldilocks principle in biology: Fine-tuning the 'just right' signal load

                                                            In the fairy tale "Goldilock and the Three Bears," the girl Goldilock goes to the bears' house where she finds three bowls of porridge, but only one has the "just right" temperature, and in the same way within biology, you can find the "just right" conditions -- called the Goldilocks principle. This is precisely what an international research team has done by demonstrating that in order to get the "just right" amount of signalling for symbiosis in the roots of legumes, a specific enzyme called chitinase (CHIT5) must be present.

                                                            Trying to transfer to other types of plants.

                                                            More specifically, in their new studies, the researchers found that the chitinase CHIT5 present in legume roots is required for Nod factor hydrolysis and functional symbiosis. Their work reveals a new and crucial role of the legume host in modulating levels of specific rhizobial Nod factor morphogens during cortical infection to ensure functional symbiosis.

                                                            Morphogens are key signals for organized development in multicellular organisms. The crucial role of self-produced morphogens like retinoic acid or transformation growth factor-beta during embryo development has been long demonstrated. Molecules of microbial nature have also been shown to induce a morphogenetic response in symbiotic eukaryotic hosts, and recently gained an increased attention following the increased focus on microbiome studies. The nitrogen-fixing root nodules are lateral organs induced by a microbial morphogen. In their new studies, the researchers reveal for the first time that a developmental switch in the legume plant is ensured by the host-controlled modulation of microbial morphogen, Nod factor.

                                                            Deepening our understanding of Nod factor signalling

                                                            Nod factors have been known for decades as signalling molecules produced by rhizobia to trigger and enable dinitrogen-fixing symbiosis. In addition to their signalling capacity, Nod factors have been considered morphogens based on their effect on host developmental programmes nodule organogenesis and infection thread formation. The researchers have found that the model legume Lotus japonicus modulates the levels of the Nod factor morphogen via CHIT5 to control colonisation of nodule primordia.

                                                            chit5 mutants display an unbalanced symbiotic signalling reminiscent of what is seen in developmental arrest at an early primordia stage. We believe that our work provides the basis for a novel layer of symbiosis research, enabling a deeper understanding of Nod factor signalling during cortical infection with direct consequences for the switch to nitrogen-fixing status. This knowledge becomes especially essential in the context of the research group's current ambitious engineering projects aiming at transferring the nitrogen fixation ability to non-legumes, which could potentially have great agricultural importance.


                                                            Examples of Ecological Niches

                                                            Kirtland’s Warbler

                                                            Kirtland’s warbler is a rare bird that lives in small areas in Michigan’s northern Lower and Upper Peninsulas. The niche of Kirtland’s warbler is the jack pine forest, and the forest must have very specific conditions. Jack pine forests with areas of over 80 acres are ideal for this species. Specifically, these forests must have dense clumps of trees with small areas of grass, ferns and small shrubs in between. Kirtland’s warbler nests on the ground beneath the branches when the tree is about 5 feet tall, or around 5-8 years old. When the tree reaches about 16-20 feet tall, the lower branches start to die, and the bird will no longer nest beneath the tree branches.

                                                            Jack pine forests remained virtually undisturbed during Michigan’s lumber boom in the early 1800s because white pine was a much more valuable. The consistent availability of young jack pines for nesting was generated by naturally occurring wildfires in this habitat. When the lumber boom ended in the late 1800s, the wildfires continued and allowed the jack pine to spread and create more habitat for Kirtland’s warbler. The species population reached its peak from 1885-1900. Humans began to alter this niche by fighting and putting out forest fires. Over time, this severely affected the Kirtland’s warbler population. Large areas of jack pine forest were designated for habitat management via logging, burning, seeding and replanting in the 1970s, and the species recovered.


                                                            The image above shows a female Kirtland’s Warbler, Dendroica kirtlandii.

                                                            Dung Beetle

                                                            As the name implies, dung beetles eat dung, both as adults and as larvae. They live on all continents except Antarctica. Dung is plentiful throughout the world, and over time, the dung beetle has learned to exploit it as a resource, and create its own niche. Dung beetles are known for the way in which they roll dung into a ball before transporting it. These balls area buried in an underground burrow to either be stored as food or used as brooding balls. The female lays eggs in the brooding ball and the larvae hatch inside. When they reach adult size, the beetles dig out of the ball and work their way to the soil surface. The actions of dung beetles serve several important functions in their habitat. Digging burrows and tunnels turns over and aerates the soil. The buried dung releases nutrients into the soil that benefits other organisms. In addition, the beetle’s use of dung leaves less available for flies to breed on, thus controlling some of the fly population.


                                                            The image above shows Kheper nigroaeneus, the Large Copper Dung Beetle, on a ball of dung.

                                                            Xerophytic Plants

                                                            Extremófilos

                                                            Organisms can create ecological niches in some of the most inhospitable places on earth. Extremophiles are organisms, primarily eukaryotes, adapted to and thriving in areas of environmental extremes. The suffix -phile comes from the Greek word philos, which means loving. The type of extreme environment describes these organisms. Some examples are acidophiles (best growth between pH 1 and pH 5), thermophiles (best growth between 140°F and 176°F), barophiles (best growth at high pressures) and endolithic (growing within rock). Some organisms, called polyextremophiles, have adapted to more than one extreme. The study of extremophiles is important to the understanding of how life originated on earth and what life could be like in other worlds. Extremophiles are also important in biotechnology because their enzymes (called extremozymes) are used under extreme production conditions.

                                                            1. A niche is _________________.
                                                            UNA. a succulent plant.
                                                            B. another name for a pile of beetle dung.
                                                            C. the role or job that a species has within a habitat.
                                                            D. none of the above.

                                                            2. Which rule states that two species cannot occupy the same ecological niche in a habitat if they are competing for the same resources?
                                                            UNA. The competitive exclusion principle.
                                                            B. Natural selection.
                                                            C. The theory of general relativity.
                                                            D. Evolutionary biology.

                                                            3. An extremophile species is _________________ if it grows best at a low pH.
                                                            UNA. thermophilic
                                                            B. acidophilic
                                                            C. barophilic
                                                            D. endolithic


                                                            4.2 niches and community interactions.

                                                            3 community interactions community interactions take many forms, including competition: Chapter 4.2 biology niches and communities assessm… After learning each topic, come here, work it out and grow in confidence for your exam. Biology chapter 4 lesson plans & worksheets reviewed by. Navigate to your page and exercise. 'practice does not make perfect, only perfect practice makes perfect. Benefits one species but has no effect on the other mutualism: Building on top of the other sciences, biologists study the physical structures, chemical processes, and the evolution. The snakes will eat the sparrow for food. Key questions what is a niche? A 12 page pack of worksheets that have been produced for use in key stage 4. Name class date 4.2niches and community interactionslesson objectivesdefine niche.describe the role competition plays in shaping communities.describe the role predation and herbivory play in shaping communities.identify the three types of symbiotic relationships in nature.lesson. Studyres contains millions of educational documents, questions and answers, notes about species uses these factors to survive and reproduce analogy of a niche: The answers are found on the powerpoint. 3 community interactions community interactions take many forms, including competition: © houghton mifflin harcourt publishing company. Though interactions occur between a few cells at a time, the outcomes of these interchanges have ramifications that ripple through many orders of magnitude, and. What are the three primary ways that organisms depend on each other?. 4.2 niches and community interactions. Published by henry clarke modified over 4 years ago. A biology exam preparation portal. 4.2 niches and community interactions a niche is the range of physical and biological conditions in which a species lives and the way the species the competitive exclusion principle states that no two species can occupy exactly the same niche in exactly the same habitat at exactly the same time. Give an example of resources a squirrel might need. Benefits parasite but harms host commensalism: • the whole class • eal students (early stage, advanced stage) • late arrivals in. Identify the three types of symbiotic relationships in nature. Welcome to the biology worksheets answers website. Our experts hail from the highest accolades of the education in their. 4.2 niches and community interactions. The range of physical and biological conditions in which a species lives and the way the species obtains what it needs to states that no 2 species can occupy exactly the same niche in exactly the same habitat at exactly the same time. Right ventricle pumps blood into the lungs through the pulmonary artery.


                                                            10.3: Predation, Herbivory, and the Competitive Exclusion Principle - Biology

                                                            Organisms occupy different places in part because each species has a range of conditions under which it can grow and reproduce. These conditions help define where and how an organism lives.

                                                            Every species has its own range of tolerance.

                                                            Tolerance
                                                            The ability to survive and reproduce under a range of environmental circumstances

                                                            When an environmental condition, such as temperature, extends in either direction beyond an organism s optimum range, the organism experiences stress. ¿Por qué? Because it must expend more energy to maintain homeostasis, and so has less energy left for growth and reproduction. Organisms have an upper and lower limit of tolerance for every environmental factor. Beyond those limits, the organism cannot survive. A species tolerance for environmental conditions, then, helps determine its address or habitat.

                                                            Habitat
                                                            The general place where an organism lives or can be found

                                                            Describing a species habitat tells only part of its story. Ecologists also study a species ecological occupation where and how it makes a living. This idea of occupation is encompassed in the idea of an organism s niche.

                                                            Niche
                                                            A full range of physical and biological conditions in which an organism lives and the way in which the organism uses those conditions

                                                            A niche describes not only what an organism does, but also how it interacts with biotic and abiotic factors in the environment. A niche is the range of physical and biological conditions in which a species lives and the way the species obtains what it needs to survive and reproduce. Understanding niches is important to understanding how organisms interact to form a community.

                                                            Resources and the Niche
                                                            El término resource can refer to any necessity of life, such as water, nutrients, light, food, or space. For plants, resources can include sunlight, water, and soil nutrients all of which are essential to survival. For animals, resources can include nesting space, shelter, types of food, and places to feed.

                                                            Physical Aspects of the Niche
                                                            Part of an organism s niche involves the abiotic factors it requires for survival. Most amphibians, for example, lose and absorb water through their skin, so they must live in moist places. If an area is too hot and dry, or too cold for too long, most amphibians cannot survive.

                                                            Biological Aspects of the Niche
                                                            Biological aspects of an organism s niche involve the biotic factors it requires for survival. When and how it reproduces, the food it eats, and the way in which it obtains that food are all examples of biological aspects of an organism s niche. Birds on Christmas Island, a small island in the Indian Ocean, for example, all live in the same habitat but they prey on fish of different sizes and feed in different places. Thus, each species occupies a distinct niche.

                                                            What is meant by a species' habitat?

                                                            What is meant by a species' niche?

                                                            What are the physical aspects of a niche?

                                                            The Competitive Exclusion Principle

                                                            Direct competition between different species almost always produces a winner and a loser and the losing species dies out. One series of experiments demonstrated this using two species of single-celled organisms. When the species were grown in separate cultures under the same conditions, each survived, as shown in Figure 4 6. But when both species were grown together in the same culture, one species outcompeted the other. The less competitive species did not survive.

                                                            Experiments like this one, along with observations in nature, led to the discovery of an important ecological rule the competitive exclusion principle.

                                                            The Competitive Exclusion Principle
                                                            No two species can occupy exactly the same niche in exactly the same habitat at exactly the same time.

                                                            If two species attempt to occupy the same niche, one species will be better at competing for limited resources and will eventually exclude the other species. As a result, if we look at natural communities, we rarely find species whose niches overlap significantly.

                                                            • By causing species to divide resources, competition helps determine the number and kinds of species in a community and the niche each species occupies.

                                                            Predation, Herbivory, and Keystone Species
                                                            How do predation and herbivory shape communities?

                                                            Virtually all animals, because they are not primary producers, must eat other organisms to obtain energy and nutrients. Yet if a group of animals devours all available food in the area, they will no longer have anything to eat! That s why predator-prey and herbivore-plant interactions are very important in shaping communities.

                                                            Predator-Prey Relationships

                                                            • Predators can affect the size of prey populations in a community and determine the places prey can live and feed.

                                                            1. Predict Suppose a bacterial infection killed off most of the prey in 1950 on the graph. How would this affect the predator and prey growth curves at point between 1950 and 1960?

                                                            2. Predict Suppose a sudden extended cold spell destroys almost the entire predator population in 2005 on the graph. How would the next cycle of the prey population appear on the graph?

                                                            Herbivore-Plant Relationships

                                                            • Herbivores can affect both the size and distribution of plant populations in a community and determine the places that certain plants can survive and grow.

                                                            In the cold waters off the Pacific coast of North America, for example, sea otters devour large quantities of sea urchins. Urchins, in turn, are herbivores. Their favorite food is kelp, giant algae that grow in undersea forests.

                                                            A century ago, sea otters were nearly eliminated by hunting. Unexpectedly, the kelp forest nearly vanished. ¿Qué sucedió? Without otters as predators, the sea urchin population skyrocketed. Armies of urchins devoured kelp down to bare rock. Without kelp to provide habitat, many other animals, including seabirds, disappeared. Clearly, otters were a keystone species in this community. After otters were protected as an endangered species, their population began to recover. As otters returned, the urchin populations dropped, and kelp forests began to thrive again. Recently, however, the otter population has been falling again, and no one knows why.

                                                            How does predation affect a community?

                                                            Symbioses
                                                            What are the three primary ways that organisms depend on each other?

                                                            Any relationship in which two species live closely together is called symbiosis, which means living together. Biologists recognize three main classes of symbiotic relationships in nature: mutualism, parasitism, and commensalism.

                                                            Simbiosis
                                                            A relationship in which the individuals of two species live close together

                                                            The sea anemone s sting has two functions: to capture prey and to protect the anemone from predators. Even so, certain fish manage to snack on anemone tentacles. The clownfish, however, is immune to anemone stings. When threatened by a predator, clownfish seek shelter by snuggling deep into tentacles that would be deadly to most other fish, as seen in the striking image below. But if an anemone-eating species tries to attack their living home, the spunky clownfish dart out and fiercely chase away fish many times their size. This kind of relationship between species in which both benefit is known as mutualismo.

                                                            Small marine animals called barnacles often attach themselves to a whale s skin, as seen below. The barnacles perform no known service to the whale, nor do they harm it. Yet the barnacles benefit from the constant movement of water that is full of food particles past the swimming whale. Esto es un ejemplo de commensalism.

                                                            Comensalismo
                                                            A symbiotic relationship in which one organism benefits and the other is neither helped nor harmed


                                                            This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (91935303, 31525017, 31871706, 31961133002), the National Key Research and Development Program of China (2016YFD0100803), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (2662019QD050), the Beijing Scholars Program (BSP041), the 2115 Talent Development Program of China Agricultural University, and the 111 Project Crop genomics and Molecular Breeding (B20051) and partly supported by the open funds of the National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement.

                                                            Yingjie Xiao, Shuqin Jiang, Qian Cheng and Xiaqing Wang contributed equally to this work.

                                                            Afiliaciones

                                                            National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement, Huazhong Agricultural University, Wuhan, 430070, China

                                                            Yingjie Xiao, Xiaqing Wang, Feng Qiao, Jingyun Luo, Wenqiang Li, Haijun Liu, Wenyu Yang, Wenhao Song & Jianbing Yan

                                                            National Maize Improvement Center, Department of Crop Genomics and Bioinformatics, College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing, 100193, China

                                                            Shuqin Jiang, Jun Yan & Xiangfeng Wang

                                                            Key Laboratory of Biology and Genetics Improvement of Maize in Arid Area of Northwest Region, Ministry of Agriculture, Northwest A&F University, Shaanxi, China

                                                            Beijing Key Laboratory of Maize DNA Fingerprinting and Molecular Breeding, Beijing Academy of Agricultural & Forestry Sciences, Beijing, 100097, China

                                                            Xiaqing Wang, Ruyang Zhang & Jiuran Zhao

                                                            College of Life Science, Hebei Agricultural University, Baoding, 071001, China

                                                            United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service, Corn Host Plant Resistance Research Unit, Box 9555, MS, 39762, Mississippi State, USA

                                                            Hubei Hongshan Laboratory, Wuhan, 430070, China

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                                                            Contribuciones

                                                            J-B.Y. and X-F.W. designed and supervised the project. J.Z. supervised the field trials. J.Y. and Y.M. developed the NCII population. X-Q.W., R.Z., F.Q., W.S., and W.L. performed the field trials and collected phenotypes. X-Q.W. and F.Q. prepared the DNA for sequencing. J.L., S.L., and H.L. performed SNP variant calling. Y-J.X. performed hybrid genotype imputation. Y-J.X., S.J., Q.C., and C.M. performed the phylogenic analyses, phenotype processing, genomic selection prediction, GWAS analysis and QTL interaction analysis. J.Y. and W-Y.Y. performed GWAS simulation analysis. Y-J.X., S.J., and Q.C. performed molecular design and haplotype analysis. Y-J.X., X-F.W., M.L.W., and J-B.Y. wrote the manuscript. The authors read and approved the final manuscript.

                                                            Corresponding authors