1 Curso de ECOLOGIA 2013 Bienvenidos Facultad de Ciencias Agrarias Universidad Nacional de Mar del Plata Equipo Docente : Laterra, Pedro (Prof. Asoc.) Vignolio, Osvaldo (Prof.Adj.) Herrera, Lorena (Ayte. 1ª) Petigroso, Lucas (Ayte. 1ª) Velazquez, Luciano (Ayte. 1ª) Arricar, Macarena (Ayte.2da.) Díaz, Valeria (Ayte.2da.) Prof. Responsable : Fernández, Osvaldo (Prof. Asoc.)

2 ¿ Qué es ECOLOGÍA ? (Ernst Haeckel, 1869) Ciencia que estudia los sistemas ecológicos para comprender su organización y funcionamiento y predecir sus cambios.

3 ¿ POR QUÉ LA FORMACIÓN AGRONÓMICA INCLUYE ESTA CIENCIA ? ¿ CÓMO SE ARTICULA EN LA TRAYECTORIA CURRICULAR CON OTRAS CIENCIAS? Cs. del ambiente Cs de la vida Cs.formales E Cs. aplicadas al manejo sustentable de agroecosistemas Cs. de integración bio-física individuo x ambiente

4 ¿Los organismos se distribuyen al azar en un ecosistema? ¿Por qué ? ¿Su distribución y abundancia son constantes (tiempo) y uniformes (espacio)? ¿Por qué? ¿La distribución y abundancia de los organismos afectan las funciones del ecosistema? ¿Cómo? ¿Es posible predecir y controlar las funciones de un ecosistema? ¿Cómo? PREGUNTAS FUNDACIONALES DE LA ECOLOGÍA

5 CONTEXTO Y PERSPECTIVA GLOBALES DE LOS ESTUDIOS ECOLÓGICOS EN AGRONOMÍA Dónde estamos parados ? Adonde estamos yendo ? Qué podemos/debemos?queremos Que conocimientos y actitudes son necesarias ?

6 ¿ Qué es un sistema ecológico o ecosistema ? ( Tansley 1935 )

7 Sistema : conjunto de elementos que interactúan “para” cumplir una función. Ecológico : interactúan componentes bióticos y abióticos (3 y 3)... C.bióticos 3 C.abióticos 3

8 ECOSISTEMA: estructura  Componentes vivos (la comunidad biótica o biocenosis)  Componentes físicos (suelo; clima; fuego)  Interrelaciones: flujos de materia y energía

9 CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES  Abiertos (a flujos de materia-energía- información)  Entrópicos o disipativos  Cibernéticos o auto-regulados  Organización jerárquica

10 Comunidad de productores Comunidad de consumidores Comunidad de descomponedores M M Sustancias orgánicas Atmósfera Sustancias inorgánicas BIOCENOSIS BIOTOPO E E I I  Abiertos

11  Entrópicos o disipativos 1ªLey TD CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA “La energía puede cambiar de una forma a otra pero no puede ser creada ni destruída, o sea que la energía total del universo permanece constante “. 2ªLey TD AUMENTO DE ENTROPÍA “Todos los procesos naturales proceden de modo tal que las concentraciones de energía tienden a disiparse o volverse aleatorias.

12  Cibernéticos (poseen sistemas de control interno basados en mecanismos de retro-alimentación), auto-regulados u homeostáticos (retro-alimentación negativa)  V=f(h) K Qs= f(h-k) Qe= f(h-k) ++ - - h

13 Ambientes húmedos (radiación o fertilidad limitantes): feed-back negativo (menor cobertura  mayor crecimiento) Ambientes áridos (agua o fertilidad limitantes): feed-back positivo (menor cobertura  menor crecimiento) Cobertura de vegetación herbácea como f (espacio entre leñosas)

14 P1 E1 E2 En Biocenosis Ambiente físico P3 P2 Pn InI2I1 POBLACIÓN COMUNIDAD ECOSISTEMA PAISAJE ECOZONA REGIÓN Controles ascendentes Controles descendentes  Organización jerárquica

15 Depresión del Salado Pampa Austral Sistema Local Cuenca de Mar Chiquita - Poco profundas - Inmersas en una matriz agrícola ganadera - Se desarrollan actividades recreativas - Pesca Mar del Plata Depresión del Salado Pampa Austral L. La Brava L. De Los Padres L. Mar Chiquita sup. – 50 Km 2 dje 10000 km 2 Cuenca de Mar Chiquita Espacialmente anidados

16 PASTURAS PASTIZAL NATURAL SUB-SISTEMA GANADERO SUB-SISTEMA AGRÍCOLA CULTIVO DE INVIERNO CULTIVO DE VERANO

17 BOSQUE Ó MONTE COMUNIDADES VEGETALES COMUNIDADES RIPARIAS PASTIZALES PEDEMONTANOS PRADOS ALPINOS YTUNDRA

18 POBLACIONES VEGETALES Festuca arundinacea Plantago lanceolata

19 Resultado de las interrelaciones son las siguientes funciones de los ecosistemas: Captación y transformación de energía radiante en energía química ( reducción de C por autótrofos) Transferencia de materia y energía en redes tróficas ( oxidación de C por heterótrofos y saprótrofos) Conservación y reciclado de minerales. Control climático y dinámica hidrológica Generación y conservación de diversidad biológica

20 ¿Cómo se organizan los ecosistemas ? Los ecosistemas se auto- organizan a partir de la entrada y los flujos de energía, materiales e información a través de redes tróficas, y de la disipación permanente de entropía.

21 Auto-organización es el proceso por el cual los componentes se relacionan y funcionan en forma inter- dependientes, tal que el (los) producto(s) de la organización es (son) propiedad emergente (no reducible) de la misma. Principio holístico: EL TODO ES MÁS QUE LA SUMA DE LAS PARTES

22 TEORÍAS DE AUTO-ORGANIZACIÓN (Y REORGANIZACIÓN) DE LOS ECOSISTEMAS En tanto que captan y transforman energìa, son sistemas termodinámicamente disipativos (entrópicos). La organización y mantenimiento de su estructura demanda un “bombeo” contínuo de calor hacia el medio (neg- entropía).

23 Principio de potencia máxima (H.T.Odum et al., 1998) “Los ecosistemas tienden a organizarse a favor de máximas eficiencias de captación, transformación y uso de la energía.” Predicción : los procesos organizadores promueven una convergencia hacia un tipo de estructura funcional donde prevalecen sinergias (refuerzos positivos) a través de interacciones mutualistas y relaciones de facilitación y complementariedad. Corolario: las interacciones positivas maximizan la eficiencia energética de cada componente y además su contribución a la de toda la organización. (el ecosistema).

24 Procesos organizadores : son los que pueden aumentar el contenido de información aumentando la eficiencia en la captación, transformación y uso de energía Sucesión Ecológica (modelo de Clements) Dinámica de colonización- extinción Evolución – Co-evolución –Estrategias adaptativas Interacciones poblacionales

25 Fuente: wikipedia.org 2013 Sucesión según el modelo determinístico (climax) de Clements

26 CAPITAL ALMACENADO (M/E/I) CONECTIVIDAD REORGANIZACIÓN CONSERVACIÓN LIBERACIÓNEXPLOTACIÓN ORGANIZACIÓN Y REORGANIZACIÓN SEGÚN EL Modelo cíclico de Holling (1995) Intercambios de materia, energía e información ENTROPÍA

27 ECOLOGÍA Y AGRONOMÍA AGRONOMÍA

28 AGRONOMÍA SIGLO XXI. Ingeniería y gestión de agroecosistemas para el aprovechamiento sustentable de bienes y servicios que proveen, al productor y al resto de la sociedad. SIGLO XX : Aplicación de conocimientos científicos en el desarrollo, perfeccionamiento y aplicación eficaz y eficiente de tecnologias para la producción agropecuaria.

29 DECLARACIÓN DE INTERÉS PÚBLICO DE LA CARRERA INGENIERÍA AGRONÓMICA (Resolución Ministerial N° 254/03) Actividades reservadas al Ingeniero Agrónomo (AUDEAS): Entre otras…  Conservación de los recursos naturales  Calidad de los alimentos

30 AGROECOSISTEMA Ecosistema organizado y manejado con el propósito de maximizar funciones productivas.

31 SUSTENTABILIDAD Preservar sus funciones frente a perturbaciones extraordinarias o atípicas en su historia evolutiva La visión antropocéntrica considera la triple valoración: ecológicas - social - económica.

32 Métodología de Investigación en Ecología

33 ¿CÓMO SE INVESTIGA EN ECOLOGÍA? ENFOQUES METODOLÓGICOS 1. FENOMENOLÓGICO (descriptivo) : Observación  correlaciones  patrones (espaciales y temporales)  hipótesis 2. EXPERIMENTAL ( explicativo): Hipótesis  predicciones  validaciones  nuevas hipótesis  teorías 3. MODELIZACIÓN ( sistémico, predictivo ) Conceptualización sistémica  formalización-  predicciones  validación  reformulación del modelo  simulación.

34 Método Científico (Hipotético-deductivo) Preguntas relativas a estados, cambios de estado o funcionamiento de un ecosistema o algún componente Hipótesis : posibles explicaciones (cadenas de causalidad) basadas en teorías, principios e información existente Predicciones para la comprobación de hipótesis Diseño de procedimientos para observación, experimentación o modelado. Rechazo Ho No rechazo Ho

35 MODELOS DE SISTEMAS ECOLÓGICOS MODELO: descripción verbal, gráfica o matemática de una parte simplificada de la realidad

36 ATMÓSFERA v P A S Imagine…simplifique…jerarquize

37 Ejemplo: En una planta vascular, el crecimiento de la parte aérea y de la subterránea se regulan recíprocamente tal que el tamaño de ambas en un momento y ambiente dados guarda entre sí una relación de proporcionalidad (alometría). A S S = a.A b Modelos Modelo diagramático de sistema dinámico Modelo matemático (función de alometría) Modelo de sistema estático