factores denso

Ecología
Poblaciones: dinámica, regulación e interacciones.
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2
1- Vicuñas (Vicugna vicugna) y Guanacos (Lama guanicoe), en Tinogasta
2- Parina chica (Phoenicoparrus jamesi) en Laguna Grande.
3- Palomas (Zenaida auriculata) en campo de soja.
4- Algas (Certium hirundinella) muestreada en dique Sumampa, Placlin.
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REVISIÓN DE CONCEPTOS
Poblaciones --> sus características resultan de la interacción de factores
intrínsecos y extrínsecos.
Demografía y Dinámica poblacional • N° de Ind.
CARACTERÍSTICAS
DE LAS POBLACIONES
• Biomasa total.
Estructurales • Proporción por edades o clases
diamétricas.
• Proporción de sexos.
• Distribución horizontal
Dinámica
•
•
•
•
•
Tasa de natalidad.
Tasa de mortalidad.
Migraciones
Supervivencia
Etc.
Dinámica poblacional
En términos generales, existen dos tipos básicos de curvas que representan
gráficamente el crecimiento de una población:
1- Crecimiento de tipo exponencial o curva “en J”, que corresponde a un
crecimiento de tipo exponencial
2- Crecimiento logístico o curva sigmoide o “en S”.
1
2
Crecimiento exponencial:
Es una progresión geométrica.
- Insectos, bacterias, etc.
- En poblaciones naturales, se produce en principio debido a que no existen
factores limitantes.
- Se conduce a una superpoblación en la cual si falta alguno de los
requerimientos de la especie (alimento, espacio, algún cambio ambiental
desfavorable), que incide en la supervivencia de la población, se eleva la
mortalidad, que devuelve a la población a niveles inferiores al límite de
carga del sistema.
Pueden quedar algunos individuos en estado latente (semillas, esporas,
huevos) que en condiciones favorables, vuelvan a iniciar el desarrollo.
Generalmente estas poblaciones poseen un alto potencial biótico, pequeño
tamaño individual y ciclos biológicos cortos.
La velocidad instantánea teórica de reproducción puede expresarse como
dN/dt = rN
Crecimiento logístico:
Comienza con una fase de crecimiento lento seguido de aceleración positiva y luego
de una fase de crecimiento rápido. Se produce una desaceleración hasta que
finalmente el tamaño de la población se estabiliza. A largo plazo, en todas las
poblaciones con crecimiento logístico el agregado de nuevos individuos en función del
tiempo tiende a cero (la natalidad e inmigraciones se equilibra con la mortalidad y
emigraciones).
Todo ecosistema presenta una determinada capacidad de carga para cada población
que sostiene (distinta para cada especie y cada tipo de ambiente), que suele indicarse
con la letra “K”.
Cuando una población en crecimiento va acercándose al límite de capacidad de carga
del ecosistema, a ese crecimiento va oponiéndose una resistencia ambiental que
puede definirse como la suma de factores limitantes del ambiente de ese ecosistema
que restringen el crecimiento poblacional.
Las poblaciones que presentan crecimiento logístico (en general, especies de ciclos
biológicos largos) van ajustando su velocidad de crecimiento según la resistencia que
opone el ambiente. La etapa de aceleración se produce cuando el número de
individuos está lejos de la capacidad de carga, lo que significa que aún hay
disponibilidad de recursos.
Su tamaño final dependerá de la capacidad de carga del sistema, con pequeñas
fluctuaciones + y - en torno a ese límite.
Crecimiento logístico:
Cuando una población ha alcanzado su nivel máximo, su futuro podrá ser de una de las
siguientes formas:
- Mantenerse al mismo nivel durante largo tiempo.
- Aumentar lentamente, con una mejor adaptación al medio.
- Declinar de forma progresiva, hasta en algunos casos llegar a la extinción.
- Fluctuar regular o irregularmente.
Para estos tipos de organismos, la velocidad instantánea teórica de reproducción puede
expresarse como
dN/dt = rN (K – N)/K
Las fluctuaciones en la densidad poblacional pueden clasificarse también según el
período en que se manifiestan en:
- Fluctuaciones estacionales.
- Fluctuaciones anuales
- Fluctuaciones cíclicas
Cambios en la densidad poblacional
Factores
abióticos
Factores
abióticos
- Temperatura.
- Precipitaciones.
- UV, etc.
Cambio del tamaño de la población o densidad
dN/dt= (B+I) – (D+E)
- predación
- competencia
- parasitismo
Factores denso-dependientes y densoindependientes
Las variables bióticas afectan a la densidad
poblacional, por lo que se llaman variables o factores
denso-dependientes.
Inducen
una
dinámica
poblacional cuyo efecto es la regulación del tamaño
poblacional en torno a un valor de equilibrio
Los factores denso independientes en cambio, no son
capaces de regular las poblaciones, es decir,
mantener su densidad en torno a un valor de
equilibrio, simplemente la afectan, y a veces de modo
muy drástico, llevando la población a su extinción.
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores Denso-independientes y factores denso-dependientes
La dinámica que exhiben
las poblaciones naturales en una determinada
localidad está estrechamente vinculada con la relación que existe entre la
distribución y la abundancia poblacional.
¿Por qué las poblaciones naturales fluctúan de determinada manera en el
tiempo?
Durante mucho tiempo se ha estado discutiendo sobre que fuerzas o factores
regulan a las poblaciones.
Se ha propuesto que factores dependientes e independientes de la densidad
influyan en los cambios poblacionales.
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores Denso-independientes y factores denso-dependientes
Regulación por factores denso-dependiente.
Estos factores afectan al crecimiento poblacional según la
densidad o número de individuos de una población por
unidad de espacio (Volumen, superficie). Estos factores son en
general:
- Mortalidad
- Reclutamiento
- Migración
- Enfermedades
- Depredadores
Estos factores restringen el potencial reproductivo de las
mismas. (Nicholson 1933, Smith 1935, Solomon 1958, en Lima, 1995).
Los factores denso-dependiente limitan el tamaño poblacional
al altas densidades, y a bajas densidades puede producirse el
efecto Allee.
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores Denso-independientes y factores denso-dependientes
Regulación por factores denso-dependientes
A medida que el tamaño de la población aumenta y los recursos presentes
tienen que ser repartidos entre un número cada vez mayor de individuos,
aparecen nuevos problemas:
Mayor gasto energético en la búsqueda de alimentos, dificultad para hallar
lugares nidificación o refugio, etc.
Individuos mal alimentados podrán tener problemas de fertilidad y/o
viabilidad de las crías, con aumento de mortalidad en edades prereproductivas.
El hacinamiento puede generar cambios etológicos (mayor agresividad y/o
competencia intraespecífica, disminución de la actividad sexual,
emigraciones en masa).
Cuando aumenta la densidad poblacional, disminuye la tasa de nacimientos
y tiende a incrementar la tasa de mortalidad.
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
MODELO DE CRECIMIENTO POBLACIONAL DENSO-DEPENDIENTE:
Por lo general, los individuos de una población pueden crecer explosivamente cuando los
recursos son inicialmente abundantes y el tamaño de la población reducido, pero tienden
a crecer más lentamente a medida que la población crece en tamaño y los nutrientes
comienzan a escasear. Los modelos que se aplican bajo estas condiciones son los modelos
de crecimiento denso-dependientes. Tal y como se desprende de la propia definición de
denso-dependencia, las tasas de natalidad y mortalidad varían con el tamaño poblacional,
o lo que es lo mismo, la Tasa intrínseca de crecimiento (r) no es constante.
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
MODELO DE CRECIMIENTO POBLACIONAL DENSO-DEPENDIENTE:
Supuestos:
 La inmigración y emigración se equilibran, de forma que las dinámicas
poblacionales exclusivamente dependen de las tasas de natalidad y
mortalidad.
 Todos los individuos son idénticos.
 Recursos limitados y competencia intraespecífica
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
MODELO DE CRECIMIENTO POBLACIONAL DENSO-DEPENDIENTE:
El modelo denso-dependiente parte del modelo de crecimiento exponencial, al que se
añade un factor de retroalimentación negativa que cause un descenso de la Tasa de
crecimiento intrínseca (r), cuando aumenta el tamaño de la población (N). En
este modelo una población no crecerá indefinidamente, sino que alcanzará una
abundancia máxima conocida como capacidad de carga (K).
A medida que la población N se aproxima a K, el crecimiento de la población dN/dt
decrecerá hasta hacerse cero cuando N = K.
De esta forma, los recursos se presentarán en exceso cuando N < K, y comenzarán a
escasear a medida que N se aproxime a K. Por lo tanto, K – N proporciona una medida de la
disponibilidad de recursos del sistema para el crecimiento de la población y (K – N ) / K la
normalización de este valor con respecto a la capacidad de carga, oscilando entre cero
cuando N = K y uno cuando N = 0.
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
MODELO DE CRECIMIENTO POBLACIONAL DENSO-DEPENDIENTE:
Partiendo del modelo de crecimiento denso-independiente: dN/dt= r N
Incluimos el término (K-N)/K
factor de retroalimentación negativa.
De la integración de la
ecuación diferencial resulta
a = (K - N (t0)) / N (t0)
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
Regulación por factores denso-independiente.
La regulación ejercida por factores denso independientes
producen
efectos
efecto
sobre
la
población,
independientemente de el número de individuos presentes.
En general, se trata de factores climáticos o sucesos
catastróficos.
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
MODELO DE CRECIMIENTO POBLACIONAL INDEPENDIENTE DE LA DENSIDAD
Es un modelo más sencillo donde por definición el crecimiento per cápita es independiente
de la densidad de la población. Por lo tanto, un individuo no interfiere con la reproducción,
desarrollo o supervivencia de otro individuo de la misma especie.
Por ejemplo, una población natural que sufre una reducción catastrófica en su densidad
podría experimentar un periodo de crecimiento independiente de su densidad donde los
recursos fueran ilimitados.
Este modelo es el conceptualmente más sencillo, por lo que nos permite trazar un punto de
partida básico para el estudio de dinámicas ecológicas, a las que en modelos posteriores
iremos añadiendo niveles de complejidad a la vez que introducimos componentes que
añadan realismo ecológico a las dinámicas de las poblaciones.
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
MODELO DE CRECIMIENTO POBLACIONAL INDEPENDIENTE DE LA DENSIDAD
Supuestos para el modelo:
 La inmigración y emigración se equilibran, quedando natalidad y mortalidad
exclusivamente determinadas por el tamaño poblacional.
 Todos los individuos tienen la misma probabilidad de morir o reproducirse.
 La reproducción es asexual. Se evita de esta forma la complicación añadida de la
reproducción sexual.
 Los recursos son ilimitados; los únicos factores que afectan al tamaño poblacional
vienen dados por las tasas intrínsecas de natalidad y mortalidad (“supuesto paraíso”).
 La expresión matemática del modelo de crecimiento denso-independiente es una
función exponencial. El tamaño de la población varía de forma exponencial con el
tiempo, mostrando pequeños incrementos discretos o a través de un crecimiento
continuo (crecimiento exponencial continuo).
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
MODELO DE CRECIMIENTO POBLACIONAL INDEPENDIENTE DE LA DENSIDAD:
Parámetros
N (t) = tamaño poblacional, función continua del tiempo, t
b = tasa de natalidad instantánea por individuo
d = tasa de mortalidad instantánea por individuo
r = tasa intrínseca de incremento
dN/dt= ( b – d ) N
dN/Ndt = r
Cambio del tamaño poblacional
dN/dt= r N
La suma de todas las tasas intrínsecas permite la
obtención de la ecuación para el tamaño de la
población y su predicción en función del tiempo
N (t) = N (t0) e r t
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
Factores densodependientes
SIMULACIÓN DE MODELOS DE CRECIMIENTO POBLACIONAL
Utilización de programa POPULUS 5.4
Populus 5.4
Es un programa de simulación para modelos en Ecología.
Permite visualizar las dinámicas de los modelos que por ejemplo
acabamos de ver.
Ofrece una herramienta inmejorable para que los alumnos, de forma
intuitiva, consigan relacionar la formulación abstracta de los modelos con
el valor de sus parámetros y su resultado gráfico.
Algunos modelos:
 Crecimiento poblacional. Modelos de crecimiento deso dependiente e
independiente.
 Interacciones interespecíficas,
 demográficos
 genéticos
 Coevolución.
REGULACIÓN DEL CRECIMIENTO POBLACIONAL:
Factores denso-dependientes y factores denso-independientes
Actividades
1- utilizando el programa Populus 5.4 realice el modelo del crecimiento denso
independiente de una población, cuyos datos son:
Tipo de modelo: continuo; tasa intrínseca de crecimiento: 0,4; Tamaño inicial de la
población: 2, Tiempo: 20.
2- Compare una población diferente en la cual todos los parametro son iguales, excepto
por la r=0,3.
3- Obtenga la gráfica del crecimiento de una población denso-dependiente cuyos
parámetros son:
N (0) = 8, K = 300, r = 0.2 y t = 30
4- Compare la grafica anterior con otra población cuyos parámetros son:
N (0) = 8, K = 200, r = 0.3 y t = 30