Prácticas de Ecología I

Departamento de Ecología
Universidad de Alcalá
Prácticas de Ecología
2º de Grado de Biología
Práctica 4: Cálculo de parámetros demográficos de poblaciones
Duración: 1 sesión de 2 horas
Temas de teoría relacionados: Dinámica de poblaciones.
Material necesario: ordenador con programa Excel. Ficheros: “Cálculos alumnos”.
Introducción
La ecología de poblaciones estudia las variaciones de tamaño de las poblaciones a
lo largo del tiempo. Estas variaciones dependen de varios parámetros demográficos
básicos, como son las tasas de mortalidad y de natalidad, así como la estructura de
edades. Se han desarrollado diversos modelos matemáticos que permiten predecir
el tamaño futuro de una población a partir de esos parámetros. Estos modelos
simplifican la realidad, ya que muchos de los factores que alteran los tamaños de las
poblaciones naturales dependen del azar y, por tanto, no son predecibles (por
ejemplo la aparición de una enfermedad, la llegada de una especie invasora, un
evento catastrófico, etc.). Estos factores que dependen del azar se denominan
estocásticos. Además, los modelos más sencillos asumen que los organismos
disponen de recursos ilimitados y no existen interacciones entre organismos.
A pesar de todo, estos modelos nos proporcionan una importante herramienta para
la gestión de aquellas poblaciones en que el hombre interviene, voluntaria o
involuntariamente. Por ejemplo, en el caso de poblaciones que se encuentran en
declive (el oso, el lince, etc.) se pretendería aumentar la tasa de crecimiento
poblacional con el fin de estabilizar la especie. El caso contrario puede presentarse
cuando una especie exótica invade un nuevo ambiente, en cuyo caso la intervención
buscaría la reducción del crecimiento poblacional para evitar daños en el
ecosistema. Por último, otras veces se pretende mantener una población dentro de
un equilibrio, de manera que no aumente ni disminuya. Este puede ser el caso de
poblaciones naturales explotadas por el hombre (especies cinegéticas, peces,
corales, etc.), donde interesa conocer el número de individuos que se pueden
extraer de la población cada año para que se mantenga estable.
Objetivos:
En esta práctica se proponen varios problemas sobre gestión de poblaciones
naturales de especies semélparas. Partiendo de censos o conteos de individuos,
debes estimar los parámetros demográficos que te permitan predecir si la población
está en aumento o en retroceso. Sobre esta base, debes proponer medidas
encaminadas a aumentar, reducir o mantener la población, según el caso.
CASO 1: Demografía de una planta anual
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Una población de una especie de herbácea anual protegida parece mostrar un
proceso de declive. Supongamos que hemos sido contratados por la Administración
para realizar un seguimiento demográfico, establecer las causas del declive y
proponer posibles soluciones.
1) Para conocer la tendencia poblacional se ha realizado un seguimiento de una
población durante 5 años, obteniéndose los siguientes resultados
Año
Nº individuos
2004
2410
2005
2021
2006
1734
2007
1423
2008
1017
Calcular la tasa de crecimiento neto media de la población ().
-
2003
2380
A partir de ese valor, calcula cuántos años tardará la población en
extinguirse a partir del año 2008 (consideramos que la población se ha
extinguido cuando queda solo un individuo). ¿Qué modelo de crecimiento de
poblaciones necesitas utilizar?
2) Para determinar las causas del declive de la población, se han marcado 1000
semillas en una población de campo, antes de ser dispersadas, y se ha realizado
un seguimiento de su destino, obteniéndose las siguientes cifras: de las 1000
semillas marcadas, 620 se dispersan y el resto se quedan en la planta madre.
Entre las semillas dispersadas, 532 son viables, y de ellas solo 112 germinan. De
las plántulas emergidas, solo 44 llegan al estadío adulto, florecen y producen un
promedio de 20 semillas cada una.
- Utiliza los datos indicados para realizar una la tabla de vida correspondiente a
esta especie, con los siguientes parámetros: nx, lx, mx, lx mx, gx, R0
n(x)
Semillas en planta
1000
Semillas dispersadas
620
Semillas viables
532
Plántulas
112
Adultos
44
l(x)
g(x) m(x)
l(x)m(x)
Ro
-
¿Cuál es la fase del ciclo de vida donde se producen más pérdidas?
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-
Calcular cómo cambiaría la tasa básica de reproducción de la población
(R0) en los siguientes escenarios de gestión.
a) Favorecer la dispersión de semillas reforzando la población de los
insectos que actúan como dispersores. Con ello conseguimos que
se dispersen 720 semillas de las 1000 semillas iniciales.
b) Reducir la depredación de las semillas por parte de las hormigas
utilizando una sustancia repelente. Con ello se consigue que 590 de
las 620 semillas dispersadas sean viables.
c) Favorecer la germinación de las semillas incrementando la cantidad
de luz que llega al suelo (por ej. mediante podas selectivas en el
dosel). Con ello conseguimos que de las 532 semillas dispersadas
viables germinen 320.
d) Observamos que muchas plántulas recién emergidas son
consumidas por conejos. Si introducimos zorros en la zona para
controlar la población de conejos, conseguimos que de las 112
plántulas emergidas lleguen a adultas 68.
e) Aumento de la producción de flores a 25 por planta mediante
fertilización del sustrato.
-
A partir de los resultados obtenidos, discute cuál es la medida más
acertada para conseguir que la población se recupere.
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Caso A
n(x)
g(x)
Semillas en
planta
Dispersión de
semillas
l(x)
m(x)
l(x)m(x)
Caso B Depredación
semillas
n(x)
l(x)
Caso C
Favorecer
germinación semillas
m(x) l(x)m(x) n(x)
1000
1000
1000
R0
R0
R0
l(x)
Semillas
dispersadas
Semillas
viables
Plántulas
Adultos
Caso D
n(x)
l(x)
Introducir zorros
m(x)
Caso E Aumento fructificación
l(x)m(x)
n(x)
1000
1000
R0
R0
4
l(x)
m(x)
l(x)m(x)
m(x)
l(x)m(x)
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CASO 2: Control de especies exóticas
Tibouchina herbacea es una especie sub-arbustiva nativa de Sudamérica que está
colonizando las islas de Hawai y Maui. Para ilustrar este ejemplo, asumimos que
esta especie es monocárpica, alcanza su estadío adulto al cuarto año de vida,
produce y muere. Los gestores ignoran si podría llegar a convertirse en una plaga
que desplace a las especies nativas de los bosques de estas islas, con las nefastas
consecuencias ecológicas, sociales y económicas que han mostrado otras
invasiones. Una primera aproximación para determinar la capacidad de propagación
de esta especie es realizar un estudio demográfico, siguiendo una cohorte, desde la
fase de semilla hasta la muerte de todas las plantas tras 4 años de vida. Para ello se
realiza una siembra experimental en dos ambientes: uno abierto y otro de bosque,
con el fin de determinar si alguno de ellos es más favorable para la expansión de la
especie.
n(x)
l(x)
Claro
g(x) m(x) l(x)m(x)
n(x)
Semillas
1000
1000
Plántulas de 1 año
240
120
Plántulas de 2 años
98
70
Plántulas de 3 años
70
54
Adultos
25
Tasa básica de
reproducción
400
16
l(x)
Bosque
g(x)
m(x)
l(x)m(x)
250
(Ro)
Completa la tabla de vida que corresponde a cada ambiente con los parámetros de
supervivencia, natalidad. Calcula la tasa neta de reproducción (Ro), utilizando el
fichero “Cálculos alumnos”, hoja “Tibouchina”. A partir de esos datos contesta las
siguientes preguntas:
1. ¿Qué ambiente es más proclive para la propagación de la especie?
2. ¿Cuál es el cambio de estado donde se producen más pérdidas de
individuos?
3. Calcula para cada ambiente el número de individuos que cabría esperar,
partiendo de 1000 semillas, al cabo de 5 generaciones suponiendo que no
hay limitaciones al crecimiento de la población. Utiliza para ello el modelo de
crecimiento que consideres más conveniente
4. Según la información obtenida, ¿qué medidas se podrían tomar para evitar la
propagación de esta especie?
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