Capítulo 11. Crecimiento poblacional

Transcripción

1 Capítulo 11 Crecimiento poblacional

2 Conceptos clave En presencia de recursos abundantes las poblaciones pueden crecer a velocidades geométricas o exponenciales A medida que los recursos se hagan mas escasos la velocidad de crecimiento se reduce y se detiene eventualmente; este crecimiento se conoce como logístico. El ambiente limita el crecimiento poblacional cambiando las tasas de natalidad y mortalidad.

3 Crecimiento poblacional geométrico Tabla de vida de Phlox drummondii Esta población aumentaría de 996 plantas a 2,408 plantas desde el comienzo del 1ero al comienzo del 2do año. Por lo tanto: λ = N t+1 / N t = 2,408 / 996 = N 0 = población inicial = 996 Conociendo el tamaño de la población inicial (N 0 ) podemos expresar el tamaño de la población a cualquier tiempo t como: N t = N 0 λ t Esa ecuación predice la población futura de esta especie.

4 Si esta especie continuara creciendo al ritmo sugerido por los datos de la tabla de vida y la ecuacion anterior, en 40 años encontraríamos 90,000 plantas por metro cuadrado en su área de distribución geográfica. A este tipo de crecimiento se le conoce como crecimiento geométrico. Aunque la matemática lo sugiera, esa situación es irreal a largo plazo, por qué?

5 Crecimiento exponencial El modelo matemático para expresar este tipo de crecimiento es: dn / dt = r max N En el ejemplo de P. drummondii vimos a r r = ln R 0 / T r = b d tasa de crecimiento per cápita r max corresponde con el valor de r mas alto que puede alcanzar una población cuando no existen condiciones limitantes r max también se conoce como la tasa intrínseca de crecimiento

6 Utilizando la ecuación anterior dn / dt = r max N podemos derivar la siguiente ecuación para calcular el tamaño poblacional en un periodo t determinado: N t = N 0 e r maxt e = la base de log naturales, e = Noten que la ecuación anterior es muy similar a la ecuación general para crecimiento geométrico: N t = N 0 λ t donde λ ha sido sustituida por e r max

7 Crecimiento exponencial en la naturaleza Pino escocés Garza chillona Paloma collarina Los tres ejemplos anteriores sugieren que existen poblaciones que pueden crecer a un ritmo exponencial cuando los recursos están en gran abundancia. El ejemplo de la paloma collarina sugiere que el modelo exponencial no se sostiene por siempre, o sea, parece que el ambiente puso un límite a su crecimiento poblacional exponencial.

8 Crecimiento logístico El modelo de crecimiento logístico incluye un parámetro para la capacidad de carga impuesta por el ambiente: K = capacidad de carga La ecuación es: dn / dt = r max N (K N / K) Como (K N / K) es equivalente a (K/K N/K) dn / dt = r max N (1 N/K) Cuando N es pequeña la población crece bien rápido; crece a r max N Cuando N llega a K, (1 N/K) = (1 1) = 0, por lo tanto la población deja de crecer. O sea, dn / dt = r max N x 0 = 0

9 Crecimiento logístico Levaduras Paramecios Bufalo africano Los ejemplos ilustran: Crecimiento exponencial al inicio, luego deceleración, y estabilización mas tarde. Fluctuaciones pequeñas en la etapa de estabilización.

10 Cuál pudiera ser la razón para que un manejador comercial de pescado quisiera mantener el tamaño poblacional de ese pez cerca de la mitad de su valor de K? Crecimiento logístico

11 Límites al crecimiento poblacional El ambiente limita el crecimiento cambiando las tasas de natalidad (b) y mortalidad (d). Podemos dividir los factores ambientales que afectan al crecimiento poblacional en: Denso-dependientes: son afectados por la densidad de los organismos Enfermedades, depredación, etc. (factores bióticos) Denso-independientes: no son afectados por la densidad de los organismos Inundaciones, huracanes, fuegos, etc. (factores abióticos)

12 Gorriones de Galápagos Clima y cambio poblacional Relación estrecha entre población de gorriones y periodos de mucha lluvia Efectos en cactus Acumularon mucha agua y el viento los tumbó El salitre los afectó La lluvia provocó que enredaderas los arroparan

13 Gorriones de Galápagos La relación de los gorriones con los cactus y otros organismos Cactus proveen: polen, néctar, frutas, semillas, insectos Gorriones reducen la reproducción de los cactus Mas notable cuando la abundancia de flores es menor

14 Cuáles factores son densodependientes y cuales densoindependientes?

15 Gorriones de Galápagos Tanto factores bióticos como abióticos pueden influir sobre la natalidad y mortalidad. A veces los efectos ocurren mediados por otro factor. Este ejemplo también ilustra que la capacidad de carga (K) puede ser modificada por el ambiente.

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17 λ = N t+1 / N t N t+1 / N t = λ N t+1 / N t = λ N t+1 x N t / N t = N t x λ N t / N t = 1 N t+1 x 1 = N t+1 = N t x λ

18 N t = N 0 λ t Población inicial = N 0 = 996 Población al inicio del año siguiente = N t+1 = N 0+1 = N 1 = N 0 x λ = 996 x = 2,048 Población al inicio del próximo año = N t+1 = N 1+1 = N 2 = N 1 x λ Como N 1 = N 0 x λ entonces N 2 = N 0 x λ x λ = N 0 λ t [λ x λ = λ 2 ] N 0 = N 0 λ 0 = N 0 x 1 = N 0 N 1 = N 0 λ 1 = N 0 λ N 2 = N 0 λ 2 N t = N 0 λ t

19 Figure 11_03

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21 Figure 11_04

22 Figure 11_05

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24 Figure 11_06

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27 Cuál es el valor de K? Figure 11_09

28 Figure 11_10

29 Figure 11_12

30 ½ K Figure 11_08

31 Figure 11_13

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34 La abundancia de semillas y orugas después de las lluvias provocaron un aumento en la natalidad

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