Bloque III. ECOLOGÍA DE POBLACIONES

Transcripción

1 Curso académico Departamento de Ecología e Hidrología Bloque III. ECOLOGÍA DE POBLACIONES Profesor: José Francisco Calvo Sendín jfcalvo@um.es webs.um.es/jfcalvo

2 Guion y bibliografía 8.1. Conceptos y definiciones 8.2. Ciclos de vida 8.3. Tipos de censos 8.4. Compromisos coste-beneficio 8.5. Estrategias vitales General: Begon, M.; Harper, J. L. y Townsend, C.R Ecología. Omega, Barcelona. Molles, M. C Ecología. McGraw-Hill/Interamericana, Madrid. Smith, R. L. y Smith, T. M Ecología. AdisonWesley, Madrid. Vandermeer, J. H. y Goldberg, D. E PopulationEcology. 2ª ed. Princeton UniversityPress, Princeton. Avanzada: Caswell, H Matrix Population Models. Sinauer, Sunderland MA.

3 8.1. Conceptos y definiciones Población Conjunto de individuos de una especie que habita en una zona determinada Tamaño poblacional Número de individuos de una población [referido a superficie: densidad] Capacidad de carga Número máximo de individuos de una población que puede mantener o sostener un determinado ecosistema Censo o muestreo Recuento o estimación del tamaño poblacional Dinámica poblacional Estudio de la evolución temporal del tamaño poblacional Ciclo de vida [= ciclo vital, historia de vida, historia vital] Descripción esquemática de los procesos vitales de un organismo [Enlaza el nivel de organización individual con el poblacional]

4 8.1. Conceptos y definiciones Tasas vitales Parámetros que cuantifican y caracterizan los procesos vitales de una población: supervivencia, cambios de estadio y reproducción Proporción de sexos[= sex ratio] Relación entre el número de machos y hembras de una población Población estructurada Población en la que los individuos se clasifican en edades, tamaños, estadios de desarrollo, etapas o fases reproductivas, etc. Cohorte Grupo de individuos de la misma edad Estructura de edades[= estructura etaria, distribución de edades] Proporción de cada una de las clases de edad de una población Demografía Estudio de las características y dinámica de poblaciones estructuradas

5 8.1. Conceptos y definiciones Fertilidad[= natalidad, maternidad, fecundidad] Tasa reproductiva que hace referencia al número de descendientes por individuo [generalmente descendientes hembra por hembra]. [En demografía humana el término fertilidaddescribe la eficacia reproductiva real, mientras que fecundidadhace referencia a la capacidad fisiológica reproductiva máxima] Huevos, adulto y pollos de águila perdicera (Aquila fasciata) Carlos González Revelles

6 8.1. Conceptos y definiciones Organismos modulares La mayoría de animales son organismos unitarios, ya que pueden ser fácilmente identificados individualmente. Por el contrario, la mayoría de las plantas son organismos modulares, compuestos por diferentes módulos [= rametes]desarrollados a partir de un único zigoto. Al organismo modular (el conjunto de módulos producto de un zigoto) se le denomina genete. Obelia(Hydrozoa). Tims Wikimedia Commons Álamo (Populus tremuloides) Tewy Wikimedia Commons

7 8.2. Ciclos de vida Tipos generales de ciclos de vida: Semélparos: una sola fase reproductora; el gasto energético en reproducción es muy elevado; los individuos se reproducen y mueren. La mayoría de invertebrados, algunos peces, muchas plantas (monocárpicas). Iteróparos: múltiples eventos reproductivos; el gasto energético de los individuos en la reproducción es moderado; muchos sobreviven a cada evento reproductivo. La mayoría de vertebrados, muchas plantas herbáceas perennes, arbustos y árboles (policárpicas).

8 8.2. Ciclos de vida Crecimiento individual Época desfavorable Época desfavorable Época desfavorable Efímera Anual Semelparidad continua Bienal Recursos dedicados a la reproducción Semelparidad superpuesta Semelparidad indeterminada Año 1 Año 2 Año Adaptado de Begon et al. (1988)

9 8.2. Ciclos de vida Anual iterópara Crecimiento individual Iteroparidad superpuesta Iteroparidad continua Año 1 Año 2 Año 3 Año 4 Año 5 Año 6 Adaptado de Begon et al. (1988)

10 8.2. Ciclos de vida Gráfico del ciclo de vidade la orca (Orcinusorca) [Caswell, 2001] : supervivencia : cambio de estadio : reproducción Ballenato Juvenil Adulta Post-reproductora Las transiciones están referidas a un periodo de tiempo determinado, generalmente un año Robert Pittman, NOAA Wikimedia Commons

11 8.2. Ciclos de vida Gráfico del ciclo de vida del cardo Dipsacus sylvestris [Caswell, 2001] 3 1. Banco de semillas (1 año) 1 2. Banco de semillas (2 años) 3. Rosetas pequeñas 4 6 Carlos González-Revelles 4. Rosetas medianas 2 5. Rosetas grandes 6. Plantas con flores 5

12 8.3. Tipos de censos Para las poblaciones que presentan pulsos reproductivos pueden distinguirse dos tipos principales de censos/muestreos: Post-reproductivos: el censo/muestreo se realiza inmediatamente después del pulso reproductivo Pre-reproductivos: el censo/muestreo se realiza inmediatamente antes del pulso reproductivo Hay también casos en los que se realizan censos/muestreos intermedios

13 8.3. Tipos de censos Censo/muestreo postrreproductivos Pulsos reproductivos Abundancia Año 1 Año 2 Año 3 Edad 1 año Edad 2 años Edad 3 años Censo 1 Censo 2 Censo 3 Censo 4 Clase de edad 1 Clase de edad 2 Clase de edad 3

14 8.3. Tipos de censos Censos/muestreos prerreproductivos Pulsos reproductivos Abundancia Edad 1 año Edad 2 años Edad 3 años Año 1 Año 2 Año 3 Censo 1 Censo 2 Censo 3 Clase de edad 1 Clase de edad 2

15 8.4. Compromisos coste-beneficio El esfuerzo reproductivoes la asignación energética (tiempo y recursos) de un individuo a la reproducción. Produce un beneficio(descendientes), pero tiene un costeal reducir su capacidad de crecimiento o supervivencia. Los ciclos vitales establecen compensaciones (trade-offs) o compromisos coste-beneficio. La selección natural no favorece beneficios máximos, sino beneficios óptimos. Hembra de gavilán común (Accipiter nisus) en el nido con dos pollos Carlos González Revelles

16 8.4. Compromisos coste-beneficio Compromiso número de reproducciones - longitud del ciclo vital: Semélparas La mayoría de especias semélparastienen vida corta, aunque existen notables excepciones, como algunas especies de bambú y las cigarras periódicas. Iteróparas En general las especies iteróparas tienen vida larga. [Compromiso entre adelantar o retrasar la edad de la primera reproducción, es decir la madurez sexual.] Compromiso inversión parental[= cuidado parental]: Muchos descendientes, poco cuidado parental. Crías más grandes y maduras, menor cuidado parental. [Las especies altricialestienen crías que requiere muchos cuidados; las especies precoces tienen crías con capacidad de valerse por sí mismas.]

17 8.4. Compromisos coste-beneficio Modelo de Schaffer [Schaffer WM (1974) American Naturalist 108: ] A. Iterópara B. Semélpara crecimiento poblacional reproducción supervivencia Energía destinada a la reproducción óptimo Energía destinada a la reproducción óptimos alternativos Adaptado de Vandermeer y Goldberg (2013)

18 8.4. Compromisos coste-beneficio Un ejemplo: tamaños de puesta óptimos. La representación gráfica del número de huevos que ponen las aves frente al número de pollos supervivientes por nidada muestra una relación unimodalque permite determinar el óptimode la nidada. Datos del estornino pinto (Sturnus vulgaris) [Lack D (1948) Evolution 2: ] Estornino pinto José F. Calvo

19 8.5. Estrategias vitales [= estrategias reproductivas, life history types] Estrategias ry K(= selección r/k) Hacen referencia a los parámetros de los dos principales modelos de dinámica poblacional (exponencial y logístico, Tema 9) Atributo poblacional Selección r Selección K Tasa de crecimiento (r) Alta Capacidad competitiva Poco favorecida Baja Desarrollo Rápido Lento Madurez sexual Temprana Tardía Tamaño corporal Pequeño Grande Muy favorecida Reproducción Única Repetida Descendencia Mucha, pequeña Poca, grande Molles (2006) David Pérez Wikimedia Commons Michelle Gadd/USFWS Wikimedia Commons

20 8.5. Estrategias vitales Otras estrategias Para poblaciones de plantas(grupos funcionales de Grime): Estrategias C-S-R: competitiva, tolerante al estrés, ruderal Productividad del hábitat S Baja perturbación, alto estrés Estrés Estabilidad del hábitat Estrés C Baja perturbación, bajo estrés R Alta perturbación, bajo estrés Perturbación Perturbación

21 8.5. Estrategias vitales Otras estrategias Para poblaciones de plantas(grupos funcionales de Grime): Estrategias C-S-R: competitiva, tolerante al estrés, ruderal

22 8.5. Estrategias vitales Otras estrategias Para poblaciones de peces [WinemillerKO y Rose KA(1992) Can.J.Fish.Aquat.Sci.49: ] Basada en la supervivencia juvenil ( ), la fertilidad ( ) y la edad de madurez reproductiva ( ). Oportunista: baja - baja - temprana Periódica Equilibrio: alta - baja - tardía Periódica: baja - alta - tardía Oportunista Equilibrio

23 8.5. Estrategias vitales Otras estrategias El cubo de Charnov [Charnov EL(2002) Evol. Ecol. Res. 4: 1 10] Relaciona: 1) el esfuerzo reproductivo (relación beneficio-coste) 2) la longitud del periodo reproductor en relación con la longitud de la vida 3) el tamaño relativo de la descendencia al independizarse Peces Mamíferos Aves altriciales Tamaño relativo de la descendencia Ejes adimensionales

24 Cuestiones 1) Determina a qué tipo de censo (pre-o post-reproductivo) corresponden los gráficos del ciclo de vida de Orcinus orca(diapositiva 10) y Dipsacus sylvestris (diapositiva 11). 2) Etiqueta las flechas del ciclo de vida de Dipsacussylvestris(diapositiva 11), según el tipo de tasa vital que representan: F, Go P. 3) Analiza las posibles equivalencias entre los distintos tipos de estrategias vitales según las tres primeras clasificaciones propuestas (r -K, Grimey Winemiller y Rose). 4) Prueba de autoevaluación del Tema 8 (herramienta exámenes en el Aula Virtual)

25 Más (webs.um.es/jfcalvo) Flipboard