PROPIEDADES DE LAS POBLACIONES Las poblaciones: crecimiento, distribución, regulación Poblaciones estrategas k y r Propiedades de la población Concepto de clímax Concepto de sucesión ecológica Crecimiento poblacional Potencial biótico Resistencia ambiental Formas de crecimiento de la población Población, son los individuos de una especie dentro de un área dada. Los limites de una población pueden ser los naturales impuestos por los limites geograficos del habitat apropiado o pueden ser definidos en forma arbitraria según los fines del estudio cientifico. Crecimiento poblacional Es el aumento o la disminución del número total de individuos de una población como resultado no sólo de la natalidad y la mortalidad, sino también de la emigración y de la inmigración. Distribución: Disposición que tienen los individuos de una población en el espacio. Aleatoria: En un área determinada un individuo tiene igual posibilidad de establecerse y no depende de otro. Regular o uniforme. Agregada: Ciertos espacios donde los individuos tienen mayor probabilidad de establecerse. Distribución agregada Es la más frecuente en la naturaleza. La tendencia de los organismos a distribuirse en agregados, se debe a diferentes causas, como son: El tipo de reproducción de la especie que forma la población. En las plantas y algunos animales inferiores, la agregación es inversamente proporcional a la movilidad de los elementos de diseminación como: semillas, esporas, huevos, larvas. Las diferencias de hábitat producen una discontinuidad, que obliga a los individuos a vivir en un área más reducida. Las variaciones climáticas diarias o estacionales que ocasionan la agregación de los organismos para resistir mejor los cambios de temperatura, humedad y viento. Factores bióticos adversos que conducen a una agrupación de los individuos para protegerse mejor contra los peligros externos y Atracción social de los organismos. La agregación puede aumentar la competencia entre los individuos, pero se ve compensada por una mayor supervivencia del grupo. Principio de Allée el grado de agregación, al igual que la densidad, significa espacio y desarrollo óptimo de la población y es dependiente del tipo de especie; por lo tanto la falta, o por el contrario el exceso de agregación, puede constituirse en un factor limitante. Agregaciones sociales, poseen una organización perfectamente estructurada en jerarquías sociales y división del trabajo con especialización de los organismos y se conoce como sociedad; ejemplos son las hormigas, termitas, abejas, un pueblo, o una ciudad. Ecosistema producción teatral Población: Grupo de organismos de una misma especie que ocupa una determinada área y que realizan intercambio de genes procrean entre si Nivel de población: Poseen características que no poseen los organismos individules que la constituyen. Unidad básica de investigación Ecología: Estudio de la distribución y la abundancia de las poblaciones surgen muchos interrogantes??????????????????? 1
Características y Dinámica de la población Evolución: proceso de modificación de características en el tiempo Reproducción: Combinación de material genético descendencia diferente Fijación de genes en las poblaciones Medio ambiente : Influencia externa : Radiación Calor Sustancias Cambio en material genético Mutación Combinación del material genético + Mutaciones Materia prima de la evolución Caracteres de adaptación procreación satisfactoria Población: Individuos con mejores caracteres adaptativos Reproducción diferencial: Individuos mejor adaptados Mayor descendencia Caracteres predominan en generaciones futuras Los cambios ambientales rapidos generados por el hombre, la introducción de predadores, de patogenos o la aparicion de novedades geneticas en los enemigos a menudo supera la capacidad de una población a responder por evolución, generando riesgo de extinsión. Selección natural: organismos mejor adaptados para un medio selectivo Evolución: Resultado de un proceso de selección natural Cambios en el material genético colectivo de la población Banco de genoma se altera con el paso del tiempo Ej: Caballo actual Potencial biótico: Capacidad de los organismos para reproducirse en condiciones optimas Ej: moscas, elefantes Resistencia Ambiental: Factores bióticos y abióticos que impiden que un organismo alcance el potencial biótico Crecimiento poblacional: Aumento o disminución en el número total de organismos de una población debido a la interacción entre el potencial biótico y la resistencia ambiental Sistema cibernético (R-) Resistencia Ambiental El ambiente no es constante Los organismos se modifican de generación en generación adaptándose al ambiente Si aumenta densidad poblacional aumenta resistencia ambiental y visceversa Reproducción: retroalimentación positiva (Recursos ilimitados) Resistencia ambiental: Retroalimentación negativa Densidad de la población es el número de individuos por unidad de área o volumen (ácaros/ m2, dafnias/m3) y da una idea del grado de hacinamiento o la facilidad para obtener recursos escasos como el alimento o el espacio. La densidad bruta es el número de organismos de la población por unidad de espacio total. La densidad específica o ecológica es el número de organismos por unidad de superficie o de volumen que la población puede habitar realmente. La densidad poblacional máxima En condiciones óptimas el crecimiento de la población tiene carácter exponencial, hasta que alcanzan una determinada cantidad por área, es decir, - la población aumenta mediante un porcentaje constante del total en un de tiempo constante-. En este caso el principal factor limitante el cual está determinada en primer lugar por el abastecimiento de alimento. 2
Métodos sencillos de evaluación de Población Censo directo o conteo Método de caza, marcado y recaptura, utilizado en animales móviles, consiste en capturar una muestra de la población, marcarla y volverla a soltar. Método de muestreo por parcelas Método sin parcelas, aplicable a organismos sésiles, como los árboles. Indices de porcentaje, muy utilizados en poblaciones vegetales como la frecuencia y la cobertura. Indice de abundancia relativa, Pueden utilizarse en grandes áreas, y son relativos en cuanto al tiempo. Indice de crecimiento, Es un índice para conocer la manera en que está cambiando una población a lo largo del tiempo. FACTORES DE REGULACIÓN DE LAS POBLACIONES Factores dependientes de la densidad: Para la regulación de la densidad de la población se consideran importantes aquellos factores, los cuales cuando la población se incrementa, ellos se reducen. Estos factores se conocen como. Factores independientes de la densidad. Son factores que influencian a las poblaciones, independientes de la densidad. Así por ejemplo los inviernos extremos provocan la muerte de muchos organismos, independiente de la densidad de éstos y se conocen como El Modelo Demóstato Modelo cibernético de control de población, siempre busca regresar al punto de partida Sistema regulador permite que intensidad de factores limitantes varíe con la densidad de la población El crecimiento poblacional es el aumento o la disminución del número de individuos de una población, debido a la interacción entre el potencial biótico y la resistencia ambiental. La tasa de crecimiento es la diferencia entre la tasa se natalidad y la tasa de mortalidad. Las formas de crecimiento de la población son los modos característicos de crecimiento que puede presentar una población concreta, según las peculiaridades de los diversos organismos y de sus medios. Hay tres tipos de crecimiento: Crecimiento exponencial Crecimiento en J Crecimiento en S o sigmoide CRECIMIENTO EXPONENCIAL El crecimiento exponencial, se presenta en los casos en los que los organismos no encuentran ningún factor ambiental limitante, lo que se traduce en un aumento increíble del número de organismos que componen la población. La población aumenta mediante un porcentaje constante del total, en un período de tiempo constante. Por ejemplo el crecimiento de bacterias en un medio de cultivo nuevo o el brote de una plaga. El valor del índice de crecimiento en estas condiciones es máximo y característico de la capacidad de una determinada población para crecer. Se puede representar por r, siguiendo la ecuación diferencial: dn/dt = rn ; r = dn/ndt Crecimiento tipo J El número de organismos, se incrementa muy de prisa, en forma exponencial, y llega un momento en que se detiene bruscamente, al hacerse más eficaz la resistencia ambiental. Se puede representar mediante la fórmula: dn/dt = rn ; pero N presenta un límite definido Es típico de diversas poblaciones de insectos, los cuales producen una sola generación al año. En un principio no existe ningún factor limitante, y la población crece, hasta que se produce un exceso en el número de individuos que conduce a una superpoblación y falta de alguno de los requerimientos de la especie, como alimento, o espacio, o algún cambio ambiental desfavorable, que incide en la supervivencia de la población. Pueden quedar algunos individuos en estado latente (semillas, esporas, huevos). 3
Curvas en forma de S: Sigmoidea Patrón de crecimiento típico de un organismo en un ambiente nuevo Fases: Demora Logaritmica Nivel de equilibrio Densidad máxima que tolera el ambiente Capacidad portadora de ambiente Punto de partida DEMOSTATO Fluctuación alrededor del punto de partida Cambios en las poblaciones VELOCIDAD DEL CAMBIO DE LA POBLACIÓN Variación en el número de individuos que constituye una población en un lapso de tiempo específico Tasa de crecimiento poblacional Aumento V = Tasa de natalidad - Tasa de mortalidad ± Tasa neta de migración Tasa de crecimiento: Lapso de tiempo en el cual la tasa de natalidad + inmigración supera la tasa de mortalidad +emigración Aumento de la población: Nacimientos e inmigración Disminución de la población : Defunciones y emigración CURVAS DE SUPERVIVENCIA Muestran el número de organismos de una población que sobrevive a una edad particular La probabilidad de morir varía de acuerdo con varios factores especialmente la edad Vs TBM I. Baja mortalidad hasta cierta edad. II. Mortalidad en cada edad constante III. Alta mortalidad en primeras etapas INDICE DE FERTILIDAD FACTORES QUE DETERMINAN LA MAGNITUD DE LA POBLACIÓN Nacimientos por cada 1000 miembros femeninos de una población las cuales son capaces de procrear (15 45) Resistencia ambiental supervivencia Fertilidad P/V ecológico: Pre reproductiva (21%) Reproductiva (42%) Post reproductiva (37%) PIRÁMIDES DE EDAD Traslape de generaciones Porcentaje de la población en diferentes clases de edades Tipos de resistencia ambiental: Factores extrínsecos Factores intrínsecos Por que disminuye la fertilidad y la supervivencia de los organismos? 1840: Von Liebig: Ley del mínimo el crecimiento de un organismo depende del nutriente que se tiene en menor cantidad respecto a lo que se necesita 1913: Shelford cuando hay un exceso en cierto nutriente, esto puede ser un factor tan limitante como su deficiencia. Los organismos requieren un mínimo y un maximo ecológico 4
Entre mayor sea el tamaño de rango mayor es la Probabilidad de supervivencia La tecnología incrementa el rango de supervivencia para el ser humano El rango de tolerancia de las especies puede variar de acuerdo a su etapa de desarrollo Ley de Tolerancia de Shelford A mayor rango de tolerancia mayor distribución Siempre existirá un rango óptimo Factores extrínsecos Temperatura : Humedad: Disminución de procesos vitales hibernación Efecto enzimático negativo Organismos homeotermos VS organismos poiquilotermos Zonas desertica Zonas lluviosas Ecosistemas acuáticos : agua dulce VS agua salada Factor extrínseco = interacción de especies Las poblaciones no viven aisladas Si se benefician: Incrementan su densidad Si se perjudican: disminuye su densidad Nutrientes: Suministro a través de ciclos biogeoquímicos Ej: S en Smog ambiental Otras especies: Una poblaciónes afectada por otras poblaciones Simbiosis: Vivir juntos Relaciones entre los organismos Relación Predador Presa Método de control de calidad (enfermos, menos dotados) Donde la población de los carnívoros depende de la cantidad disponibles de presas. Estrategias de reproducción Estrategias de supervivencia k Estrategias de supervivencia Tasa reproductiva baja Cuidados paternos a los descendientes Tasa reproductiva elevada No hay cuidados paternos a la descendencia Predador presa: sistema cibernético Grandes dimensiones corporales Tiempo generacional prolongado Su habitat es estable Tasas de mortalidad bajas o constantes Presentan poca migración Desarrollan mecanismos defensivos Competencia interespecífica Su número de crías es pequeño La reproducción es tardía Tamaño corporal pequeño Tiempo generacional breve Su habitat es inestable Tasas de mortalidad altas Presentan alta migración No desarrollan mecanismos defensivos Competencia intraespecífica Su número de crías es grande La reproducción es temprana 5
Estrategias de reproducción SUCESIÓN Estratega k Estratega r En términos estrictos, el concepto de sucesión debe ser considerado para fenómenos de cambio ordenado y unidireccional, culminando en un estado maduro o clímax. El concepto de climax consiste en que la sucesión de especies no tiene lugar indefinidamente. Entonces el Climax se alcanza un equilibrio, cuando hay un balance dinámico entre todas las especies y el ambiente físico. Todos los biomas naturales se consideran ecosistemas clímax. Es importante no olvidar que todos los balances están relacionados con la comunidad biótica y condiciones climáticas existentes. Por lo tanto, todos los ecosistemas clímax están sujetos a cambio, si las condiciones climáticas cambian, si nuevas especies son introducidas y las propias son removidas. 6