Poblaciones

Ecología de poblaciones

¿Qué es una población?

Conjunto de individuos de una misma especie que comparten un tiempo y un lugar

Comparten un ciclo de vida

Los que están en un mismo estadío están involucrados en los mismos procesos

Comparten las tasas de los procesos

Existe intercambio de información genética entre ellos

Estudia la estructura y dinámica de las poblaciones

Sistema poblacional

Población Ambiente

Físico Biótico

Competidores

Depredadores

Parásitos

Patógenos

Presas

Mutualistas

Simbiontes

Comensales

Condiciones

Refugios

Sitios de nidificación

Nutrientes

+

La población presenta

Estructura Espacial

•Disposición espacial

•Estructura de hábitat

•Estructura de metapoblaciones

Estructura temporal

•Variaciones diurnos

•Variaciones estacionales

•Variaciones multianuales

Disposición espacial

Cómo se disponen los individuos de la población en el espacio

Hábitat 1

Hábitat 3

Hábitat 2

Estructura de hábitat

Cómo se distribuyen los individuos de la población en los distintos hábitats disponibles

Estructura de metapoblaciones

La población se divide en sub poblaciones relativamente aisladas

Dispersión

Subpob

Subpob

Subpob Subpob

Población distribuida en forma continua

No hay sub poblaciones

Estructura temporal

Horas

ActividadCiclo diurno

Meses

Abundancia

Ciclo estacional

Años

1 2 3 4 5 6 7

Abundancia

Variación de la abundancia estacional y multianual

¿Cómo se describe la abundancia?

•Tamaño poblacional: Número de individuos

•Densidad poblacional: número de individuos/unidad de área o volumen

•Biomasa: Ej: kg/ha

•Cobertura: proporción del área cubierta por individuos de la especie

•Indicadores relativos: cantos/hora, capturas/trampas, huellas/metros recorridos

100 m

100

m

Tamaño poblacional: 6

Densidad poblacional: 6/ha

Biomasa: 1800 kg/ha

Densidad: peces/litro de agua

Cobertura

1 árbol, 25% de cobertura

100 pastos, 75% de cobertura

Característica individual Característica poblacional

Tamaño

Edad

Sexo

Reproducción

Muerte

Comportamiento

Estructura de tamaños

Estructura de edades

Proporción de sexos

Tasa de reproducción

Tasa de mortalidad

Distribución de hábitat

Espaciamiento

Tasa de crecimiento poblacional

Competencia

Tasa de depredación

Entre las características poblacionales listadas, ¿cuáles son simple consecuencia de las individuales, y cuáles son emergentes del nivel de organización superior?

Propiedades emergentes de los niveles de organización de la materia

Organismos viven como miembros de poblaciones

Tamaño de población

Densidad de la población

Dispersión de la población

Como crecen las poblaciones?

Crecimiento poblacional

• Natalidad• Mortalidad• Ejemplo– Población de 100– 10 nacimientos y 8 muertes– Tasa de crecimiento del 2%

Tiempo

Números de la población

Fase lag

Fase Log

Capacidad de carga

Capacidad de carga

• Número optimo de individuos que un ecosistema puede soportar por un periodo extenso de tiempo.

Resistencia ambiental

• Alimento• Espacio• Enfermedades• Depredadores

Tipo de crecimiento población

Crecimiento exponencial

Crecimiento logistico

Tiempo

Crecimiento más complejo

K

K

Tam

año p

obla

ción

Crecimiento tipo J

Crecimiento tipo S

Crecimiento Exponencial

Crecimiento potencial

Crecimiento sin limites a una tasa maxima(potencial biotico)

Tasa actual de crecimiento: diferencias entre Nacimientos y mortalidad, corregido por lamigración

Colapso poblacional

1944 29 renos se introdujeron a la isla St. Matthew

1964 poplación se incremento a 6,000

Población colapso a solo 42 renos Todos murieron pocos Años después

Efecto de la mortalidad sobre el crecimientode la población

Algunas poblaciones muestran tasa altas de crecimiento de población (exponencial)

se reproducen a edades tempranasproduce muchos descendientespromedio de vida es corto

“adaptaciones tipo r-” para organismos con historias de vida en el cuál no consumen muchosrecurso y cuando los recursos no son limitantes

Poblaciones que tienen una capacidad innatapara el crecimiento poblacional

Usualmente esto es temporal, hasta quese alcanza la capacidad de carga

Que factores limitan el crecimiento de la población?

Muchas poblaciones son afectadas por su medio ambiente

“modelo crecimiento logistico”: crecimientoes rapido(exponencial)

Muchas especies estan adaptadaspara vivir cerca de la capacidad de carga (selección tipo K)

Compiten por recursosSe reproducen tarde en la vidaTienen pocos hijos y presentan cuidado paternalTienden a vivir largo tiempo (baja natalidad y mortalidad)

Historias de vida

Cuando se alcanza la capacidad de carga, la natalidad y mortalidad son iguales

Que clases de factores afectan el Crecimiento de la población?

Factores dependientes de la densidad:Incremento de la densidad limitan los

recursos disponibles para todosLimita el suplemento de alimentoAcumulación de desechos (toxicidad)

Factores independientes del tamaño de lapoblación pero afectan su crecimiento

Clima (puede contribuir a los ciclos )Desastres naturales

Se ha observado en poblaciones de insectos,aves y mamíferos (ej., lemings y otros roedores)

Predación?Suplemento de alimento?Hacinamientoestres desbalance hormonas

e infertilidad?

Competencia dentro de una comunidadInterespeciesIntraespecies

Competencia porque?Alimento, agua, espacio, sitios de reproducción,de protección, luz…

Efectos de la competencia intraespecífica

Reproducción Supervivencia

Recursos y condiciones

CompetenciaCuando son compartidos

Cuando son limitantes

Competencia

Interacción entre individuos que comparten el uso de un recurso limitante.

Disminución de supervivencia Disminución de

fecundidad

Disminución de fitness: menor contribución de descendientes a la siguiente generación

Individuos de la misma especie: intraespecífica

Individuos de distinta especie: interespecífica

Sin competencia

Competencia

· La competencia implica reciprocidad, aunque no necesariamente es totalmente simétrica.

La competencia puede aumentar la eficacia de los competidores fuertes, es decir, su contribución

proporcional a la generación siguiente

6 6 53

Competidor fuerte

Efecto último

Diminución de supervivencia

Disminución fecundidad

Disminución del fitness evolutivo

Efectos próximos

Disminución tamaño

Disminución biomasa

> Exposición a depredadores

> Uso de hábitats pobres

> Susceptibilidad enfermedades

Competencia

· El efecto de la competencia es mayor cuánto mayor es la densidad. Es un proceso denso dependiente.

Competencia

Explotación

Interferencia

Disminución de los recursos disponibles para un individuo debido a su consumo por parte de otro individuo

Disminución de los recursos disponibles para un individuo debido a su interacción con otro individuo

Territorialidad

Defender un territorio tiene beneficios y costos

Interferencia

Recursos escasos

Recursos abundantes

El tamaño del territorio puede variar

Isla de Pascua

Retos de la crecimiento de las poblaciones humanas

• 250,000 niños nacen cada día• 19,000 personas mueren cada día• 2 billones de personas no tiene suficiente

alimento, agua y aire limpio.

Expandiendo el estres económico al medio ambiente

Estructura de las poblaciones

DensidadDispersion- como los organismos se Agrupa en su rango geografico

Patrón agregado

Mas común en la naturalezaDistribución heterogenea de los recursosComportamiento socialApareamientoSeguridad basado en los números

Distribución uniforme

Alguna vez resulta de las interacciones entreIndividuos en la población

(lidear con recursos escasos)Plantas en el desierto- raices compitenPor agua y nutrientes

Anidamiento de los pinguinos (en islas)

Patrones al azarningún factor contribuye a la atracción

o repulsión entre individuos

Raro, pero puede ocurrir cuando no hay Presiones debidos al medio ambienteSe exibe principalmente por plantas

COMUNIDADES

Interacciones en la comunidad

Comunidad- todas las interacciones de las poblaciones dentro de un ecosistema

Interacciones tienden a mantener un balance entre los recursos y consumidores

Poblaciones actuan como agentes de selecciónnatural (ej. Predador-presa)

Con el tiempo- coevolución

Miembros de especies, o especies cercanamente relacionadas compitenPor recursos limitados

Dos especies de cirripedios que viven en zonasentre mareas. Una especie (A) dominaLa zona superior y la (B) predomina en la zonainferior (humeda)

Cuando la especie inferior es removida, la superior se dispersa dentro de la otra área.

Experimento de remoción

Control

Remoción

Interacciones predador-presa

Presa usualmente supera en número a losdepredadores, los herbivoros predan sobre las plantas

Predadores y presa ejercen una gran presión sobre el otro:Presa evoluciona para ser más díficil de capturar

Predadores evolucionan para ser mejorescazadores

Interacción (- +) Una especie es beneficiada y la otra perjudicada por la interacción. DEPREDACION: es el consumo de un organismo (la presa) por parte de otro organismo (el depredador), estando la presa viva en el momento del ataque.

•Depredación verdadera

•Parasitismo

•Herbivoría

•Parasitoidismo

•Parasitismo de cría

Depredación

Presión de selección

Aumenta fitness depredadores

Disminuye fitness presas

Aumentar eficiencia de ataque Disminuir tasa de ataque

Coevolución: cada especie está influenciada por la otra

DepredadorEficiencia de búsquedaEficiencia de ataque y manipulación

Especializaciones

OlfatoVistaOído

GarrasVelocidadDenticiónMovimientos silenciosos

Búsqueda

Ataque y manipulación

“Depredadores visuales”

“Depredadores olfativos”

La velocidad, tamaño, garras y dentición permiten al yaguareté la captura y muerte de presas grandes

Dibujos de Fauna Argentina. Vol 21. CEAL

Presa

Cripsis o mimetismoUso de hábitat

Movimientos silenciosos

MorfológicosQuímicos

PalatabilidadAposematismo

ComportamientoRespuesta inmune

Hacerse menos detectable Mecanismos de defensa Detección del depredador

Oido OlfatoVista

Comportamiento

Presa

Cripsis o mimetismoUso de hábitat

Movimientos silenciosos

MorfológicosQuímicos

PalatabilidadAposematismo

ComportamientoRespuesta inmune

Hacerse menos detectable Mecanismos de defensa Detección del depredador

Oido OlfatoVista

Comportamiento

Donde esta el pez?

Donde esta el ave?

Asemejarse a un objeto poco interesante

Preparado para una emboscada

Coloración de advertencia, aproximarse bajo propio riesgo

Mimecria

Serpiente Coral (venenosa)

Falsa coral(no venenosa)

Ambos de estas mariposas saben mal

monarca viceroy

Coloración para asustar

Mosca que mimetiza una araña

Armas químicas:escarabajo libera toxina

Mariposa monarca alimentandose

La mariposa Monara esta adaptada para vivir sobre una especie tóxicaPonen huevos sobre la plantaLarva se alimenta de la plantaLas larvas acumulan la toxina en sus propios tejidos como defensa contra los depredadores!

Estrella de mar Predadora Pisaster

Cuando se remueve, su presa (moluscos) crecen en número y provoca que afecte el desarrollo de algas y otros invertebrados

Elefante es otro ejemplo

Pastos y arbustos y pequeños árboles; ayuda mantener el ambiente de savana

Sucesión: Monte St.Helens

1980 1989

TiposTipos

• 1.SUCESIÓN PRIMARIA:

• La sucesión primaria intenta alcanzar el climax partiendo de una zona desnuda.

• 2.SUCESIÓN SECUNDARIA:

• La sucesión secundaria parte de una etapa de la serie producida por una perturbación, por ejemplo un incendio.

TiposTipos

• 3.SUCESIÓN REGRESIVA O DISCLÍMAX:• Son las que llevan en sentido contrario al clímax, es decir, hacia etapas

inmaduras del ecosistema. Las causas del disclímax tienen su origen en el ambiente, y muy destacadamente en la acción del hombre . No se trata de una sucesión ecológica invertida, sino de una regresión forzosa del ecosistema por la destrucción de alguna etapa de la serie, por ejemplo a causa de un incendio forestal sin regeneramiento, que podría dar paso a la desertización.

• Cuando el biotopo inicial del que parten las comunidades hacia el clímax tiene un origen acuático, a las series de sucesión se les denomina hidroseries. Si las series se producen sobre un terreno seco se les denominan xeroseries.

TiposTipos

4. XEROSERIE : Se denominan xerosere a las sucesiones vegetacionales que se inician en la roca. Se pueden diferenciar etapas:

La primera es la etapa de líquenes crustáceos, en que las condiciones de aridez son extremas. Debido a la falta de agua y suelo, sólo los más pequeños de los líquenes son capaces de sobrevivir. Estas pequeñas plantas rompen minúsculas pedazos de la roca y, al morir, le agregan materia orgánica. La segunda etapa es la de líquenes foliosos, que son capaces de invadir el territorio cuando las condiciones han sido mejoradas con relación a la roca original.

Conforme la roca es humedecida se empiezana liberar los nutrientes (erosión).

Liquenes liberan sustancias acidas que aceleranel proceso (organismos pioneros)

Los musgos crecen sobre los liquenes o junto a ellos y atrapan materia organica de organismos endescomposición. A su vez ellos proveen de nutrientes y atrapan humedad

Las semillas de plantas superiores germinan,y ellas contribuyen con materia organica al suelo

Arbustos leñosos toman ventaja del sueloy su sombra mata a los liquenes y a losmusgos.

Eventualmente los arboles crecen y ensombrecen a los arbustos

Arboles más grandes a su vez cubren a los arboles más pequeños y se alcanza el Bosque climax

Esto toma algunos cientos de años.

TiposTipos

5. HIDROSERIES: Se originan en un medio acuáticose caracterizan por su simpleza y por tener raíces fijas en el fondo y follaje totalmente sumergido.

mantienen sus raíces fijas al fondo, pero su follaje emerge sobre la superficie del agua.

Cuando la profundidad de la masa de agua (lago o laguna) ha disminuido por acumulación de plantas sumergidas, se producen condiciones favorables para el establecimiento de una etapa flotante.

no queda agua libre sobre el suelo, sin embargo, son terrenos de gran humedad.

El suelo se encuentra mejor desarrollado y por lo tanto ya no es un factor limitante para la vegetación. También desaparece el exceso de agua y sólo se transforma en problema durante alguna parte del año. En vez, el factor limitante es el clima.

La etapa final, clímax o bosque, es la etapa de equilibrio sucesional, donde la asociación vegetal ya no se modifica.

Sucesión secundaria se observa en áreas Abandonadas

campohierbas plantas perennes arbustos pinos y árboles de rapido crecimiento deciduo Plantas leñoras

Tendencia de los Tendencia de los ecosistemasecosistemas

• La tendencia de los ecosistemas es alcanzar el clímax o comunidad climácica. Se denomina así al estado teórico de máxima estabilidad y eficiencia ecológica. El proceso que se desarrolla hasta alcanzar el clímax se llama sucesión, y al conjunto de fases que se van atravesando desde el ecosistema inicial (todas ellas de complejidad creciente) se les denomina serie evolutiva.

Sucesión de un ecosistema

Años:---0-----1-----2-------3-20-------25<>100--------150-------

Raso Pradera Arbustos Bosque Pinos Bosque caducifolio

Comunidad Climaxautoperpetua

Varia dependiendo del bioma- desde bosquelluvioso a desieto o tundra

Muchos ecosistemas se mantienen comosubclimax

Praderas no progresan a bosque