Willi C d DWilliam Cardona DuqueBiólogo

Candidato a Magister en Ingeniería Sanitaria y Ambientalwilliamcardona@gmail.com

Conjunto de organismos de la misma especie que:

O hábi◦ Ocupan un hábitat◦ Intercambian y almacenan información genética

Propiedades comunes:◦ Dinámicas (densidad, natalidad, mortalidad,

)estructura)◦ Genéticas (crecimiento, dispersión, adptabilidad)

Número de individuos dentro de un área oNúmero de individuos dentro de un área o volumen

Densidad Absoluta (bruta)◦ Número de individuos en un espacio total.

Densidad Ecológica (relativa)◦ Número de individuos por unidad de hábitat o◦ Número de individuos por unidad de hábitat o

espacio disponible para ser habitado

Producción de individuos nuevos, independiente del modo en que ocurra (germinación, eclosión, vegetativo, nacimiento etc)nacimiento, etc)

DenominacionesDenominacionesDenominacionesDenominaciones

Tasa de natalidad: número de descendientes producidos por cabeza de población, por unidad de tiempounidad de tiempo

Natalidad máxima, absoluta o fisiológica: ◦ Máxima producción de individuos nuevos◦ Valor constante para cada población

Natalidad ecológica o real:Natalidad ecológica o real: ◦ Incremento de la población en condiciones

ambientales reales◦ No es constante

Tasa de Natalidad: # de Individuos nuevosUnidad de tiempo

Tasa de natalidad Específica:Específica:

# de individuos nuevos# de individuos nuevosUnidad de tiempo x Unidad de población

Muerte de individuos de una población, cuantificada numéricamente

P d dPuede ser expresada como:

Número de individuos muertos en un periodo de tiempo determinadoT ífi l ió id d d lTasa específica en relación a unidades de la población total o cualquier parte de la misma

Denominaciones:

Mortalidad mínima o teórica:◦ Valor constante◦ Condiciones ideales o no limitantes

Mortalidad ecológica o real:◦ En condiciones específicas◦ En condiciones específicas◦ Pueden ser variables según la población y los

factores ambientales

Mortalidad específica:◦ Variación de acuerdo con la edad◦ Es de gran interés para determinar los factores que

regulan la mortalidad de la poblaciónregulan la mortalidad de la población

Proporción de las distintas clases de edad, según su abundancia relativag

Característica que influye en:◦ Mortalidad◦ Natalidad◦ Crecimiento◦ Crecimiento

Tipos de estructura:p◦ Rejuvenecida◦ Equilibrada

envejecida◦ envejecida

P ió d h b hProporción de hembras y machos

Se representa por clases de edadSe representa por clases de edad

Edades ecológicas:Edades ecológicas:◦ Pre-reproductivas◦ Reproductivas◦ Post-reproductivas

Sugieren hipótesis acerca de los mecanismos que afectan las poblaciones naturales

Responde a un conjunto de diversas influencias ambientales:influencias ambientales:◦ Condiciones físicas favorables◦ Buena oferta de alimento◦ Competencia etc.

Sin regularidad o grado de afinidad alguna

Sólo se da donde el ambiente es muy h é h ió i lhomogéneo y no hay atracción social

Caso raro en la naturalezaCaso raro en la naturaleza

Cuando la competencia es muy aguda (plantas de semidesierto)

C d l i l i i l di iCuando los animales maximizan la distancia entre sus vecinos

Cuando existe una fuerte competencia

Implica establecimiento de territorios

Irregular y no fortuitaIrregular y no fortuita

Respuesta a diferencias locales de hábitatRespuesta a diferencias locales de hábitat

Responde al modo de distribución yResponde al modo de distribución y propagación de propágulos

Es la más frecuente en la naturaleza

Tendencia a agregación de los individuos

Tanto plantas como animales tienden a esparcir sus semillas o a colocar sus nidos oesparcir sus semillas o a colocar sus nidos o las crías en sus proximidades

La tendencia de los organismos a distribuirse en agregados se debe a:

◦ Tipo de reproducción de la especie◦ Diferencias de hábitat

V i i li á i di i i l◦ Variaciones climáticas diarias y estacionales◦ Factores bióticos adversos

Un patrón aleatorio implica la ausencia totalUn patrón aleatorio implica la ausencia total de interacciones

Es necesario que todo el espacio ofrezca las mismas condiciones (no necesariamente favorables)

L i d i di id d b f tLa presencia de un individuo no debe afectar la de otro

Los individuos no deben presentar ningún gtipo de atracción o segregación

Un patrón agregado indica la presencia de interaccionesinteracciones

Podría ser consecuencia de interaccionesPodría ser consecuencia de interacciones sociales

Podría ser consecuencia del modo reproductivo predominante

Patrón de distribución de los recursos o los peligros

Interacción de factores

Un patrón uniforme es el resultado de interacciones negativasinteracciones negativas

Una disposición espacial de este tipo debe ser p p pcausada únicamente por factores intrínsecos

Competencia o comportamiento agresivo l i i l tparecen ser los principales agentes

La supervivencia se maximiza y las interacciones hostiles se llevan al mínimointeracciones hostiles se llevan al mínimo

El mejor ejemplo de crecimiento poblacional somos los seres humanos (cada 45 años sesomos los seres humanos (cada 45 años se duplica)

Desarrollo de técnicas matemáticas para predecir el crecimiento de las poblaciones

Estudio intensivo de poblaciones naturales y de laboratorio para comprender mecanismos

Ah i i l dAhora tenemos un conocimiento general de las causas de las fluctuaciones de las poblaciones naturalespoblaciones naturales

Existen dos modelos generales paraExisten dos modelos generales para describir el crecimiento de las

bl ipoblaciones:

Modelo exponencial

Modelo logístico

Supone que el hábitat no limita a la población

El crecimiento sólo dependerá del tamaño de la población (N)la población (N)

(1)

r = índice específico de crecimiento poblacional

El índice específico de crecimiento tiene dos componentes:

(2)(2)

n = tasa de natalidadm = tasa de mortalidad

rmax = potencial biótico

Resistencia ambiental: diferencia entre elResistencia ambiental: diferencia entre el potencial biótico y el índice de crecimiento EspecíficoEspecífico

rmax - r

Al despejar e integrar la ecuación (1), se p j g ( ),obtiene una ecuación de tipo exponencial de la forma:

(3)

Gráfica del crecimiento de una población de bacterias

El crecimiento exponencial en una población c ec e to e po e c a e u a pob ac ósólo puede darse durante un corto tiempo

La resistencia ambiental limita dicho crecimiento

La densidad aumenta poco a poco cuando una población crece en espacio limitadouna población crece en espacio limitado

La presencia de otros organismos hace que di i l f tilid d l l id d d ldisminuya la fertilidad y la longevidad de la población

Al mismo tiempo disminuye el índice de crecimiento y finalmente se interrumpey p

La curva de crecimiento con que se qrepresenta a una población de este tipo es sigmoide (en forma de “S”)

Difiere de la exponencial en dos aspectos:

1. Tiene una asíntota superior (la curva no excede i l á i d d )un nivel máximo dado)

2. Se acerca a esta asíntota en forma gradual

Se introduce un término que provoca disminución del índice de crecimiento de

fmanera uniforme

S l i d i di idSe logra si cada individuo que se agregue a la población hace que se disminuya “r” de manera equivalentemanera equivalente

Esto da origen a la ecuación siguiente:

dN = rN · ((k-N)/k) (4)dt

N= tamaño de la poblaciónt = tiempor = índice de crecimiento de la poblaciónr = índice de crecimiento de la poblaciónk = valor máximo de N

((k-N)/k) = oportunidad no utilizada de crecimiento de la población

Al integrar la ecuación (4) se obtiene:g

Nt = K (5)1 + be – rt

Donde:

Nt = Tamaño de la población en el tiempo te = base de los logaritmos naturales (2.71828)g ( )b = K – N0

N0

Este modelo fue desarrollado por Verhulst en 1838 para describir el crecimiento de las poblaciones humanas

Fue derivada independientemente por Pearl y Reed (1920) para describir el crecimiento deReed (1920) para describir el crecimiento de la población de USA

Se ajusta la curva logística a los hechos?

◦ Se puede establecer de manera experimental o con datos de campo

Cuando la población completa su crecimiento(dN/dt = 0), su nivel poblacional suele fluctuar

Alrededor de un valor de equilibrio, debido a dos tipos de causas

1. Cambios en el medio físico: factores limitantes

◦ Aleatorios (perturbaciones accidentales)◦ Aleatorios (perturbaciones accidentales)◦ Fluctuaciones climáticas regulares (estacionalidad)

2. Factores dependientes del dinamismo poblacional

◦ Autorregulación poblacionalControl de la comunidad animal◦ Control de la comunidad animal

La sobrepoblación no f l i i dfavorece la supervivencia de

la especie

Selección Natural

Autorregulación mediante elAutorregulación mediante el desarrollo de factores denso-

dependientes

Los habitantes de ambientes constantes en el largo plazo han sido seleccionados para un

á i t t bl h i t dmáximo y sustentable aprovechamiento de este ambiente

Los habitantes de hábitats que aparecen yLos habitantes de hábitats que aparecen y desaparecen con rapidez han sido

seleccionados para un rápido y agotador aprovechamiento del ambiente, como así

mismo para una rápida y amplia búsqueda de un nuevo ambienteun nuevo ambiente

Estrategias del tipo K: adaptación a la gcapacidad del medio ambiente

Estrategias del tipo r: desarrollo de una tasa reproductiva muy alta, gran velocidad de desarrollo y una gran tendencia a abandonardesarrollo y una gran tendencia a abandonar el territorio

Organismos grandes y longevos: estrategas K

Organismos pequeños y especies pioneras : estrategas r

Especies microscópicas o de tamaño pequeño (bacterias protozoos plantas fugaces y(bacterias, protozoos, plantas fugaces y animales pequeños)

Población en crecimiento exponencial hasta desaparecer bruscamente

Típicas de lugares efímeros: charcas de lluvia, d i j d imontones de tierra junto a madrigueras,

rocas desnudas, zonas polares, desiertos, terrenos arados etcterrenos arados, etc.

Oportunistas o pioneras ocupando áreasOportunistas o pioneras, ocupando áreas nuevas con facilidad y extendiéndose por ellas con rapidezp

Colonizan los ecosistemas en las primeras petapas de su desarrollo, por lo que necesitan producir el mayor número de individuos en el

ti iblmenor tiempo posible

No pueden tener éxito si la competencia esNo pueden tener éxito si la competencia es fuerte, frente a organismos con estrategia “K”

Animales y plantas grandes y longevos

Su población se mantiene con altibajos, pero cerca de la densidad máxima

Tienen gran capacidad de competencia, gran longevidad y reducido número delongevidad y reducido número de descendientes

En medios que permanecen estables largo tiempo, como selvas, bosques y regiones estepariasesteparias