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Preguntas Definciones ´ utiles De las poblaciones Los modelos en din´ amica de poblaciones Din´ amica de poblaciones: conceptos y modelos Jos´ e Antonio Palaz´ on Ferrando [email protected] http://fobos.bio.um.es/palazon Departamento de Ecolog´ ıa e Hidrolog´ ıa Universidad de Murcia Ecologia (8B5), 2005–06 J.A. Palaz´ on Din´ amica de poblaciones: conceptos y modelos
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PreguntasDefinciones utiles
De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
Dinamica de poblaciones: conceptos y
modelos
Jose Antonio Palazon [email protected]
http://fobos.bio.um.es/palazon
Departamento de Ecologıa e HidrologıaUniversidad de Murcia
Ecologia (8B5), 2005–06
J.A. Palazon Dinamica de poblaciones: conceptos y modelos
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
Rembrandt: La clase de anatomıa del doctor Nicolas Tulp
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
Rembrandt: ¿La clase de anatomıa del doctor Nicolas Tulp?
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
1 Preguntas
Modelos de dinamica poblacional
Diversidad: Vive la diference!
2 Definciones utilesEcologıa
¿Que nos proporciona la ciencia?
3 De las poblaciones
DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempo
Ecologıa de poblaciones
El problema de la ecologıa de poblaciones
4 Los modelos en dinamica de poblaciones
La abstraccionLa interpretacion
Ecologıa y matematicas
Utilidad de los modelosConstruyendo modelos
Preguntas erroneas y acertadas
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
Modelos de dinamica poblacionalDiversidad: Vive la diference!
Creced y multiplicaos ...
¿A que edad cominenza un indivuduo la reproduccion?
¿Cuantas veces intentara reproducirse: una, mas de una,de forma continua?
¿Cuanta energıa y tiempo invertira en la reproduccion acosta del mantenimiento y el crecimiento?
¿Como repartira el acumulo de recursos entre losdescendientes?
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
Modelos de dinamica poblacionalDiversidad: Vive la diference!
Algun dıa todo esto sera tuyo ...
¿Tendra pocos descendientes pero de gran calidad y grantamano?
¿Tendra muchos descendiente con pocas posibilidades desobrevivir?
¿Comenzara la reproduccion en las primeras etapas de lavida teniendo una vida corta?
¿Espaciara los esfuerzo reproductivos a lo largo de unavida dilatada?
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
Modelos de dinamica poblacionalDiversidad: Vive la diference!
De los organismos y las formas biologicas
Un roble del bosque templado
Un pez del arrecife
Una mosca de la fruta
Un albatros isleno
En comun:
supervivencia y reproduccion
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
Modelos de dinamica poblacionalDiversidad: Vive la diference!
De los organismos y las formas biologicas
Un roble del bosque templado
Un pez del arrecife
Una mosca de la fruta
Un albatros isleno
En comun: supervivencia y reproduccion
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
Ecologıa¿Que nos proporciona la ciencia?
oikos
Ciencia que estudia las causas de las variaciones dedistribucion y abundancia de los tipos de organismos.
ciencia
distribucion
abundancia
tipos de organismos
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Ecologıa¿Que nos proporciona la ciencia?
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Ciencia que estudia las causas de las variaciones dedistribucion y abundancia de los tipos de organismos.
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distribucion
abundancia
tipos de organismos
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Ecologıa¿Que nos proporciona la ciencia?
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Ciencia que estudia las causas de las variaciones dedistribucion y abundancia de los tipos de organismos.
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abundancia
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Ciencia que estudia las causas de las variaciones dedistribucion y abundancia de los tipos de organismos.
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abundancia
tipos de organismos
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Ciencia que estudia las causas de las variaciones dedistribucion y abundancia de los tipos de organismos.
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abundancia
tipos de organismos
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
Ecologıa¿Que nos proporciona la ciencia?
Problemas y metodo
Paradigmas y conceptos
Medidas y datos
Complejidad y azar
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Ecologıa¿Que nos proporciona la ciencia?
Paradigmas y conceptos
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Medidas y datos
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Complejidad y azar
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Ecologıa¿Que nos proporciona la ciencia?
Conocimiento
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De las poblacionesLos modelos en dinamica de poblaciones
DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
La poblacion es
Demografıa humana Conjunto de seres humanos en un areadada.
Genetica una poblacion es un grupo de individuosmisma especie que se entrecruzan y queestan aislados de otros grupos.
Ecologıa de poblaciones una poblacion es un grupo de individuosde la misma especie que habitan en lamisma area.
El entrecruzamiento se considera raramente en los estudios de
ecologıa de poblaciones. Las excepciones se dan en estudios de
genetica de poblaciones y de ecologıa evolutiva.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
El papel de la escala espacial
Las poblaciones locales pueden ocupar regiones muypequenas del habitat (como una charca).
Un conjunto de poblaciones locales que se conectanmediante individuos dispersos de denominametapoblacion.
Las poblaciones pueden ser consideradas con una escalade region, de isla, de continente o de mar. Incluso laespecie entera se puede ver como una poblacion.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
El papel de la escala temporal
Las poblaciones se diferencian en su estabilidad. Algunade ellas perduran a lo largo de millares de anos. Otraspoblaciones persisten solamente gracias a la inmigracioncontinua.
Las poblaciones, en las islas pequenas, sufren a menudoextinciones pero pueden ser recolonizadas desde islasvecinas.
Finalmente, hay las poblaciones temporales compuestaspor organismos en una etapa determinada del ciclo vital.Ejemplo: las larvas de libelulas viven en el agua y formanun hemipoblacion.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
¿Que es ... la ecologıa de poblaciones?
Parte de la ecologıa que estudia la estructura y dinamicade las poblaciones.
La estructura de la poblacion se aborda mediante elanalisis demografico.
La cinetica demografica se aborda con el analisis de ladinamica poblacional.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
Relaciones con otros aspectos de la biologıa
Fisiologıa
Estudia las caracterısticas y los procesos de los individuos. Esuna de las bases para la prediccion de los procesos de lapoblacion.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
Relaciones con otros aspectos de la biologıa
Genetica de poblaciones
Estudia la frecuencia de los genes y la microevolucion en laspoblaciones.
El exito de los individuos en supervivencia, la reproduccion y lacompetencia depende de ventajas selectivas. Son esos losaspectos estudiados por la ecologıa de poblaciones.
Ecologıa de poblaciones y genetica de poblaciones se aunan enla biologıa de poblaciones como uno de los principalesaspectos de la ecologıa evolutiva.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
Relaciones con otros aspectos de la ecologıa
Ecologıa de comunidades
Estudia la estructura y dinamica de las comunidades deorganismos.
La dinamica de poblaciones proporciona modelos que puedenutilizarse para predecir la dinamica y estructura de lascomunidades.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
Relaciones con otros aspectos de la ecologıa
Ecologıa de sistemas
Es una disciplina relativamente nueva que estudia lainteraccion de las poblaciones humanas con el ambiente.
La explotacion optima de los ecosistemas y el manejosostenible son sus principales conceptos.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
Relaciones con otros aspectos de la ecologıa
Ecologıa del Paisaje
Tambien un area relativamente nueva en ecologıa que estudiaecosistemas regionales a gran escala con ayuda de sistemas deinformacion geografica.
La dinamica de poblaciones puede estudiarse en el nivel delpaisaje; esta es la relacion entre el paisaje y la ecologıa depoblaciones.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
... sencillamente es ...
deducir las caracterısticas de la poblacion
a partir de la caracterısticas de los individuos,
deduciendo los procesos poblacionales de los procesosindividuales.
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DefinicionesPoblaciones: espacio y tiempoEcologıa de poblacionesEl problema de la ecologıa de poblaciones
Asumiendo como axioma que:
Los organismos en una poblacion son ecologicamenteequivalentes.
Los organismos sufren el mismo ciclo vital.En una etapa del ciclo vital los organismos estanimplicados en el mismo conjunto de procesos ecologicos.Las tasas de estos procesos (o las probabilidades de losacontecimientos ecologicos) son expuestos al mismoambiente; se asume una cierta variacion individual.
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La abstraccionLa interpretacionEcologıa y matematicasUtilidad de los modelosConstruyendo modelosPreguntas erroneas y acertadas
Modelos como herramientas analıticas
La ecologıa de poblaciones es el area con una mayorformalizacion de la biologıa.
El modelo es una herramienta y se debe nunca considerarla meta final en estudios ecologicos.
El modelo y la realidad se conectan por dos procesos:abstraccion e interpretacion.
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La abstraccionLa interpretacionEcologıa y matematicasUtilidad de los modelosConstruyendo modelosPreguntas erroneas y acertadas
La abstraccion implica una generalizacion
Tomando los componentes mas importantes de sistemasreales y prescindiendo de los componentes menosimportantes.
La importancia ha de evaluarse considerando el efectorelativo de los componentes del sistema en la dinamica.
Ejemplo: si encontramos que la tasa del parasitismo enlos insectos de una plaga esta siempre por debajo del 5%,entonces el parasitismo puede excluirse del modelo.
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La abstraccionLa interpretacionEcologıa y matematicasUtilidad de los modelosConstruyendo modelosPreguntas erroneas y acertadas
Realismo del modelo
La interpretacion permite que los componentes modelo(parametros, variables) y el comportamiento del modelose puedan relacionar con los componentes, lascaracterısticas, y el comportamiento del sistema real.
Si los parametros modelo no tienen ningunainterpretacion, posteriormente no puedan ser medidos ensistemas reales.
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La abstraccionLa interpretacionEcologıa y matematicasUtilidad de los modelosConstruyendo modelosPreguntas erroneas y acertadas
Tres consideraciones
La mayorıa de los ecologos de campo no son buenos en laabstraccion. Si construyen un modelo intentan a menudoincorporar todos y cada uno de lo detalles.
La mayorıa de los matematicos no son buenos en lainterpretacion de sus modelos. Piensan generalmente enunos modelos limpios y una realidad sucia.
Sin embargo, tanto la abstraccion como la interpretacionson necesarias para conseguir un modelo acertado. Porello es necesaria una estrecha colaboracion entre losecologos y los matematicos.
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La abstraccionLa interpretacionEcologıa y matematicasUtilidad de los modelosConstruyendo modelosPreguntas erroneas y acertadas
¿Para que sirven los modelos?
Los modelos son siempre erroneos. . . pero muchos sonutiles.
¿Como puede explicarse que el modelo incorrectoproporcione una respuesta correcta?
De la misma forma que los viejos mapas, que asumiendouna tierra plana y proporcionando distancias erroneas,fueron utiles para los viajeros del pasado.
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La abstraccionLa interpretacionEcologıa y matematicasUtilidad de los modelosConstruyendo modelosPreguntas erroneas y acertadas
Estrategia para la construccion de modelos
Seleccionar el nivel optimo de complejidad.
No planear que el desarrollo de un modelo tardara mas deun ano.
Evitar la tentacion de incorporar toda la informaciondisponible en el modelo.
Perseguir objetivos especıficos, rehuir la construccion delmodelo universal.
Si es posible, incorporar los modelos existentes.
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Propiedades del sistema y propiedades del modelo
Muchas propiedades del sistema no estan representadasen el modelo. Ejemplo: la estructura de edades se excluyede los modelos exponencial y logıstico.
Algunas propiedades del modelo no pueden encontrarseen los sistemas reales. Ejemplo: Las soluciones para lasecuaciones diferenciales son siempre alisadas, lastrayectorias de los sistemas reales estan siempre afectadaspor ruido.
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La abstraccionLa interpretacionEcologıa y matematicasUtilidad de los modelosConstruyendo modelosPreguntas erroneas y acertadas
¿Alcanzara esta poblacion un densidad de
equilibrio?
El equilibrio estable es un estado al que toda la trayectoria del
sistema converge en el tiempo. El modelo (e.g. la ecuacion
diferencial) puede tener una densidad de equilibrio, pero en las
poblaciones verdaderas no tiene por que existir.
La densidad de la poblacion no puede ser medida con infinita
precision.
Las fluctuaciones del tiempo atmosferico siempre anaden ruido a la
dinamica del sistema.
Las series temporales de datos nunca son lo suficientemente largas
para hablar de lımites y de convergencia.
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La abstraccionLa interpretacionEcologıa y matematicasUtilidad de los modelosConstruyendo modelosPreguntas erroneas y acertadas
¿Alcanzara esta poblacion un densidad de
equilibrio?
El equilibrio estable es un estado al que toda la trayectoria del
sistema converge en el tiempo. El modelo (e.g. la ecuacion
diferencial) puede tener una densidad de equilibrio, pero en las
poblaciones verdaderas no tiene por que existir.
La densidad de la poblacion no puede ser medida con infinita
precision.
Las fluctuaciones del tiempo atmosferico siempre anaden ruido a la
dinamica del sistema.
Las series temporales de datos nunca son lo suficientemente largas
para hablar de lımites y de convergencia.
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¿Alcanzara esta poblacion un densidad de
equilibrio?
El equilibrio estable es un estado al que toda la trayectoria del
sistema converge en el tiempo. El modelo (e.g. la ecuacion
diferencial) puede tener una densidad de equilibrio, pero en las
poblaciones verdaderas no tiene por que existir.
La densidad de la poblacion no puede ser medida con infinita
precision.
Las fluctuaciones del tiempo atmosferico siempre anaden ruido a la
dinamica del sistema.
Las series temporales de datos nunca son lo suficientemente largas
para hablar de lımites y de convergencia.
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¿Alcanzara esta poblacion un densidad de
equilibrio?
El equilibrio estable es un estado al que toda la trayectoria del
sistema converge en el tiempo. El modelo (e.g. la ecuacion
diferencial) puede tener una densidad de equilibrio, pero en las
poblaciones verdaderas no tiene por que existir.
La densidad de la poblacion no puede ser medida con infinita
precision.
Las fluctuaciones del tiempo atmosferico siempre anaden ruido a la
dinamica del sistema.
Las series temporales de datos nunca son lo suficientemente largas
para hablar de lımites y de convergencia.
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La abstraccionLa interpretacionEcologıa y matematicasUtilidad de los modelosConstruyendo modelosPreguntas erroneas y acertadas
Preguntando con acierto
¿Cuanto tiempo tardara una poblacion en alcanzar untamano dado?
¿Que tamano alcanzara la poblacion tras un determinadoperiodo de tiempo?
¿Cuanto tiempo puede persistir una poblacion encondiciones adversas?
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