1

Historia y significado de la palabra ecología

A.   Definición 1.  Oikos, logia – el estudio de nuestra casa- el lugar donde vivimos

B.   Etimología– Estudio del origen y desarrollo de una palabra

1.  Primero - Haeckel (1869) - ciencia integral de la relación entre los organismos y su entorno

2.  Elton (1927) – Historia de las ciencias naturales

3.  Andrewartha (1961) - Estudio científico de la distribución y abundancia de los organismos

4.  Krebs (1985) - Estudio científico de las interacciones que determinan la distribución y abundancia de los organismos.

C.   Nota: todos hablan de ser “científico”

Separación de la inducción (Historia natural) y la deducción(Método científico)

¿¿¿Por qué???

Definiciones (Niveles de organización)

A.   Individual (puede ser difícil de definir! generalmente, un organismo biológico que…)

1.  Vive, reproduce y muere 2.  Tiene un genotipo único 3.  Es la unidad de selección 4.  Es autónomo de otros organismos

B.   Población (una colección de organismos en una área, de la misma especies, que…)

1.  Interactúan unos con otras 2.  Se pueden cruzar

C.   Especies (caracterizadas por…) 1.  Individuos, naturalmente capaces de cruzarse y producir progenie

fértil D.   Comunidad

1.  Grupo de poblaciones (especies) en un lugar determinado- usualmente implica que las poblaciones (especies) interactúen

E.   Ecosistema 1.  Una comunidad biótica y su ambiente (abiótico)

2

Basic Population Biology - losses may matter

Biología de poblaciones básica

100 0 20 40 60 80

pobl

ació

n

0 20 40 60 80 100 0

20

40

60

80

100

tiempo

K

Biología de poblaciones básica

Crecimiento ilimitado= Crecimiento de Malthus ó crecimiento exponencial. Lógica: Población en tiempo t = Nt Población en tiempo t + 1=Nt+natalidad(b) + inmigración(i)

+ emigración(e)+ mortalidad(d) Donde t= tiempo t y t+1= algún tiempo después

3

Basic Population Biology - losses may matter

Supuestos: 1) Emigración = inmigración, entonces: Nt+1 = Nt+births (b) - deaths (d)

Donde b y d son estimaciones instantaneasinstantaneos 2) Sobrelape de generaciones 3) Los recursos son ilimitados

Ahora tenemos que la tasa instantanea de crecimineto per

capita (r) es igual a la tasa natalidad– mortalidad : r = b-d

Crecimiento exponencial

Basic Population Biology - losses may matter

Calculo del crecimiento exponencial

Nt = N0ert

N0 = población al tiempo 0 r= crecimiento per capita(b – d) t= tiempo e= base del logaritmo natural(~2.72)

Esencialmente la misma formula

Time 0 20 40 60 80 100

Pop

ulat

ion

0 20 40 60 80 100 0

20

40

60

80

100

natalidad> mortalidad r > 0

4

Basic Population Biology - losses may matter

Exponencial Crecimiento - calculación Nt = N0ert

N0 = population at time 0 r= per capita rate of growth (b – d) t= time e= base of the natural log (~2.72)

Time 0 20 40 60 80 100

Pop

ulat

ion

0 20 40 60 80 100 0

20

40

60

80

100

Births < Deaths r < 0

Basic Population Biology - losses may matter

0 20 40 60 80 100 Time

Pob

laci

ón

0 20 40 60 80 100 0

20

40

60

80

100

Exponencial Crecimiento – Entender las tasas

Tasa de crecimiento poblacional

N

t

N t

Utilizando cálculo podemos derivar una función para la tasa instantánea del crecimiento poblacional. La tasa de cambio de la población es igual a la tasa de crecimiento x el número poblacional. dn / dt = rN

deja r =

0.20

=

0.10 0.05

Tamaño poblacional alto (N), crecimiento poblacional alto porque: rN=valor grande

Número población bajo (N), crecimiento poblacional es bajo por que rN= valor bajo

5

Basic Population Biology - losses may matter Crecimiento exponencial- por que el

crecimiento es ilimitado?

Nat

alid

ad(b

) Población(N)

mor

talid

ad(d

)

Tasa

de

crec

imie

nto

per

capi

ta (

r)

El supuesto es que la tasa de crecimiento per capita (r) no esta relacionada con el tamaño poblacional (N) Esto significa que:

1) La natalidad no esta afectada por el tamaño poblacional y 2) La mortalidad no esta afectada por el tamaño poblacional

Población(N)

Recuerden que: r = b - d

Tiene sentido?

Basic Population Biology - losses may matter

Crecimiento limitado

Supuestos:

1) Los recursos estan limitados cuando crece la población 2)  Por lo tanto, la tasa de crecimiento per

capita disminuye cuando incrementa la población

Population (N)

Reso

urce

s

Per

capi

ta

grow

th r

ate

(r)

Population (N)

6

Population (N) Ta

sa d

e cr

ecim

ento

per

ca

pita

(r)

Población(N)

tasa

La causa son los cambios en las tasas de mortalidad y natalidad que son denso dependientes

Natalidad Mortalidad

Crecimiento limitado – denso-dependencia

100 0 20 40 60 80

pobl

ació

n

0 20 40 60 80 100 0

20

40

60

80

100

tiempo

Tasa exponencial de crecimiento exponencial

dn / dt = rN

Tasa logística (limitada )de crecimiento poblacional

dn / dt = rN (K-N) K

K= capacidad de carga

K

7

Consecuencias principales de la denso-dependencia:

Regulación poblacional: cuando las fluctuaciones de una población están limitadas a fin de no incrementar indefinidamente o disminuir hasta la extinción.

100 0 20 40 60 80

Pobl

ació

n

0 20 40 60 80 100 0

20

40

60

80

100

Tiempo

?

?

Basic Population Biology - losses may matter

100 0 20 40 60 80

Pobl

ació

n

0 20 40 60 80 100 0

20

40

60

80

100

Tiempo

K

Población adulta Tasa

de

crec

imie

nto

pobl

acio

nal

K / 2

K 0

Exceso

Crecimiento logístico (limitado)– Implicaciones para la conservación I

Máximo

Exceso de adultos

8

Basic Population Biology - losses may matter

100 0 20 40 60 80

Pobl

ació

n

0 20 40 60 80 100 0

20

40

60

80

100

Tiempo

K

Juveniles Po

blac

ión

adul

ta

Exceso

Exceso de juveniles- Compensación

Crecimiento logístico (limitado)– Implicaciones para la conservación II

Juveniles

Pobl

ació

n ad

ulta

Exceso

Población adulta Tasa

de

crec

imie

nto

pobl

acio

nal

K 0

Exceso Máximo

K K / 2

Exceso o Recurso– Deberíamos de no tomar en cuenta el buffer ?

9

Basic Population Biology - losses may matter

Exceso o Recurso – deneríamos de no tomar en cuenta el buffer?

Buffer

Buffer

Juveniles Po

balc

ión

adul

ta

Población adulta Tasa

de

crec

imie

nto

pobl

acio

nal

K 0

Maximum

K K / 2

1) Provee un buffer para efectos acumulativos 2) Provee un buffer para impactos naturales y antropogénicos

La preguntas básicas son:

1) Los procesos denso-dependientes producen exceso de individuos (esencialmente perdidos) o ¿los buffers de la población proveen un mecanismo de protección en contra de:

I) Variabilidad natural II) Disturbios naturales III) Impactos antropogénicos adicionales?

2) Las poblaciones (demografía) amortiguan los efectos de los humamos como la industria?

3) Ejemplo: perdida de peces debido a la pesca (adultos) y

tomas de aguas de plantas de tratamiento (larvas)

10

Estructura poblacional: En contra de los supuesto del crecimiento logístico, no todos

los individuos en una población son iguales. Estructura: Abundancia relativa de rasgos individuales entre

los individuos de una población: 1) Talla 2) Edad 3) Ontogenia (ej. lava, juvenil, adulto) 4) Sexo 5) Genética (distribución de los genotipos en la población) 6) Espacial (distribución o interacción de individuos dentro y

entre poblaciones) Todo esto influencia la tasa de mortalidad per cápita (D) y la

reproducción (B)

El tamaño importa: peces grandes producen más larvas

Approx. 11-fold increase

Approx. 7-fold increase

11

0 5 10 15 20N

umbe

r of f

ish

0

200

400

600

800

1000

0 5 10 15 200

200

400

600

800

1000

Size Class

0 5 10 15 20

Num

ber o

f Lar

vae

(mill

ions

)

1 2 3 4 5 6 7

0 5 10 15 20

Num

ber o

f Lar

vae

(mill

ions

)

1 2 3 4 5 6 7

0 5 10 15 20

1 2 3 4 5 6 7

Población con pesca Población sin pesca

La edad también importa: hembras

mas viejas, producen huevos con mejor calidad

y mayor probabilidad de supervivencia

Además: peces de diferentes edades desovan a diferentes tiempos

Berkeley et al. 2004. Fisheries 29: 23-32.

Berkeley et al. 2004. Ecology 85:1258-1264.

Bobko, S. J. and S. A. Berkeley. 2004. Fishery Bulletin 102:418-429.

black rockfish (Sebastes melanops).

Crecimiento Larval

(mm</day)

Tiempo (d) del 50%

Mortalidad larval

Maternal age (yr)

12

Key consequence of density dependence:

Population regulation: when population fluctuations are bounded so as not to increase indefinitely or decrease to extinction

100 0 20 40 60 80

Popu

lati

on

0 20 40 60 80 100 0

20

40

60

80

100

Time

?

?

“Bipartita” Ciclo de vida de organismos marinos bentónicos con larvas pelágicas

Ambiente bentónico

Adulto

Larva

Juvenil

Ambiente pelagico

sobrevivir, crecer , madurar

Sobrevivir, crecrer, desarollarse, dispersare

asentamiento Rreproducción

13

“Bipartita” Ciclo de vida de organismos marinos bentónicos con larvas pelágicas

Población “Abierta” Población “Cerrada”

suministro Producción

Poco o sin intercambio entre

poblaciones

Intercambio significativo entre

poblaciones

Suministro Producción

Supply Producción suministro

Producción

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“Closed” populations: self-replenishing

Limited dispersal: stepping-stone

Single source: mainland - island

Multiple sources: larval pool

LARVAL POOL

Spatial structure of populations implications for gene flow, genetic diversity and

population persistence

Life History Traits

Population Attributes

Community Attributes

distribution structure (size, age, genetic, spatial)

dynamics

(individual, heritable, species-wide)

reproductive modes

longevity, fecundity

life cycle

biogeography

structure (composition, abundance)

dynamics

diversity

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