ECOLOGÍA DE LAS POBLACIONES

DOCENTE: Edison Renán Quispe RamosASIGNATURA: Ecología y EcosistemasCICLO:II SEMESTRE:II

ICA - PERÚ2016

¿Qué es una Población?Una población es un conjunto

de individuos de la misma

especie, que habitan en un

tiempo y espacio determinado.

Conjunto de monos aulladores descansando sobre las ramas de un

árbol de la selva tropical perennifolia.

Propiedades emergentes de las poblaciones

Las poblaciones tienen propiedades que no presentan los individuos que las conforman, pues emergen del hecho de que las poblaciones son, en sí mismas, grupos de individuos. Por eso se conocen como propiedades emergentes.

Tamaño Densidad Patrón de distribución

Parámetros demográficos

Tasa de crecimiento Poblac.

Estructura poblacional

Propiedades emergentes de las poblaciones

A. TAMAÑO. Es el número de organismos que componen una población. Ej. Una población de 100 pingüinos de Humboldt.

Especie: Spheniscus humboldti

B. DENSIDAD. Es el número de organismos por unidad de área o volumen. Brinda información de qué tan cerca, es decir, que tan apiñados se encuentran los organismos.

9 4

2 6

C. PATRÓN DE DISTRIBUCIÓN. Se refiere al arreglo espacial de los organismos en una población, el cual puede ser agregado, aleatorio o uniforme.

Agregado Aleatorio Uniforme

D. PARÁMETROS DEMOGRÁFICOS. Son los procesos que dan lugar a cambios numéricos en las poblaciones. Hay cuatro parámetros demográficos básicos: la tasa de natalidad, la tasa de mortalidad, la tasa de emigración y la tasa de inmigración.

1.Natalidad nacimientos

2.Mortalidad muertes

3.Inmigración llegadas

4.Emigración salidas

E. TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL. Como resultado de los nacimientos, las muertes, las emigraciones y las inmigraciones, el tamaño de la población cambia con el tiempo. Esta tasa de cambio se conoce como TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL (TCP) y es uno de los parámetros más importantes que los ecólogos intentan conocer. TCP = N + I (M + E)

Donde: N= Natalidad I= Inmigración

M= Mortalidad E= Emigración

Si: N + I M + E la TCP 0 “La población crece” N + I = M + E la TCP = 0 “La población esta en equilibrio” N + I M + E la TCP 0 “La población decrece”

Una manera de cuantificar la TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL es en términos PORCENTUALES:

EJEMPLO: Si la población de tarántulas de la selva de Los Tuxtlas, en Veracruz, crece a una tasa de 2% anual, esto significa que si hoy hay 100 tarántulas en esa localidad, ¿Cuántas habrá en un año?

DATOS: Población de tarántulas actualmente = 100 Crecimiento anual = 2% Población de tarántulas en un año =?

Si: 100 (tarántulas actuales) = 0% (crecimiento/año) = 100 (tarántulas anual)

100 (tarántulas actuales) = 2% (crecimiento/año) = 102 (tarántulas anual) 1.02=λ

Otra forma de describir el crecimiento de una población es a través de la variable λ (la letra griega "lambda"), también conocida como la TASA FINITA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL. Para una tasa de crecimiento de 2% anual, como la de la población de tarántulas referida anteriormente, λ = 1.02. De esta forma, si conocemos el tamaño poblacional en este momento (por ejemplo, Nhoy = 100) Y conocemos el valor de λ (en este caso λ = 1.02), podemos calcular de qué tamaño será la población al cabo de un año:

RESOLVIENDO:Nen un año = Nhoy x λ

Nen un año = 100 x 1.02

Nen un año = 102 tarántulas.

También podemos medir la TASA DE CRECIMIENTO DE UNA POBLACIÓN de manera RELATIVA. La variable que describe el crecimiento poblacional de esta forma se 11ama TASA INTRÍNSECA DE CRECIMIENTO, representada por la letra r, y CUANTIFICA EL CAMBIO POBLACIONAL PER CÁPITA, es decir, por cada individuo de la población.

EJEMPLO: Si la población de una especie de nopal en el desierto de Mapimí, Durango, crece con una r=0.40, esto quiere decir que por cada nopal de la población actual, tendremos 0.40 nopales más en el futuro. Como es de esperarse, existe una relación entre r y λ :

r = ln λ

RESOLVIENDO:

r = ln λ0.40 = 1.5

Nen un año = Nhoy x λNen un año = 100 x 1.5

Nen un año = 150 nopales

F. ESTRUCTURA POBLACIONAL. Esta propiedad indica cómo está configurada la población. Puesto que las poblaciones están formadas por individuos de diferentes tipos (por ejemplo, de diferentes edades, tamaños o sexos), la estructura poblacional describe cuántos individuos hay de cada tipo. De esta descripción podemos obtener información importante.

Nociones de DemografíaEl termino demografía deriva de dos voces griegas: demos (grupo o pueblo) y graphein (escribir o registrar). La demografía es el estudio de cómo están estructuradas las poblaciones y de cómo cambian con el tiempo.

El ecólogo de poblaciones estudia cómo cambia el tamaño de las poblaciones (N) como resultado de los cuatro parámetros demográficos básicos que definimos en la sección anterior: los nacimientos (b), las muertes (m), las emigraciones (e) y las inmigraciones (i). De esta forma, el tamaño de una población en el futuro se puede conocer mediante la fórmula:

N futuro = Nahora + b - m + i - e

Una de las herramientas demográficas más utilizadas en ecología es la TABLA DE VIDA, un formato en el que se registran los principales parámetros demográficos de una población, particularmente la supervivencia y la reproducción. Para elaborar una tabla de vida, primero es necesario dividir a la población en categorías de edad. En cada categoría de edad se registran las probabilidades de supervivencia de los individuos, así como su fecundidad, lo cual permite calcular la tasa de crecimiento de la población.

Existen dos tipos generales de tablas de vida:a) De cohorte (dinámicas u horizontales) se basan en el seguimiento, desde el

nacimiento de los individuos hasta la muerte del ultimo de sus miembros.

b) Estáticas (verticales) se basan en la estructura de las edades que tiene una población en un momento dado.

Cuadro 2.1. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de una especie de mariposa “Actias luna”

Edad (meses) x nx lx dx qx mx lx mx

0 1.243 1.000 0.583 0.583 0 01 518 0.417 0.138 0.330 0 02 347 0.279 0.100 0.357 0 03 223 0.179 0.107 0.601 0 04 89 0.072 0.062 0.865 78 5.6165 12 0.010 0.010 1 23 0.230

R0= 5.486Nota: nx = número de organismos que sobrevivieron para ingresar a cada una de las categorías de edad; lx = proporción de sobrevivientes con respecto al número inicial de

individuos (en este caso, 1,243); dx = proporción de organismos que murieron durante el intervalo que duró la categoría, con respecto al número inicial; qx = proporción de organismos que murieron durante el intervalo que duró la categoría, con respecto al número que ingresó a

la categoría; mx= fecundidad de los organismos de cada categoría de edad, medida en este caso en "- términos del número promedio de huevos que pone cada hembra; y Ro = tasa

reproductiva neta (véase el texto)

LAS COLUMNAS DE LA TABLAS D VIDAParámet

ro Qué representa Cómo de calcula

lx

Proporción de organismos que sobrevivieron para entrar en la clase x, con respecto al numero inicial de organismos.

dx

Proporción de organismos que murieron en el intervalo de x a x+1, con respecto al número inicial de organismos. Cuando se calcula a partir de nx, representa el número de organismos muertos entre x y x+1.

qx

Tasa de mortalidad. Representa la proporción de organismos que murieron durante el intervalo que duró la clase (entre x y x+1), con respecto al numero que ingreso a la clase.

dx

lx

qx

Parámetro Qué representa Cómo de calcula

kx

Poder de muerte o intensidad de la mortalidad. Evaluación de la mortalidad (estandarizada por el uso de logaritmos)

pxProporción de organismos que sobreviven con respecto al total que ingreso a la clase.

fxNúmero total de descendientes provenientes de la clase x.

Debe obtenerse de observaciones de campo.

mxFecundidad. Numero promedio de descendientes por individuo (por hembra).

log

1

mx

Parámetro Qué representa Cómo de calcula

Lx Vida promedio de todos los individuos (años).

Tx

Unidades de tiempo que les quedan por vivir a todos los individuos desde la edad x en adelante.

exEsperanza de vida. Tiempo que se espera que viva, en promedio, un individuo de la clase x.

KX

Poder de muerte o intensidad de la mortalidad. Evaluación de la mortalidad (estandarizada por el uso de logaritmos).

ex

Lx/2

Tx

kx

Parámetro Qué representa Cómo de calcula

ROTasa reproductiva neta. Tasa a la que se multiplica la población cada generación. ∑

TG

Tiempo generacional. Tiempo promedio que transcurre entre en el nacimiento de un individuo y el nacimiento de su descendencia.

∑

¿Cómo se elabora una tabla de vida?Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx

0 5301 1592 803 484 215 5

La primera columna de números, X, representa a la edad en unidades de años.

La segunda columna, NX, representa la cantidad de individuos de las cohortes originales que están vivos a la edad especificada (X).

Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx lx

0 530 1.0001 159 0.3002 803 484 215 5

La tercera columna lx, representa la proporción de organismos que sobrevivieron para entrar a la clase x, con respecto al numero inicial de organismos. Se obtiene dividiendo el número de supervivientes que había en la edad x con el numero de supervivientes de la edad inicial.

no/no = 530/530 = 1.000

n1/no = 159/530 = 0.300

Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx lx dx

0 530 1.000 3711 159 0.300 792 80 0.1513 48 0.0914 21 0.0405 5 0.009

La cuarta columna dx, representa la proporción de organismos que murieron en el intervalo de x a x+1, con respecto al numero inicial de organismos. Se calcula restando el número de supervivientes en la edad x+1 al número de supervivientes que había en la edad previa x.

no – n1 = 530 - 159 = 371

n1 – n2 = 159 - 80 = 79

Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx lx dx qx

0 530 1.000 371 0.7001 159 0.300 79 0.4912 80 0.151 323 48 0.091 274 21 0.040 165 5 0.009 5

La quinta columna, representa la cantidad de individuos que murieron durante cualquier intervalo de tiempo dado (dx) dividido por la cantidad de individuos vivos al comienzo de ese intervalo (nx) proporciona una tasa de mortalidad especifica de la edad, (qx).

do/n0 = 371/530 = 0.700

d1/n1 = 79/159 = 0.491

Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx lx dx qx Lx

0 530 1.000 371 0.700 344.51 159 0.300 79 0.497 119.52 80 0.151 32 0.4003 48 0.091 27 0.5634 21 0.040 16 0.7625 5 0.009 5 1

La sexta columna Lx, representa la vida promedio de todos los individuos (años). Esta se obtiene sumando la supervivencia de x y x+1 y dividiendo por 2.

= (n0 +n1)/2 = (530 + 159/2 = 344.5

= (n1 +n2)/2 = (159 + 80/2 = 119.5

Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx lx dx qx Lx Tx

0 530 1.000 371 0.700 344.5 578.01 159 0.300 79 0.491 119.5 233.52 80 0.151 32 0.400 64.0 114.03 48 0.091 27 0.563 34.5 50.04 21 0.040 16 0.762 13.0 15.55 5 0.009 5 1 2.5 2.5

La séptima columna Tx, representa la unidad de tiempo que les quedan por vivir a todos los individuos desde la edad x en adelante. Se calcula sumando los valores de la columna Lx, desde abajo hacia arriba.

Tx3= Lx5 +Lx4 + Lx3

Tx3= 2.5 + 13.0 + 34.5 Tx3= 50.0

Tx2= Lx5 +Lx4 + Lx3 + Lx2

Tx2= 2.5 + 13.0 + 34.5 + 64.0Tx2= 114.0

Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx lx dx qx Lx Tx ex

0 530 1.000 371 0.70 0.650 578.0 1.0911 159 0.30 79 0.50 0.226 233.5 1.4692 80 0.15 32 0.40 0.121 114.03 48 0.09 27 0.55 0.066 50.04 21 0.04 16 0.75 0.025 15.55 5 0.01 5 1.00 0.005 2.5

La octava columna ex, representa la esperanza o expectativa de vida que se espera que viva, en promedio, un individuo de la clase x. Se calcula dividiendo el valor de Tx por el valor de lx.

T0/n0 = 578.0/530 = 1.091

T1/n1 = 233.5/159 = 1.469

Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx lx dx qx Lx Tx ex mx

0 530 1.000 371 0.70 0.650 578.0 1.091 01 159 0.30 79 0.50 0.226 233.5 1.469 02 80 0.15 32 0.40 0.121 114.0 1.425 03 48 0.09 27 0.55 0.066 50.0 1.042 04 21 0.04 16 0.75 0.025 15.5 0.738 635 5 0.01 5 1.00 0.005 2.5 0.500 15

Fecundidad. Número promedio de descendientes por individuo (por hembra).

Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx lx dx qx Lx Tx ex mx lx mx

0 530 1.000 371 0.70 0.650 578.0 1.091 0 01 159 0.30 79 0.50 0.226 233.5 1.469 0 02 80 0.15 32 0.40 0.121 114.0 1.245 0 03 48 0.09 27 0.55 0.066 50.0 1.042 0 04 21 0.04 16 0.75 0.025 15.5 0.738 63 1.3235 5 0.01 5 1.00 0.005 2.5 0.500 15 75.00

Cuadro 2.2. Tabla de vida de cohorte para una población hipotética de la ardilla gris “Sciurus carolinensis”

x nx lx dx qx Lx Tx ex mx lx mx

0 530 1.000 371 0.70 0.650 578.0 1.091 0 01 159 0.30 79 0.50 0.226 233.5 1.469 0 02 80 0.15 32 0.40 0.121 114.0 1.245 0 03 48 0.09 27 0.55 0.066 50.0 1.042 0 04 21 0.04 16 0.75 0.025 15.5 0.738 63 1.3235 5 0.01 5 1.00 0.005 2.5 0.500 15 75.00

RO= 76.323

A partir de la TABLA DE VIDA es posible obtener una CURVA DE SUPERVIVENCIA, que indica cómo es el patrón de supervivencia de los organismos de una población a través del tiempo. Para esto se utiliza la columna de lx de la tabla de vida y se grafica en el eje de las ordenadas (y), en escala logarítmica, con la edad en el eje de las abscisas (x).

0 1 2 3 4 5 60.010

0.100

1.0001.000

0.417 0.279 0.1790.072

0.010

Curva de supervivencia

Edad (años)

Tasa

de S

uper

viven

cia

(lx)

Se han descrito tres tipos básicos de curvas de supervivencia de acuerdo con la etapa de la vida en la que se concentra una mayor mortalidad:

1. Tipo I representa una población en la que los organismos muere en edad avanzada.

2. Tipo II la tasa de mortalidad es casi constante.

3. Tipo III implica que la mayoría de individuos muere a temprana edad.

0 1 2 3 4 5 60.0000.5001.0001.500

0.5830.330 0.357

0.6010.865 1.000

Curva de mortalidad

Edad (años)

Tasa

de M

orta

lidad

(qx)

Las TABLAS DE VIDA son de gran utilidad para conocer en detalle el comportamiento de una población y para saber si la población crece, se reduce o se mantiene constante. También permiten identificar los estadios, edades o categorías de tamaño en los que se da la mayor mortalidad y en los que, por consiguiente, los individuos de una población son más vulnerables. En el caso de las especies en peligro de extinción, estos aspectos de la tabla de vida sirven para identificar las categorías en las que se deben concentrar los mayores esfuerzos de conservación.

EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONESEn las secciones anteriores nos referimos a la tasa de CRECIMIENTO POBLACIONAL, una propiedad emergente de las poblaciones que se deriva de los parámetros demográficos básicos (NACIMIENTOS, MUERTES, INMIGRACIONES Y EMIGRACIONES). También mencionamos algunas de las variables con las que se cuantifica la tasa de crecimiento poblacional (por ejemplo, λ, r y Ro). Estas variables se han utilizado para construir modelos matemáticos que describen el crecimiento de las poblaciones. Con ellos se puede entender el comportamiento numérico de las poblaciones y pronosticar el tamaño de una población al cabo de un lapso determinado. Existen dos modelos básicos de crecimiento poblacional: el exponencial y el logístico.

a) CRECIMIENTO EXPONENCIALEl modelo de crecimiento exponencial, postulado por Thomas R. Malthus en 1798, supone que las poblaciones crecen a una tasa constante. Según el modelo de crecimiento exponencial, si λ =1.05 (lo que implica un crecimiento del 5% anual), este valor se mantendrá constante independientemente del tamaño de la población y de las condiciones en las que se encuentre. Al proyectar el tamaño de la población de acuerdo con esto, obtenemos una curva exponencial. La ecuación que define esta curva es:

Nt = No . λ t

EJEMPLO. Si una población de tucanes ahora cuenta con 470 individuos y tiene una tasa de crecimiento poblacional de λ = 1.03, su tamaño dentro de cinco años será de:

DATOS:

FACTORES QUE REGULAN EL CRECIMIENTO

DE LAS POBLACIONESComo ya vimos, las poblaciones no crecen al infinito, sino que sus densidades se mantienen relativamente constantes. Los factores que impiden que las poblaciones crezcan de forma ilimitada, es decir, aquellos que regulan su tamaño, se dividen en dos grandes grupos: los abióticos y los bióticos.

TIPOS DE RELACIONESA. INTRAESPECIFICAS Ocurren entre individuos de la misma especie, en un ecosistema. Pueden ser beneficiosas para la especie si favorecen la cooperación entre los organismos o

perjudiciales si provocan la competencia.Así, tenemos: cooperación (familiar y

sociedades) y competencia.

B. INTERESPECIFICASOcurren entre individuos de diferentes

especies, en un ecosistema. Así, tenemos: comensalismo,

protocooperación, mutualismo, depredación, parasitismo y amensalismo.

A. RELACIONES INTRAESPECIFICAS1. DE COOPERACIÓN

FAMILIARES

Son aquellas formadas por los progenitores y su descendencia. Normalmente se establecen para llevar a cabo la reproducción o el cuidado de la

prole. Existen varios tipos de relaciones familiares: parentales monógamas: (macho y hembra con sus crías) parentales polígamas

(macho con varias hembras y sus crías) matriarcales: (hembra con sus crías). Ej. El

pingüino emperador.

GREGARIAS Formado por individuos que no tienen

necesariamente relaciones de parentesco. Normalmente se establecen para llevar a cabo la protección mutua: frente a los depredadores o los factores ambientales adversos, orientación: en el caso de las migraciones o búsqueda del

alimento: manadas de lobos.