Ecología de Poblaciones PDF

Ecología de Poblaciones André Rubio Departamento de Ciencias Biológicas Animales [email protected]  Temáticas de la clase Conceptos de Ec. Poblaciones Propiedades Emergentes “Propiedades resultantes de la interacción de los componentes del sistema”...

Ecología de Poblaciones André Rubio Departamento de Ciencias Biológicas Animales [email protected]  Temáticas de la clase Conceptos de Ec. Poblaciones Propiedades Emergentes “Propiedades resultantes de la interacción de los componentes del sistema” Modelos de Crecimiento poblacional Factores que regulan a las poblaciones  Definición Número total de individuos de una misma especie que se encuentran en un área y tiempo determinado y pueden intercambiar información genética. Grupo monoespecífico Ocupa un espacio n Se reproducen lació Crías viables Pob Presentan propiedades emergentes  Un grupo de organismos de la misma especie que ocupan un espacio determinado en un tiempo determinado (Krebs, 2001). Un grupo de organismos de una misma especie que viven juntos en un área de tamaño suficiente para permitir conductas normales de dispersión y/o migración y en el cual los cambios numéricos están ampliamente determinados por los nacimientos y las muertes (Berryman, 2002). Límite espacial de una población  Límite espacial de una población Uno de los problemas en la definición de población es determinar cuál es el lugar que contiene a una población. El área debe ser lo suficientemente amplia para que las tasas de emigración e inmigración sean pequeñas o balanceadas. En general, la selección del área de estudio de la población es arbitraria.  Ámbito de hogar 10 km2 Ámbito de hogar 0.1–16 m2  Metapoblaciones Población local: compuesta por individuos Metapoblación: compuesta por poblaciones locales Metapoblación: conjunto o grupo de poblaciones locales de una misma especie, interconectados por la migración de individuos entre ellas Isla continente Clásicas Mosaico No equilibrada  ¿Por qué una aproximación poblacional? Si bien los ecosistemas están constituidos por individuos, una aproximación a nivel individual es muchas veces poco práctica. Ecología de poblaciones no estudia a los individuos, sino que las propiedades de un grupo de individuos que pertenecen a una misma especie. ¿Por qué una aproximación poblacional? Conservación Manejo Control  Picaflor de Juan Fernández Guanaco Castor  Propiedades emergentes Tamaño Densidad Patrón de distribución Parámetros demográficos Tasa de crecimiento poblacional Estructura poblacional “Propiedades resultantes de la interacción de los componentes del sistema”  Propiedades emergentes Tamaño poblacional Es el número de individuos que compone una población y es una medida de su abundancia. Densidad poblacional Es el número de individuos por unidad de área. Brinda información sobre la intensidad de sus interacciones ecológicas. Patrón de distribución Es el arreglo espacial de los organismos en una población.  Propiedades emergentes Parámetros demográficos Son los procesos que dan lugar a cambios numéricos en las poblaciones. Tasa de crecimiento poblacional Es el cambio que sufre la población como resultado de los nacimientos, las muertes, las emigraciones y las inmigraciones. Estructura poblacional Es una descripción de cómo está compuesta la población, describiendo cuantos individuos hay de cada tipo, como edad, tamaño o sexo. Abundancia y Densidad Abundancia: Número total de individuos en la población. Densidad: Número total de individuos por unidad de área. Ejemplo de la importancia de estudiar las densidades poblacionales: el caso del hantavirus y roedores  Patrones de distribución La distribución de los individuos dentro de una población (su posición relativa con respecto a los otros), tiene un efecto importante sobre la densidad. Los individuos de una población pueden estar distribuidos al azar, uniformemente, o en grupos. La posición de cada individuo es independiente de la de los demás. No presentan un patrón de distribución específico Individuos están espaciados de manera más o menos equitativa. Los individuos se encuentran agrupados en distintos sectores, y la presencia de un individuo aumenta la probabilidad de encontrar otro. Cuando los individuos se concentran en partes específicas del hábitat.  Ejemplo: roedores en la precordillera de Santiago: Abrothrix olivaceus  Parámetros demográficos Son los procesos que dan lugar a cambios numéricos en las poblaciones. Hay cuatro parámetros demográficos básicos: La tasa de natalidad o tasa de nacimientos La tasa de mortalidad La tasa de inmigración (mide los individuos que entran a una población) La tasa de emigración (mide los individuos que salen de una población) Estos parámetros explican porqué una determinada población está aumentando o disminuyendo en el tiempo  Natalidad Proceso que resulta en la producción de nuevos individuos a través de la parición, eclosión, germinación o fisión Uno de los principales factores responsables del aumento poblacional Alta variabilidad entre especies (tamaño camadas, períodos de gestación, entre otros)  Mortalidad En general, interesa no sólo cuántos mueren sino también a qué edad mueren. Se puede distinguir entre: Longevidad potencial: el máximo período de tiempo de vida alcanzable para un individuo de una especie en particular. Longevidad observada (la que ocurre considerando los factores ambientales).  Inmigración y emigración La capacidad de dispersión entre poblaciones es esencial pues permite flujo genético entre poblaciones locales y puede prevenir la endogamia Hay poblaciones con dinámicas fuente -sumidero  Estructura poblacional Es una descripción de cómo está compuesta la población, describiendo cuantos individuos hay de cada tipo, como edad, color, tamaño o sexo. Cada población tiene una estructura particular, la cual cambia a través del tiempo. Estructura poblacional Estructura poblacional Tumor facial del Demonio de Tasmania: efectos poblacionales Hamede et al. 2011  Tasa de crecimiento poblacional Una población con determinada abundancia en determinado momento (Nt): Crece debido a la tasa de nacimientos (b) y a la tasa de inmigración (i) Decrece debido a la tasa de mortalidad (d) y a la tasa de emigración (e) De manera que la abundancia de esa población al siguiente año (Nt+1) es el resultado de: Nt+1 = Nt + B – D + I – E  Tasa de crecimiento poblacional En los modelos de crecimiento poblacionales clásicos se asume que el efecto de la migración es mínimo o nulo. Sin embargo, se sabe que la migración y los movimientos de dispersión tienen un papel muy importante en la dinámica de numerosas poblaciones animales, lo cual ha sido incorporado en los modelos metapoblacionales.  Modelos de crecimiento poblacional Un aspecto esencial en la ecología de poblaciones es que el tamaño de una población no permanece constante a través del tiempo, ni es el mismo entre poblaciones de la misma especie habitando regiones distintas. Es decir, la abundancia cambia en el tiempo y en el espacio. Esto es lo que se conoce como dinámica poblacional. Modelo de Crecimiento Modelo de Crecimiento Exponencial Logístico Modelos Continuo Exponencial Crecimiento Discreto Poblacional Logístico Continuo Discreto Reproducción continua: generaciones solapadas. Se representan simultáneamente todas las edades y todos los estados de desarrollo. Ej. Ser humano o bacterias. Reproducción discreta: Generaciones no solapadas. Serie de cohortes en que sus miembros están en el mismo estado de desarrollo. Ej. plantas anuales (padres mueren antes que nazca crías. Mamíferos que se reproducen estacionalmente (superposición parcial)  Modelos de crecimiento poblacional Modelo de Crecimiento Exponencial Cuando la cantidad de recursos (alimento, espacio, agua, etc.) son ilimitados, la población puede experimentar un crecimiento exponencial, aumentando su tamaño de manera acelerada. Modelo de Crecimiento Exponencial No hay freno ambiental Predomina la reproducción sobre la competencia En un cierto nivel N, población colapsa Organismos pequeños, alto metabolismo Lugares inestables Estrategia r Estrategia “r”: se caracteriza por un enfoque en la reproducción rápida y gran cantidad de descendencia. Estrategia “K”: se caracteriza por una mayor competencia por recursos limitados y una inversión en la supervivencia de unos pocos descendientes Modelo de Crecimiento Exponencial Supuestos: Población cerrada (no I ni E) Nacimientos y mortalidades constantes (ilimitada provisión de espacio, alimento y otros recursos) Sin estructura de edad o tamaño (no hay diferencias en nac. y mort. entre individuos de distinta edad o tamaño; individuos inmediatamente reproductivos). Crecimiento continuo sin “time lags” (individuos nacen y mueren continuamente)  Modelo de Crecimiento Exponencial Algunos ejemplos: Población humana (hace algún tiempo atrás) Brotes de plagas de insectos Especies invasoras * Crecimiento exponencial del rebaño de renos de St. Paul (Rangifer tarandus) y su consiguiente declive poblacional. 2.000 1.500 Número de renos 1.000 500 0 Año En 1911 se introdujeron 25 renos a una de las islas del mar de Bering cerca de Alaska. El alimento era abundante y los renos no encontraron depredadores en la isla. La manada creció exponencialmente hasta llegar a 2000 renos en 1936. En este punto, la isla sufría de pastoreo excesivo. El alimento escaseaba y la población disminuyó abruptamente. Número de capturas (abundancias) del ratón colilargo en distintos tipos de hábitat.  Modelo de Crecimiento Exponencial continuo El tiempo se considera como una variable continua, es decir, el crecimiento ocurre en todo momento, sin interrupciones Tasa de tasa de cambio del tamaño de la crecimiento población (N) con respecto al tiempo (t) r = tasa intrínseca de crecimiento poblacional. Lo que esta ecuación significa es que el cambio de la abundancia a través del tiempo es una función de la abundancia actual de la misma y la tasa a la cual ésta crece. Por lo tanto, la población crece si r > 0, se mantiene estable si r = 0, decrece si r < 0.  Modelos de crecimiento poblacional 1 Tiempo N 2 0 10 1 13 3 2 17 4 3 22 4 29 5 6 7 8 r= (𝑛𝑎𝑐 − 𝑚𝑢𝑒𝑟𝑡𝑒𝑠)/𝑁 9 r= 5 − 2/10 r= 0,3 10  Para estimar el tamaño de la población para un tiempo t se debe integrar la ecuación. Donde: Nt = Tamaño de la población en tiempo t r>0 la población crece N0 = Tamaño de la población inicial r = Tasa intrínseca de crecimiento poblacional r=0 Permanece constante. T= Tiempo r