Ecología de Poblaciones
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Ecología de Poblaciones
Origen e importancia de la
Ecología de Poblaciones
Thomas Robert Malthus
An Essay on the Principle of Population, first
published in 1798
La base es que el crecimiento de la población
es exponencial 2,4,8
Expuso su teoría demográfica, según la
Cual la tasa de crecimiento poblacional tiende
a crecer de forma más rápida que la oferta de
alimentos para su sustento
Contribución de Charles Darwin
Aunque no fue el primero dijo que La
teoría de Malthus tenia un Límite
La Competencia Intraespecífica es el
motor de la evolución
La sobre vivencia del mas apto
Definición de Ecología de poblaciones
Estudio de los patrones de comportamiento de los
animales en un área geográfica determinada.
Rama de la ecología que estudia el
funcionamiento de los sistemas ecológicos y su
evolución.
POBLACIÓN NATALIDAD MORTALIDAD
INM
IGR
AC
IÓN
E
MIG
RA
CIÓ
N
PARÁMETROS POBLACIONALES
+
+ - -
Características
Tamaño poblacional denotado por la letra
N
Seguido de un subíndice que identifica el
momento en el tiempo
N0 = Tiempo Inicial
Nt al tiempo t
Nt+1 una unidad de tiempo después de t
Densidad Poblacional
Número de individuos de la Población por
unidad de área que esta ocupa.
N / área
Ejemplos: Árboles/ Ha
Animales /m2
PARAMETROS SEUNDARIOS
TASA DE NATALIDAD
(# por tiempo)
ESTRUCTURA DE EDADES
(Proporción)
ESTRUCTURA DE SEXOS
(Proporción)
TASA DE MORTALIDAD
(# por tiempo)
La dinámica de una población es importante para entender su evolución.
La dinámica de una población define su estructura (número de individuos, sexo, edad, espacio)
Las poblaciones como un sistema dinámico
Distribución Espacial
Manera como una población se organiza en el espacio:
Aleatoria:
Al azar sin un patrón definido.
Agregada
Serie de conjuntos donde se concentra la población
Uniforme
Se distribuyen de manera homogénea
Poblaciones constituyen sistemas relativamente homogéneos.
La variación genética es el resultado de la evolución de la población.
Variación genética Cambios en el genoma
CAMBIOS EN EL AMBIENTE
Modifican la dinámica de la población.
Mayor disponibilidad de recursos, mayor desarrollo.
Individuos con las mismas formas de adaptación.
Los cambios evolutivos de la población son el resultado de la acumulación de adaptaciones a su entorno.
Cambios constantes en la capacidad de adaptación determinan la capacidad de supervivencia.
Sistema poblacional
Población Ambiente
Físico Biótico
Competidores
Depredadores
Parásitos
Patógenos
Presas
Mutualistas
Simbiontes
Comensales
Condiciones
Refugios
Sitios de nidificación
Nutrientes
Agua
+
Atributos de la población
Abundancia
Dinámica
Estructura espacial
Estructura temporal
Estructura interna
FACTORES QUE AFECTAN LAS POBLACIONES
Relaciones intra e interespecíficas
COMPETICIÓN
Guerra caliente entre dos especies
Luchan por espacio, luz, alimento y otras necesidades
DEPREDACIÓN
Una especie destruye a la otra violentamente
El depredador típico es de vida libre, que caza, mata y devora a individuos de otra especie
Las especies tienen que competir, por tanto deben adquirir habilidades
Son muy distintas las características que debe tener un ser vivo para adaptarse a un ambiente cambiante que a otro relativamente estable.
Estrategias de supervivencia. Estrategias de la r y de la K
LAS POBLACIONES
Estrategias de Crecimiento
Estrategias r Estrategias K
Microscópicas o pequeños: como bacterias, protozoos, plantas fugaces.
Su población mantiene un crecimiento exponencial hasta desaparecer
bruscamente cuando las condiciones cambian.
Típicas de lugares efímeros: charcas de lluvia, montones de tierra junto a
madrigueras, rocas desnudas, zonas polares, desiertos, terrenos arados,
etc.
Son oportunistas o pioneras, ocupan áreas nuevas con facilidad y se
extienden por ellas con rapidez.
Especies con estrategia de la r
El papel que cumplen en los ecosistemas es colonizarlos en las primeras etapas de su desarrollo y, para ello, suelen ser organismos que producen muchas unidades de dispersión (hasta millones y miles de millones de esporas o huevos)
Pero no pueden tener éxito si la competencia es fuerte, frente a organismos con estrategia de la K.
Especies con estrategia de la r
Suelen ser los animales y plantas grandes y longevos.
Su población con altibajos, pero cerca de la densidad máxima (K).
(Robles de un bosque, gaviotas, linces).
Tienen, gran capacidad de competencia, gran longevidad y reducido
número de descendientes.
Especies con estrategia de la K
Habitat, estables por largo tiempo (selva, bosques, regiones
esteparias, etc.). poco sensible a las fluctuaciones medioambientales y
sus poblaciones mas o menos constantes.
De tamaño grande, sufren retrasos en la reproducción, baja asignación
reproductiva, crías grande con cuidado parental
Especies con estrategia de la k
Estrategia de la r
Estrategia de la K
Clima
Variable y/o impredecible;
Casi constante y/o predecible
Mortalidad
A menudo catastrófica,
independiente de la densidad
Dependiente de la densidad.
Tamaño de la
población
Variable con el tiempo; sin
equilibrio; generalmente muy por
debajo de la capacidad de soporte
del medio; comunidades sin
saturar; recolonización cada año.
Casi constante a lo largo del tiempo;
equilibrio; en o cerca de la capacidad de
soporte del medio; comunidades
saturadas; colonización no necesaria
Competencia inter e
intraespecífica
Variable, a menudo débil
Normalmente fuerte.
La selección favorece
1. Desarrollo rápido.
2. rm elevadas.
3. Reproducción temprana.
4. Pequeño tamaño corporal.
5. Reproducción única
1. Desarrollo lento.
2.Mayor habilidad competitiva.
3. Reproducción retardada.
4. Gran tamaño corporal
5.Reproducciones repetidas.
Longitud de la vida
Corta, normalmente de menos de
un año.
Larga, normalmente de más de un año.
ESPECIACION
Cuando la corriente de genes en el deposito común es
interrumpida por un mecanismo aislante.
Proceso en tres etapas
Aislamiento de poblaciones
• Reducción del flujo génico
Divergencia de caracteres
• Actuación de mecanismos evolutivos (mutación y deriva génica)
Aislamiento reproductivo
• Estructuras reproductivas
Aislamiento de las poblaciones mediante
separación física (cadena montañosa,
brazo fluvial, desierto, etc..
Se originan dos o más poblaciones
aisladas
Sometidas a presiones selectivas
distintas (se adaptan a ambientes
diferentes)
Evolucionan independientemente
Separación geográfica
ESPECIACION ALOPATRIICA
Alternativas a la barrera
Geográfica: Extinción de
poblaciones intermedias o
migración a otras regiones.
Modelos de especiación alopátrica:
Una barrera geográfica divide una especie en dos
poblaciones que divergen en características que las
hacen incompatibles en términos de reproducción.
Modelos de especiación alopátrica:
Una colonia derivada de una
población diverge y adquiere barreras
reproductivas. Dado el reducido
tamaño del grupo que se dispersa –o
aisla-y el bajo nivel de flujo genético,
existe un efecto marcado de la deriva
genética, que cambia el ambiente
genético y estimula nuevas presiones
de selección.
Especiación peripátrica
Evolución de barreras reproductivas y divergencia entre
diferentes segmentos de una población panmictica.
ESPECIACIÓN SIMPÁTRICA
Especiación simpátrica
ESPECIACIÓN PARAPÁTRICA
Proceso que lleva a la evolución del aislamiento reproductivo en
poblaciones cuya área biogeográfica, tiene distribución continua en
el espacio, pero entre las cuales el flujo de genes es modesto, lo
que origina divergencia
El flujo génico, en este caso, es menor que en la especiación
simpátrica y mayor que en especiación alopátrica (hay evidencia
que en ciertos procesos de especiación alopátrica puede darse
flujo genético aunque éste sea mínimo).
Parapátria, en Anthoxanthum odoratum (especie de hierba);
grandes poblaciones de A odoratum aledañas a centros
mineros han desarrollado resistencia a metales pesados, este
hecho las llevó a divergir de otras poblaciones de gramíneas
Pero la divergencia en este caso no sólo se relaciona con la
tolerancia a suelos contaminados, sino también con época de
floración al margen de tener una frecuencia de
autopolinización mayor. Ambas características, le proporcionan
un considerable aislamiento reproductivo respecto a otras
poblaciones aledañas y no tolerantes.
Evidencias de la evolución: Pruebas BIOGEODRÁFICAS
Una de las evidencias demostrativas de la evolución es la distribución geográfica De grandes aves:
1. Avestruz (África), 2. Ñandú (Sudamérica) 3. Casuario y emú (Australia) Sólo se puede explicar mediante la teoría de evolución de las placas tectónicas
Población
Estructura Espacial
•Disposición espacial
•Estructura de hábitat
•Estructura de metapoblaciones
Estructura temporal
•Variaciones diurnas
•Variaciones estacionales
•Variaciones multianuales
Disposición espacial
Cómo se disponen los individuos de la población en el espacio
Hábitat 1
Hábitat 3
Hábitat 2
Estructura de hábitat
Cómo se distribuyen los individuos de la población en los distintos hábitats
disponibles
Estructura de metapoblaciones
La población se divide en sub poblaciones relativamente aisladas
Dispersión
Subpob
Subpob
Subpob Subpob
Estructura temporal
Horas
Actividad
Ciclo diurno
Meses
Abundancia
Ciclo estacional
Años
1 2 3 4 5 6 7
Abundancia
Variación de la abundancia estacional y multianual
Estructura poblacional
Los individuos de una población no son todos iguales
Sexos
Tamaños
Edades
Jerarquías
Condición reproductiva
Distintas probabilidades de supervivencia y
reproducción
Machos Hembras Edades
1 2
3 4
Individuo en condición reproductiva
¿Cómo se describe la abundancia?
•Tamaño poblacional: Número de individuos
•Densidad poblacional: número de individuos/unidad de área o volumen
•Biomasa: Ej: kg/ha
•Cobertura: proporción del área cubierta por individuos de la especie
•Indicadores relativos: cantos/hora, capturas/trampas, huellas/metros recorridos
100 m
100
m
Tamaño poblacional: 6
Densidad poblacional: 6/ha
Biomasa: 1800 kg/ha
Densidad: peces/litro de agua
Cobertura
1 árbol, 25% de cobertura
100 pastos, 75% de cobertura
1 pasto: 0,75% de cobertura
Indicadores relativos: No de huellas/metro
Debe haber una relación constante entre la abundancia y el indicador relativo
Métodos para la estimación de la abundancia
Areales
Se cuentan todos los
individuos en un área
Si se cuenta en toda el área de
estudio:
CENSO
Si se cuenta en algunas partes:
CENSO MUESTRAL
Censo directo o en fotos
Estimador de densidad: D = (s-1 x ∑ ni)/a
s= número de unidades muestrales
ni= número de individuos contado en cada unidad
a= área de cada unidad muestral
Censo muestral
D= (¼ x 10) /1 m 2: 2,5 /m 2
1m
1 m
Tamaño unidades muestrales
Forma de unidades muestrales
Cantidad de unidades muestrales
Ubicación de las unidades muestrales
Decisiones a tomar
Ambiente homogéneo o disposición de la población al azar: muestreo al azar
Hábitat 1
Hábitat 2
Ambiente heterogéneo: Muestreo estratificado
¿Por qué conviene estratificar?
Número de muestras a tomar
Error aceptado Variabilidad entre muestras
Error observado con n número de
muestras
s/ n1/2
s= desvío muestral
n= número de muestras
< si el ambiente es
homogéneo
Depende de
Muestreo a lo largo de un gradiente: Sistemático
Si se distribuye al azar puede haber zonas sin representar
azar sistemático
Métodos de distancia para la estimación de densidad
Se cuenta un n número de individuos
Se estima el área promedio ocupada por un solo individuo
Asumen disposición al azar de los individuos de la población
Método del individuo más cercano
• Se eligen n puntos al azar
• Se miden las distancias entre cada punto y el individuo más cercano (yi).
• D= (n-1)/yi2
yi
Punto al
azar
Individuo más
cercano
yi
Área estimada que ocupan los
individuos
Método de los cuartos o cuadrantes:
•Se ubican transectas al azar •Sobre la transecta, se seleccionan n puntos (al azar o en forma sistemática)
•Para cada punto, se definen 4 cuadrantes de acuerdo a la transecta y una perpendicular.
•En cada cuadrante, se mide la distancia del punto al individuo más cercano (yi) ,
Se estima el área ai para cada punto, como el promedio de las distancias en cada cuadrante, ai = (/4)*yi2
Se calcula la densidad en cada punto Di=3/ ai, y la densidad promedio de la transecta: D = Di/n
Día 1. Se capturan n1 individuos. Se marcan y se liberan. Día 2. Se capturan n2 individuos. n21 están marcados n2= n21+ n sin marca n1/N poblacional = n21/n2 N poblacional = (n1 x n2)/n21
Métodos de captura
Método de captura- marcado y recaptura
Supuestos:
Los individuos liberados se mezclan con los restantes
No hay pérdidas de marcas
La captura previa no cambia la probabilidad de ser capturado
La población es cerrada
Ejemplo del método de captura, marcado y recaptura
Primer día: se capturan, marcan y liberan 50 individuos
Segundo día: se capturan 52 individuos, 20 marcados
n1: 50
n2: 52
n21: 20
Nest: 50*52/20= 130 individuos
GRACIAS