BACHILLERES 17 Materiales Instruccionales de BIOLOGIA

ASIGNATURA: ECOLOGÍA Y MEDIO AMBIENTE UNIDAD II ECOLOGÍA TRÓFICA. TEMA: 2.1 POBLACION LECTURA 4
OBJETIVO: Reconocer los factores que propician la distribución y abundancia de los organismos a partir de la comparación de las regiones biogeográficas.	Referencia bibliográfica Biología. Villé,Claude pág 670 – 671. Ecología. Purata, Silvia. Pág. 34
INSTRUCCIONES: Lee con atención la siguiente lectura y realiza las actividades que se presentan al final de la misma.

ECOLOGÍA / POBLACION

¿Qué son las poblaciones, cuáles son sus características y cómo funcionan.

Objetivo: Que el estudiante comprenda el concepto dinámico de población, a través de la identificación de su organización, sus características y su ubicación en la escala de los niveles de organización de los sistemas biológicos, para que comprenda la interrelación que sucede entre los individuos de una población ecológica en un lugar y tiempo específicos.

Concepto de Población.

Objetivo: Que el estudiante formalice el concepto de población en Ecología, ubicándolo en la escala de los niveles de organización a través del análisis y discusión de su organización o estructura, para que adquiera los elementos teóricos básicos que le permitan comprender la dinámica de las poblaciones.

Características de las Poblaciones. Objetivo: Que el estudiante caracterice el nivel de organización población a través del análisis y discusión de los atributos de densidad y distribución espacial; para que comprenda que tanto el tamaño como la disposición de individuos son fundamentales para reconocer el comportamiento de las poblaciones a corto y largo plazo.

EJERCICIO: Ubica a la POBLACION en los niveles de organización:

¿Qué es una población?

Ecológicamente la Población represente una base estructural o unidad de estudio, la cual se define como el conjunto de organismos de la misma especie, que viven en una determinada zona geográfica y en un tiempo determinado. Esta asociación de individuos se comporta como unidad de evolución al intercambiar información genética. La población también tiene la capacidad de interactuar en conjunto con el medio, así como intra e interespecíficamente.

Definición: (SEGÚN Marañón H. S.) Conjunto de individuos de la misma especie, que comparten características genéticas y fenotípicas, realizan intercambio genético y tienen prole fértil (en condiciones naturales), además de ocupar un espacio físico en un tiempo determinado.

Carlos Darwin, plantea los siguientes postulados respecto al comportamiento de las poblaciones:

a) Todas las especies de organismos tienden a aumentar en razón geométrica (1,2,4,8,16,32...)

b) En cada generación el número de individuos de una especie permanece casi constante.

c) Existe una lucha por el espacio y alimento (supervivencia)

d) La Selección Natural es el mecanismo mediante el cual los organismos se adaptan al medio.

Las poblaciones son estudiadas por la demoecología la cual nos permite conocer y analizar:

Cuales son los elementos que determina la formación de una población.

Las características que adquiere de acuerdo al medio.

Los factores que limitan o favorecen su desarrollo (espacio, competidores, depredadores, climáticos o cantidad de nutrientes).

Su evolución en el tiempo y espacio

Aplicación del estudio de las Poblaciones

•Manejo de recursos naturales (extracción, cupos, vedas).

• Control de plagas. / Mitigación de impactos.

• Crecimientos urbanos. 7 Tendencias de enfermedades.

• Ecoturismo. / Planeación de servicios en ciudades.

• Pobreza. / Decisiones políticas y económicas.

• Seguros de vida

Comportamiento de las poblaciones según el hábitat

CARACTERÍSTICA	ACUÁTICO	TERRESTRE
DENSIDAD	AGUA, MAYOR	AIRE, MENOR
GRAVEDAD	MENOR ~ POCA PROPORCIÓN DE ESQUELETO, MAYOR FLOTABILIDAD	MAYOR ~ GRANDES PROPORCIONES DE ESQUELETO ( HUESOS, TRONCO)
PLANTAS	MICROSCÓPICAS	MACROSCÓPICAS
ANIMALES	MAYORÍA INVERTEBRADOS, HUESOS PEQUEÑOS	VERTEBRADOS E INVERTEBRADOS, HUESOS GRANDES
DESPLAZAMIENTO	NATACIÓN, POCA ENERGÍA	CAMINAR O VOLAR, MAYOR ENERGÍA
ENERGÍA	MAYOR CONSERVACIÓN	MENOR CONSERVACIÓN
AGUA	CONSTITUYENTE DE ORGANISMOS, HAY EN EXCESO	RESTRINGIDA, LIMITADA
DISOLUCIÓN SUBSTANCIAS	MAYOR (DISLVENTE UNIVERSAL)	MENOR
TEMPERATURA	POCA VARIACIÓN AGUA (CAPACIDAD CALORÍFICA)	GRAN VARIACIÓN – AIRE
CRECIMIENTO PLANTAS	LIMITADA POR PENETRACIÓN DE LUZ AL AGUA, HASTA 200M DE PROFUNDIDAD	MENOS LIMITADA
NUTRIMIENTOS	CIRCULACIÓN POR MEDIOS FÍSICOS	CIRCULACIÓN POR MEDIOS BIOLÓGICOS
NÚMERO DE ESPECIES	BAJO	ALTO
NÚMERO DE CLASES	ALTO	BAJO
NÚMERO DE HÁBITATS	BAJO	ALTO

Elementos de cambio de la Población. Objetivo: Que el estudiante identifique los factores que modifican las características fundamentales de una población, analizando los conceptos de natalidad, mortalidad, migración, proporción de sexos y edades, curvas de sobrevivencia, para que comprenda cómo se afecta la tasa de crecimiento poblacional por diferentes factores, cantidad de alimento disponible, factores abióticos, competencia y su relación con la densidad de población.

ATRIBUTOS DE LA POBLACIÓN

DENSIDAD: Es el tamaño o magnitud de la población, relacionada con la unidad de espacio, ya sea superficie (m²) o volumétrica (m³). Se expresa como: Número de individuos por unidad de área o volumen, Representa también el contenido energético o biomasa. Nos informa sobre:

v Indice de Abundancia Relativa (se define como el # de Orgs. en un espacio y lapso de tiempo).

v Márgenes máximos de expansión, así como los límites que ejerce el medio.

v Conocer la influencia de la población sobre el área que ocupa dentro del ecosistema (dominancia).

Densidad bruta.- # de organismos o biomasa de la población en la unidad de espacio total.

Densidad específica o ecológica.- # de orgs. o biomasa de la pobl. en pequeñas zonas dentro del área.

La abundancia de una especie en la naturaleza determina: *La denso dependencia

* La denso independencia

*Factores climáticos

DISTRIBUCIÓN ESPACIAL O DISPERSIÓN INTERNA:

Se refiere al acomodo de la población dentro * Búsqueda de alimento del área.

Esta es causada por: Búsqueda de mejores condiciones físicas y climáticas

Por sus propias características de dependencia

Al azar.- Sin arreglo determinado; los organismos se pueden ubicar indistintamente en cualquier sitio dentro del área. Indica que las condiciones son homogéneas o que los factores esenciales del ambiente se distribuyen uniformemente. En condiciones naturales es poco frecuente, ya que el ambiente natural no es homogéneo. Ejemplos: herbívoros, roedores, bosque.

Uniforme.- Los organismos están equidistantes uno de otro, permitiendo que todos tengan lo necesario para su supervivencia. Es poco común y por lo general son ambientes artificiales. Ejemplos: un pastizal, una huerta, un campo de cultivo.

Agregada, manchones o rodales.- Es la más común en la naturaleza ya que refleja la variación de condiciones físicas y ambientales de los ecosistemas. Ejemplos: matorral, manada, cardumen.

DISTRIBUCIÓN POR EDADES:

Pre-reproductiva.- desde que el organismo nace hasta que está capacitada para reproducirse.

Reproductiva (juvenil).- cuando los organismos están capacitados para dejar descendientes.

Post-reproductiva.- etapa senil o decadente.

Si se analizan estas tres edades, tendremos indicios de lo que puede esperarse de una población en el futuro; si en una población existe una proporción igual de organismos jóvenes, maduros y viejos, las tasas de natalidad y mortalidad estarán equilibradas con las condiciones del medio, contribuyendo a mantener el equilibrio ecológico.

Se acostumbra representar la distribución por edades de una población, por medio de un polígono y/o pirámides de edades, en donde cada piso de la pirámide corresponde a una determinada edad de los organismos en el seno de la población.

La base de la pirámide representa siempre a la edad más joven, el ancho de barra delimita siempre el intervalo de edad a considerar; la longitud de la misma está determinada por la frecuencia relativa con que se presenta dicha edad.

De acuerdo con esto, pueden distinguirse tres tipos de pirámides:

Cónica es cuando las poblaciones jóvenes, representarán una pirámide de base muy amplia como consecuencia de un alto porcentaje de individuos jóvenes.
Acampanada es cuando las poblaciones maduras, el porcentaje moderado de individuos jóvenes determina una pirámide.
Urna en las poblaciones seniles la base es pequeña como consecuencia de un mayor porcentaje de individuos en edad postreproductiva o reproductiva.

El empleo de las pirámides de edades, se aprecia en los estudios de demografía humana, puesto que al elaborarse éstas para cada país, permite realizar aproximaciones sobre el comportamiento de la población en un futuro.

Parámetros que para regular una población

Mortalidad. Número de individuos que mueren en un periodo determinado, se estima por tabla de vida o modelo de mortalidad.

Densidad y Abundancia. Producción Þ proporción de biomasa útil en número, volumen o calidad. Plaga Þ impacto económico causado por daño, incluye costo de producción por la compra o aplicación de pesticidas.

Crecimiento de la población. Incremento del número de individuos en un periodo determinado de tiempo. Considera el desarrollo de dos modelos basados en el balance de natalidad y mortalidad, que son el modelo de crecimiento cuando la competencia intraespecífica es mínima (modelo de Malthus) y cuando es máxima (modelo logístico).

Otras causas. Interacción interespecífica o antropogénica entre otras.

Cada miembro de la población tiene un ciclo de vida, pero sólo en conjunto, pueden poseer propiedades porcentuales en un lapso de tiempo, como índices de natalidad, crecimiento o mortalidad; y un patrón de dispersión

Indice de natalidad o tasa de nacimientos.- es la propiedad de aumento porcentual de una población en un lapso de tiempo. Se determina por el número de individuos que naces en un periodo determinado.

TASA NETA DE NATALIDAD = Población Final – Población Inicial

INDICE DE NATALIDAD = Aumento de la población / período de tiempo

Natalidad máxima.-(concepto teórico) se refiere a la producción teórica máxima de nuevos organismos, sin que intervengan factores ambientales limitativos.

Natalidad ecológica.- es el aumento real o específico de organismos en una población.

Indice de mortalidad.- Es la disminución porcentual de una población, debida a los organismos que mueren o desaparecen en un lapso de tiempo. La tasa bruta de mortalidad se refiere al número de muertes en un intervalo de tiempo.

Mortalidad mínima.- Los organismos que mueren por factores fisiológicos propios de la especie,

Mortalidad ecológica,- Considera cuando las muertes ocurren bajo circunstancias reales, debido a factores limitativos como clima, depredadores, cantidad de alimento, etc.

TASA NETA DE MORTALIDAD = Población Inicial – población final.

INDICE DE MORTALIDAD = Organismos que mueren /unidad de tiempo

DISPERSIÓN: Es la capacidad inherente de los organismos o sus elementos de diseminación (semillas, esporas, larvas, huevos, etc), para desplazarse del espacio que ocupan. En plantas puede ser por viento, agua o animales y en animales por desplazamiento (volando, caminando, saltando o arrastrándose).

Inmigración.- organismos que ingresan al área en un tiempo determinado.

Emigración.- organismos que salen del área en un lapso de tiempo.

Migración.- Relación entre las entradas y salidas por unidad de tiempo. Algunas poblaciones realizan movimientos periódicos como la ballena gris, salmón, mariposa monarca, golondrina, entre otros. Por lo general en busca de espacio o alimento; mejores condiciones ambientales, o para su reproducción.

TASA DE MIGRACIÓN NETA = (Inmigración – Emigración / Población Total) X 1000

El Indice de Fertilidad es la tasa de natalidad por cada 1000 miembros femeninos de una población capaz de procreación.

La Tasa de Cambio Poblacional está en relación con la capacidad de reproducción de la especie. El Crecimiento Poblacional está determinado por la natalidad, la mortalidad y la distribución por edades. Se calcula restando la tasa de mortalidad a la tasa de natalidad y, sumando luego la tasa de migración neta:

TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL NETO = (T N - T M + Migración) X 1000

(tasa de natalidad – tasa de mortalidad + tasa de migración neta) X 1000

DINAMICA DE LA POBLACIÓN

POTENCIAL BIÓTICO.- Es la máxima capacidad para reproducirse en condiciones óptimas.

Es mayor el # de individuos fértiles y libres de genes letales, por lo que hay producción de descendencia normal, es mucho más elevado que los infértiles o inviables para regenerar descendencia.

RESISTENCIA AMBIENTAL.- Es la tendencia de la población al crecimiento hasta que se encuentra con los factores limitativos, como falta de espació, alimento, etc. Y representa una influencia negativa en el desarrollo de la población.

CRECIMIENTO POBLACIONAL.- es el aumento o disminución del número total de organismos de una población, debido a la interacción entre el potencial biótico (crecimiento potencial o esperado), y la resistencia ambiental. Cuando aumenta la densidad de una población, aumenta también la resistencia ambiental. Si no se da una retroalimentación positiva puede existir una sobrepoblación (aumento de individuos integrantes de una población).

CURVAS DE CRECIMIENTO POBLACIONAL.

SIGMOIDE.- (Forma de S). Indica que la población crece rápidamente hasta un límite en el cual empieza a fluctuar estabilizándose, es una curva de crecimiento óptimo y presenta 3 fases claramente definidas:

A) Fase de establecimiento, demorada o inicial: el aumento es muy lento, ya que los organismos se aclimatan al nuevo ambiente.

B) Fase logarítmica: periodo de crecimiento exponencial: es el más rápido. La población alcanza su potencial biótico.

C) Fase de equilibrio: fase de estabilización gradual, el número de nacimientos está en equilibrio con el de muertes.

En la curva sigmoidal el eje horizontal representa el tiempo, y el eje vertical representa el crecimiento de los organismos. En la fase de equilibrio, puede decirse que la población ha alcanzado la densidad máxima que quede tolerar el ambiente (número máximo de individuos que pueden ocupar el ecosistema), a lo cual se denomina capacidad portadora o capacidad de carga del ambiente que se determina mediante la distribución y densidad de los organismos. Cuando la población se estabiliza, la velocidad de crecimiento en ese punto corresponde a cero.

CURVA EXPONENCIAL. Indica que la población aumenta rápidamente su densidad en cada intervalo de tiempo, después de la fase de adaptación.

CURVA EN FORMA DE J. La población experimenta un crecimiento muy

muy rápido (alcanza su potencial biótico). Sin embargo, tarde o temprano se presentará algún factor limitativo, y entonces sufrirá un colapso. Esta curva no presenta un nivel de equilibrio. Por lo general, experimentará una retroalimentación y terminará por extinguirse o quedará con muy pocos sobrevivientes

INDICE DE SUPERVIVIENCIA. Porcentaje de la población que permanece en el medio.

1) Curva convexa la mortalidad es mayor al alcanzar los orgs, el estado adulto.

2) Curva cóncava hay un alto índice de mortalidad en primeras etapas (durante la germinación, la eclosión del huevo o infantes).

3) Gráfica recta Característica de poblaciones que presentan mortalidad constante a lo largo de su periodo de vida.

COMPARACION DE LOS PATRONES DE HISTORIA DE VIDA EXHIBIDAS POR ESPECIES DE ESTRATEGIA DE CRECIMIENTO “r” y “k”

CARACTERISTICAS	ESPECIES OPORTUNISTAS (r)	ESPECIES EN EQULIBRIO (k)
CLIMA	VARIABLE/IMPREDECIBLE	CONSTANTE/PREDECIBLE
TAMAÑO DE ADULTOS	PEQUEÑO	GRANDE
TASA DE CRECIMIENTO	RAPIDA	LENTA
EDAD DE MADUREZ SEXUAL	TEMPRANA	TARDIA
PERIODOS DE REPRODUCCION	MUCHOS	POCOS
NUMERO DE CRIAS	MUCHOS	POCOS
CUIDADO DE LA CRIA	NO (bajo)	SI (alto)
HABILIDAD DE DISPERSION	ALTA	BAJA
TAMAÑO POBLACIONAL	VARIABLE: usualmente por debajo de la capacidad de carga del ambiente	Relativamente CONSTANTE o Cercana a la capacidad de carga
HABILIDAD COMPETITIVA	BAJA	ALTA
TASA DE MORTALIDAD	ALTA, DENSOINDEPENDIENTE	BAJA, DENSODEPENDIENTE
LONGEVIDAD	CORTA ( - año )	ALTA (+ año)
TASA PRODUCCION/ BIOMASA	ALTA	BAJA
PESO CORPORAL	BAJO	ALTA

ESTABILIDAD DE LAS POBLACIONES

Las siguientes Teorías se han propuesto para explicar la estabilidad de las poblaciones. De ellas se puede deducir que la estabilidad de las poblaciones naturales depende de factores internos (densidad, mortalidad o competencia) o externos (alimento espacio, depredación, epidemias, parásitos clima etc.), los cuales permiten que la población crezca o disminuya y se mantenga en una relación directa dependiente y equilibrada con la disponibilidad de recursos naturales.

a) Teoría de Thompson. Sostiene que las poblaciones no se autorregulan, sino que este mecanismo se lleva a cabo mediante las limitaciones particulares que tienen los organismos. Así pues la población crecerá solamente cuando las condiciones les sean favorables, aumentando su tamaño y dispersándose; pero al alejarse del ambiente óptimo, disminuye su multiplicación inmediatamente.

b) Teoría de Nicholson. Por lo contrario, plantea que las poblaciones tienen mecanismos internos de control, que dependen básicamente de la densidad de la población y, por ende, la competencia interespecífica o intraespecífica.

La eliminación de los organismos que “sobran” mantiene el equilibrio y estabilidad con su ambiente.

c) Teoría de Andrewarta y Birch. Sugieren que el control de la población depende directamente del número de individuos que crecen o desaparecen, según lo permita el ambiente.

Estas limitaciones pueden ser escasez y/o la inaccesibilidad de alimentos y espacio, así como la incapacidad de los organismos para buscarlos y acceder a ellos.

La densidad y competencia no son limitantes de la población, sino que la estabilidad depende de la natalidad y la mortalidad.

d) Teoría de Milne. Indica que la estabilidad de la población está determinada por el ambiente, pues ésta aumenta o disminuye cuando las condiciones ambientales así lo dictan. Agregó que ladensidad siempre actúa como un factor de control bajo la forma de competencia intraespecífica.

e) Teoría de Wagner. Dice que el equilibrio de la población está directamente relacionado con el nivel de densidad en el que se alcanza dicho equilibrio.

Estableció que el equilibrio de la población depende básicamente de factores relacionados con la densidad.

f) Teoría de Erringtón. Se basa en la existencia de factores relacionados con la densidad, que regulan la natalidad y la mortalidad de una población, como los depredadores para mantener los límites de la población.

g) Teoría de Wynne-Edwards. Se apoya en conceptos evolutivos. Señala que en el transcurso del tiempo las especies han desarrollado mecanismos que les permiten controlar su propia densidad.

Señala que, de manera natural y sin la influencia de factores de control, las poblaciones naturales se mantienen estables y en armonía con la disponibilidad de recursos. Este control natural es independiente de factores limitantes como depredación, disponibilidad de alimento y espacio, etc.

g) Hipótesis de los niveles tróficos. Propone que las poblaciones están controladas por diferentes mecanismos, según el nicho ecológico que ocupen. Es decir si son productores, consumidores o desintegradores.

POBLACIÓN ECOLÓGICA

Densidad

Distribución

espacial

Edades