Poblaciones

ECOLOGA IEJE 2: LAS POBLACIONES NATURALESCada una de las especies que habita el planeta se encuentra distribuida en l y conforma poblaciones. Dentro de cada poblacin, los individuos pueden entrecruzarse y dejar descendencia frtil; el libre flujo gentico entre ellos a lo largo de las generaciones da como resultado la existencia de ciertas caractersticas que pueden ser favorables para su adaptacin al ambiente; esas caractersticas pueden sufrir modificaciones en el transcurso de la evolucin.

El comportamiento de las poblaciones es dinmico. Para describir la situacin de una poblacin en un momento dado y predecir posibles cambios en ella, es necesario conocer el tamao poblacional, la densidad y todos los parmetros que lo modifican, como la natalidad, la mortalidad y las migraciones.

Breve repaso de conceptosUna poblacin, entonces es un conjunto de organismos pertenecientes a la misma especie que ocupan un rea dada, durante un perodo de tiempo determinado. Por lo general, existen varias poblaciones de una misma especie en diferentes regiones del mundo. Para describir la distribucin de la especie, es necesario tener en cuenta todas sus poblaciones.

Por ser de la misma especie, manifiestan similares necesidades, prefieren iguales condiciones, comparten idnticos ritmos biolgicos. En sntesis, desarrollan una forma de vivir muy parecida y ocupan, en el ecosistema al que pertenecen, una

posicin ecolgica tambin semejante.

La forma de vida que desarrolla una poblacin y la posicin ecolgica que ocupa dentro de la comunidad a la que pertenece se denomina nicho ecolgico. En cada ecosistema, las poblaciones de distintas especies, tienden a ocupar

todos los nichos ecolgicos.

Distribucin de las poblacionesLa distribucin de cada especie en las distintas regiones del mundo est dada por las caractersticas de los organismos y por las condiciones del ambiente. Si se halla ampliamente distribuida, es probable que tenga un alto rango de tolerancia a las diferentes condiciones ambientales. Por lo tanto, una especie estar ms ampliamente distribuida a mayor cantidad

de diferencias entre los individuos que la integran. Las poblaciones con elevada variabilidad gentica son ms aptas para explotar los recursos del medio, adaptarse a los cambios y colonizar nuevos ambientes.

El hecho de que algunas regiones no estn habitadas por determinada especie en un momento dado puede estar vinculado con la existencia de barreras geogrficas, con las posibilidades de desplazamiento de los organismos, con sus

ct ss liitt,las condiciones fsicas y qumicas del ambiente y con las interacciones que se

estltr lsisstes en cada regin.

Distribucin de dos especies de mara

Distribucin de la tortuga Chelonoidis

PROPIEDADES DE LAS POBLACIONES.Las poblaciones presentan propiedades que no son aplicables a los individuos, como por ejemplo, los patrones de dispersin y crecimiento, el tamao poblacional, la estructura segn las edades, los ndices de natalidad y mortalidad.

PATRONES DE DISPERSINLos lmites espaciales de las poblaciones suelen ser definidos arbitrariamente por los investigadores, ya que, por lo general, no existen fronteras naturales tan claras como para impedir la dispersin de los organismos.

Una vez definidos los lmites, una de las caractersticas que se estudia para definir la estructura y el comportamiento de las poblaciones es el modo en que los organismos se distribuyen. Estos pueden encontrarse a diferentes distancias unos de

otros, dispuestos en forma homognea o heterognea. Los eclogos distinguen tres patrones bsicos de dispersin de las poblaciones: de agrupamiento o agregada; aleatoria o al azar y uniformemente espaciada o regular.

La dispersin agregada puede ser el resultado de ciertas conductas de socializacin, de la distribucin heterognea de los recursos de la permanencia de las cras durante gran parte de su vida junto a sus padres.

En las poblaciones que presentan el patrn de dispersin aleatoria, los individuos no mantienen ningn tipo especial de relacin de atraccin ni antagonismo, y se distribuyen al azar.

La dispersin uniforme surge de las interacciones directas entre los individuos de la poblacin y la distancia que los separa resulta ser la mnima que les permite compartir los mismos recursos.

Es importante destacar nuevamente que, debido a la ausencia de lmites geogrficos precisos para demarcar las poblaciones, los patrones de distribucin que estas presenten dependern de la escala de observacin. Una poblacin localizada en uno de los bosques patagnicos, por ejemplo, puede mostrar una dispersin espaciada, pero si se considera como poblacin a todos los individuos de varios bosques cercanos de la Patagonia, es posible que su patrn de dispersin sea de agrupamiento. Por otra parte, los patrones de dispersin no son estticos. En una misma poblacin pueden variar, por ejemplo, en las distintas etapas del ciclo vital o como consecuencia de las fluctuaciones en las condiciones ambientales.

ACTIVIDAD N 1A qu se debe que los organismos de una especie dada estn presente en algunos lugares del planeta y ausente en otros? Los primeros estudios que se realizan para responder esta pregunta buscan averiguar si la especie no habita un rea determinada simplemente porque no puede llegar a ella. La dispersin es un tema que interesa no slo a los eclogos, sino tambin a los biogegrafos, que intentan comprender los cambios en la distribucin de las especies.

Situacin AEn el ao 1927, un investigador estudi la distribucin de caracoles acuticos en una pequea rea de Inglaterra. En tres hbitats de agua dulce diferentes (estanques, depsitos de agua y ros) habitaban caracoles de 20 especies distintas. Once de ellas solamente estaban presentes en ros y depsitos.

El rea estudiada inclua unos 150 estanques pequeos, de los cuales 84 eran artificiales para ganado, de uno o dos siglos de antigedad, que estaban totalmente incomunicados entre s y con otros cuerpos de agua.

Se introdujeron dos especies de caracol (100 ejemplares de cada una) en 14 estanques en los cuales esas especies no

estaban presentes. Los resultados obtenidos fueron los siguientes:

EspeciePoblaciones exitosas(entre 14 introducciones)

Planorbis corneus10 a 12

Bithinia tentaculata0

Situacin BLa especie vegetal Rumex crispus, variedad littoreus, habita en una zona del litoral muy estrecha de Inglaterra. Se plantaron semillas de esta especie en diversos hbitats no martimos y, si bien brotaron en gran nmero, la mayor parte de las plantas no sobrevivieron ms de un ao.

Situacin CLa trucha arcoris (Salmo gairdneri) es nativa de la zona oeste de Amrica del Norte. Se la ha introducido en aguas de la costa oriental y por eso actualmente est establecida en toda el rea de los grandes lagos. Sin embargo, los intentos por sembrarla en los lagos y ros del Estado de Alberta, en Canad, han fracasado.

RESPONDER:

a. Qu informacin da el hecho de que un trasplante resulte exitoso?

b. De todas las situaciones relatadas, en qu casos la dispersin era el nico factor que limitaba la distribucin de las poblaciones hacia otras reas?

c. Cules pueden ser los factores limitantes, en los otros casos?

TAMAO POBLACIONALUn parmetro fundamental para el estudio de una poblacin en un momento dado es su tamao.

Se entiende por tamao de una poblacin, la cantidad de individuos que la constituyen. No siempre es fcil conocer cuntos organismos forman una poblacin y esta dificultad puede ser por diversos motivos:

Supongamos que deseamos conocer el tamao de la poblacin de trboles en el ecosistema de nuestro pequeo jardn. Para ello, tenemos que contar los trboles, es decir, hacer un censo de trboles. All encontraremos una dificultad: dnde termina un trbol y empieza el siguiente? En algunas especies es difcil reconocer a cada individuo.

Si nos proponemos averiguar el tamao de una poblacin de repollos de agua (cierto tipo de planta flotante) en el ecosistema de una amplia laguna. Otra vez, debemos contar, es decir, censar a los individuos. Pero dado que

la laguna ocupa una gran extensin, este censo puede resultar agotador y tal vez, al concluir, no estemos seguros de haber contado bien. Algunas poblaciones estn expandidas en reas tan amplias, que es difcil efectuar un recuento eficaz.

Si necesitamos saber el tamao de la poblacin de palomas en un poblado, nos resultar imposible censarlas, ya que se trata de animales de desplazamiento muy activo, y es probable que contemos varias veces al mismo individuo. Muchas poblaciones son tan mviles, que resulta imposible el recuento de cada individuo.Sin embargo, en ocasiones es muy necesario conocer el tamao de una poblacin. Por ejemplo, una empresa maderera debe proceder a la tala de rboles en un ecosistema, pero cuntos rboles podr talar sin generar un severo desequilibrio en ese lugar? Cuntos habr de reponer para reforestar el rea y as proveer de materia prima a largo plazo?

Eclogos y otros especialistas debern estudiar el rea en cuestin para determinar datos de importancia como la influencia de esa poblacin de rboles en el clima de ese ecosistema y zonas aledaas, tiempo que demorar el crecimiento de los jvenes rboles plantados para reponer a los talados; el nicho ecolgico que esa especie ocupa en la comunidad fin de prever cmo resultarn afectadas otras especies que dependen de la primera, etc.

ACTIVIDAD N 2 Medicin del tamao poblacionalPor lo general, para conocer el tamao de un a poblacin no se pueden realizar conteos de los individuos (censos), sino que es necesario aplicar tcnicas que permitan efectuar estimaciones.

MaterialesUn paquete de garbanzos, lentejas u otras semillas de tamao similar. Una caja de zapatos o semejante.

Esmalte para uas de un color visible. Una bandeja.

Informacin necesariaSi se captura y marca un nmero conocido de individuos de una poblacin, se los libera y luego se toma una muestra al azar, la relacin entre los individuos marcados y la totalidad de individuos de esa muestra ser igual a la relacin entre la totalidad de individuos marcados y la totalidad de la poblacin.

Esto se puede expresar mediante la siguiente ecuacin:

Im (individuos marcados) = M (total de individuos marcados)In (total de individuos de la muestra) N (total de individuos de la poblacin)Procedimiento1. Colocar todas las semillas de la bolsa en la caja.

2. Tomar dos puados de semillas y colocarlos en la bandeja.

3. Hacer una marca con el esmalte a cada una de las semillas de la bandeja.

4. Contar y anotar la cantidad de semillas marcadas.

5. Colocar nuevamente esas semillas en la caja.

6. Tapar la caja y prepararla para poder retirar varias veces 20 semillas al azar (probar se la mano pasa cmodamente como para poder recolectar semillas de toda la caja, y contarlas mientras lo hacen sin mirar).

7. Antes de efectuar la recoleccin agitar la caja para mezclar bien las semillas.

8. En cada recoleccin contar y registrar la cantidad de semillas marcadas y volver a colocar todas las semillas en la caja.

9. Realizar 10 recolecciones y conteo iguales.

10. Calcular el promedio de las semillas marcadas recolectadas.

11. Averiguar con los datos obtenidos la cantidad total de semillas. Plantear la ecuacin y despejar la incgnita.

Estimacin de la cantidad total de semillas:.

12. repartir las semillas entre los integrantes del grupo y contarlas.

Cantidad total de semillas contadas:..

Consignas y preguntas para el anlisisa. Comparar los resultados obtenidos: qu se puede decir acerca de la validez del mtodo?

b. Qu tipo de poblacin podra ser estudiada utilizando este mtodo? Justificar la respuesta.

c. Discutir si el tiempo transcurrido entre una recoleccin y otra puede modificar los resultados. Registrar la discusin y la conclusin a la que se llegue.

d. Qu hay que tener en cuenta para elegir el tipo de marca que se realiza a individuos?

DENSIDAD DE UNA POBLACINConocer solamente el tamao de una poblacin no nos da una idea completa sobre su estructura. Pensemos un caso sencillo: Si averiguo que en un pueblo AQ viven 10.000 personas y que en otro pueblo, B, tambin vive la misma cantidad,

puedo extraer conclusiones acerca de la calidad de vida en cada pueblo y el grado de interrelacin de sus individuos? Al margen de las caractersticas de infraestructura de cada pueblo, distribucin de servicios y todos los aspectos exclusivos

de cada poblacin, un dato fundamental es saber la extensin de espacio que ocupa cada poblacin.

Si el pueblo A abarca un rea de 1.000 Km2 y el B, slo de 500 Km2, entonces ya hay un rasgo de ambas poblaciones que marca una diferencia: en una de ellas, los habitantes se hallan ms juntos entre s, mientras que en la otra estn ms separados. Matemticamente puede demostrarse si se reduce el espacio ocupado a la unidad, es decir, si se averigua la cantidad de individuos que habita en la unidad de espacio. Este valor representa la densidad de una poblacin.

El razonamiento a seguir puede plantearse as:

Pueblo AEn 1.000Km2 10.000 individuos

En1 Km2 x individuosPor lo tanto:

X=1 Km2 x 10.000 individuos= 10 individuos1.000Km2

Esto significa que en cada Km2 habitan 10 individuos, y matemticamente se expresa: 10 indiv./Km2Si observas los nmeros de la ecuacin, el numerador (de arriba), es el tamao poblacional y de denominador (de abajo) es el

espacio ocupado. El 1 indica la unidad de espacio.

De esta ecuacin surge, entonces la frmula para calcular la densidad de una poblacin:D = Tamao poblacionalEspacio ocupadoACTIVIDAD N 31.Aplica la frmula de densidad para averiguar el valor que corresponde al pueblo B.

2.Cul es el pueblo ms densamente poblado? Justificar.

3.Qu espacio ocupa otro pueblo C que tiene igual cantidad de habitantes que los anteriores, pero una densidad de 5 i/Km2? Demostrar.

4.Resuelve: Una poblacin de lombrices en un jardn, abarca 980 individuos

a. Sabiendo que habitan un espacio aproximado de 200 m3, calcular la densidad poblacional. b. Por qu crees que se ha expresado el espacio en unidad de volumen?

c. Elabora predicciones explicativas sobre la influencia que tendra, sobre la densidad de la poblacin de lombrices, cada una de las siguientes situaciones. Justifica en cada caso:

- Riego con plaguicidas fosforados altamente txicos:

- Punteo y remocin de la tierra:

- Agregado de tierra negra, frtil:

- Sequa muy intensa y prolongada:

- Acentuada reproduccin:Se denomina densidad al nmero de individuos por unidad de superficie o de volumen.

Este parmetro brinda mayor informacin acerca de una poblacin puesto que adems detener en cuenta el nmero de organismos, incluye las interacciones que se establecen entre ellos y la disponibilidad de los

recursos que utilizan.La densidad de una poblacin cambia en el espacio y con el tiempo; tambin se modifica su tamao total.

Los parmetros que inciden directamente sobre el tamao poblacional son la natalidad nmero de nacimientos- y la mortalidad nmero de muertes-, las migraciones, las edades y la proporcin de sexos.

Cuando se estudia una poblacin en un momento dado es imprescindible conocer estas variables, ya que slo as

podemos tener una idea precisa de su situacin actual y futura. Por ejemplo, una poblacin constituida mayormente pos individuos seniles, incapaces de reproducirse, puede tener un tamao considerable en el momento de la medicin, pero decrecer al cabo de poco tiempo.

Se denomina crecimiento poblacional al aumento o disminucin del nmero total de individuos de una poblacin. La natalidad y las inmigraciones aumentan el tamao poblacional; la mortalidad y las emigraciones provocan su decrecimiento.

Inmigraciones

Natalidad++ Tamao de la poblacin --

EmigracionesMortalidad MigracionesLas poblaciones son entidades abiertas y los individuos no solo pueden desplazarse dentro de los lmites definidos para cada poblacin en estudio sino tambin entre poblaciones distintas de la misma especie. Las migraciones son los movimientos de los organismos entre poblaciones diferentes. Los ingresos se denominan inmigraciones y los egresos, emigraciones.

Si bien estos movimiento influyen en la dinmica de la poblacin, en gran parte de los estudios poblacionales no se tiene en cuenta, ya que suele considerarse que el nmero de organismos que ingresa y egresa es semejante y, por lo tanto, su incidencia en el crecimiento poblacional puede resultar poco significativo respecto de la que ejercen los nacimientos y las muertes de los individuos.

NatalidadSi el ambiente no presentara restricciones para el nacimiento y el desarrollo de los organismos de una poblacin. Todos los individuos nacidos seran capaces de sobrevivir y dejar descendencia, y esto ocurrira del mismo modo en todas las generaciones, por lo que el crecimiento de la poblacin bajo estas condiciones sera ilimitado.

Sin embargo, el ambiente presenta limitaciones y es sumamente difcil que el nmero de nacimientos sea igual al mximo esperado para la especie (potencial reproductivo) y que todos los individuos recin nacidos tengan iguales probabilidades de sobrevivir y dejar descendencia.

-Fecundidad de una poblacin: Capacidad potencial de reproducirse.

-Fertilidad: nmero real de individuos que nacen.

La mosca comn resulta un ejemplo de organismos que no se multiplican al ritmo de su potencial reproductivo ya que, si as ocurriera, la cantidad de moscas sera enormemente mayor que la que es posible observar cotidianamente. Esto es: a pesar de que cada hembra tiene la capacidad potencial de poner 120 huevos en una generacin, no todas las hembras llegan a este valor, una parte de ellos no suele prosperar y muchos de los individuos que nacen mueren inmediatamente despus del nacimiento. Esto muestra que el aumento real de individuos de una poblacin por nacimiento es siempre menor que su potencial.

MortalidadLa mortalidad mnima de una poblacin se ve incrementada por los factores ambientales limitantes. Una manera de calcular esta mortalidad mnima de una especie es medir la longevidad de individuos criados en condiciones ptimas, considerando la vejez como nica causa de muerte. En realidad, slo algunos individuos cumplen con todas las etapas del ciclo vital y alcanzan la senilidad. La mayor parte de ellos muere a mano de predadores o a causa de enfermedades, falta de alimentos, etc.

Para estimar la mortalidad real de una poblacin, se toma una muestra representativa de la poblacin y se marca a los individuos para realizar un seguimiento y contar, al cabo de cierto tiempo el nmero de sobrevivientes. Las curvas de supervivencia que se pueden elaborar a partir de los resultados del conteo muestran en cul de las etapas de la vida la mortalidad es mayor.

Tipos de curvas de supervivenciaTipo I: ndice de mortalidad reducido en las primeras etapas y elevado en la ltima.

Tipo II: ndice de mortalidad constante a lo largo de todo el ciclo de

vida. Suele darse rara vez en la naturaleza.

Tipo III: ndice de mortalidad muy elevado en las primeras etapas de la

vida y bajo en los organismos adultos.

La curva exponencial representa el crecimiento de una poblacin sin restricciones de ninguna ndole.

Estructura etariaEn la mayor parte de las poblaciones coexisten individuos de diferentes generaciones, de manera que es posible describir una estructura etaria, que se expresa mediante la proporcin de la poblacin correspondiente a cada grupo de edad. Generalmente en la vida de un organismo pueden reconocerse tres estadios: pre-reproductivo, reproductivo y pos- reproductivo. La duracin de cada uno de ellos vara en las diferentes especies.

La estructura etaria suele representarse grficamente a travs de pirmides de edad, las cuales permiten comparar fcilmente la composicin segn la edad de poblaciones de una misma especie que habitan en distintos ecosistemas o en diferentes momentos

La estructura etaria de una poblacin, puede mostrar si esta se encuentra estabilizada, en expansin o en declinacin. Una poblacin en expansin posee una elevada tasa de natalidad y su estructura etaria muestra grandes proporciones de individuos jvenes; en una poblacin estable, el ndice de crecimiento es cercano a cero, y los grupos de edad pre- reproductiva y reproductiva alcanzan un tamao similar; cuando la tasa de natalidad decrece tal manera que el grupo pre-reproductivo es menor que el reproductivo y que el post-reproductivo, la poblacin se encuentra en declinacin.

Las pirmides de edad suelen representar tambin la composicin de sexos de la poblacin, en cada grupo etario. ACTIVIDAD N 41. Analizando las curvas de supervivencia, cul piensas que se acomoda mejor al desarrollo de bacterias en agua estancada?

2. Observar atentamente las siguientes pirmides de edades de diversas poblaciones y determinar para cada una de ellas si se encuentra estabilizada, en expansin o en declinacin.

3. Observar atentamente las siguientes pirmides de edades de la poblacin humana y responder:

a)Qu forma adoptan cada una de las pirmides?

b)Cmo es la Natalidad y la Mortalidad en cada una de ellas?

c)Qu tipo de curvas de supervivencia representara mejor a cada poblacin?

d)Compara la poblacin de 0-14 aos en ambas figuras:

qu diferencias bsicas existen?

qu est ocurriendo en la figura de 2001?

qu consecuencias tiene?

onduc a de e ecc n de hb a con ab ecen en e a poblac one pre en