Ecología poblacionalSemana 13, Capítulo 45

45.1 Demografía poblacional

Las poblaciones tienen ciertas características demográficas, siendo las más importantes:

• Tamaño- número de individuos en la población.• Estructura de edades- cuántos individuos hay de

distintas edades. Por ejemplo, número de individuos prereproductivos, reproductivos y posreproductivos.

• Densidad- número de individuos por unidad de área. Por ejemplo, 150 por metro cuadrado.

• Distribución espacial- distribución de los individuos dentro del área ocupada por la población.

Tres patrones de distribución espacial

agrupada o en grupos

al azar

casi uniforme

45.2 Cabezas escurridizas que contar

Los ecólogos usan técnicas de captura y recaptura para estimar el tamaño de las poblaciones de organismos que se mueven. Los animales marcados se liberan en un área y la proporción de animales recapturados se extrapola para estimar el tamaño total de la población.

Conteo de organismos que no se mueven Para estimar el tamaño poblacional de organismos que

no se mueven, el área total se divide en cuadrantes, se cuentan los individuos en varias de estas unidades y se multiplica por el número equivalente de cuadrantes en el área total.

Uso de cuadrantes para estimar una población

45.3 Tamaño poblacional y crecimiento exponencial

Las poblaciones son unidades dinámicas que continuamente ganan y pierden individuos. La natalidad y la inmigración añaden individuos, mientras que la mortalidad y la emigración los restan.

Octillizos producto de un tratamiento de fertilidad

Inmigración y emigración

La curva presenta la inmigración legal a los EUA desde el 1820 hasta el 2000.

La inmigración depende de la economía.

Pensando en la situación actual, ¿dónde colocarías el punto del 2010?

Cambios en el tamaño de la población

Tasa de crecimiento per cápita (r)- medida de la tasa de crecimiento de una población.r = b-dr= tasa de crecimiento per cápitab= tasa de nacimientos per cápitad= tasa de muertes per cápita

Cero crecimiento poblacional- sucede cuando el número de nacimientos iguala el número de muertes. Bajo estas condiciones el tamaño de la población no crece.

Crecimiento poblacional (G) y crecimiento exponencial

El crecimiento poblacional (G) durante un periodo de tiempo se calcula usando la tasa de crecimiento per cápita (r) y el número de individuos en la población (N).

G = r x N Las poblaciones exhiben crecimiento exponencial

cuando aumentan por la misma proporción durante sucesivos periodos de tiempo. Aunque r se mantenga constante, la población crece cada vez más rápido y cada vez toma menos tiempo duplicar su tamaño.

Las poblaciones que crecen exponencialmente tienen una curva de crecimiento en forma de J.

Ejemplo de crecimiento exponencial

Crecimiento exponencial en bacerias

La velocidad del crecimiento exponencial es directamente proporcional al valor de r. Mientras mayor es r, más rápido crece la población.

Potencial biótico

Potencial biótico- valor máximo de r que puede alcanzar una especie en un ambiente óptimo (alimento abundante, cero enfermedades, cero depredadores, etc.).

Todas las especies tienen un potencial biótico característico. • Algunas bacterias: 100% cada media hora (esto

explica por qué las bacterias pueden propagarse tan rápido durante una infección)

• Humanos: 2% a 5% anual. Aunque como especie tenemos un potencial biótico bajo, nuestra población crece exponencialmente.

45.4 Límites del crecimiento poblacional Las poblaciones naturales

no crecen fuera de control. La falta de alimento o de espacio, las enfermedades, los depredadores, los parásitos y los desastres naturales frenan el crecimiento.

Factores limitantes- factores que reducen el tamaño de la población. El primer recurso esencial que escasea se convierte en un factor limitante.

Buitre esperando que muera un niño africano.

Capacidad de carga y crecimiento logístico

La disponibilidad de recursos limita el tamaño de la población. La capacidad de carga o de acarreo es el número máximo de individuos que el ambiente de una población puede sostener indefinidamente.

Por lo general, las poblaciones comienzan a crecer lentamente, luego crecen más rápido y eventualmente alcanzan la capacidad de carga. Este crecimiento se describe por una curva de crecimiénto logístico que adquiere forma de S.

Curva de crecimiento logístico

Crecimiento poblacional y extinción La curva logística describe el crecimiento normal de

muchas poblaciones. Sin embargo, una población también puede crecer tan rápido que agote por completo sus fuentes de alimento y la población se extinga, como sucedió con los renos de la Isla San Mateo.

Dos categorías de factores limitantes Los factores dependientes

de la densidad son generalmente bióticos. La intensidad de estos factores aumenta según aumenta la población. Depredadores, falta de alimento, sobrepoblación.

Los factores independientes de la densidad son generalmente abióticos y afectan a la población independientemente de su tamaño. Fuego, volcanes, inundaciones, tsunamis.

45.5 Patrones de vida, cohortes y tablas de vida

Cada especie tiene un patrón de vida. La esperanza o expectativa de vida (duración promedio de la vida), la edad a la cual se alcanza la madurez reproductiva, la frecuencia reproductiva de las hembras y el número de hijos por nacimiento varían mucho entre los organismos.

Cohorte- grupo de individuos que nacieron en un mismo intervalo de tiempo. Los demógrafos estudian la vida de los miembros de un cohorte desde que nacen hasta que mueren y con estos datos preparan tablas de vida.

Las tablas de vida son útiles para estimar el comportamiento de una pobación y manejar poblaciones de especies. Las compañías de seguros las usan para determinar los precios de sus pólizas.

Tabla de vida para un cohorte anual de una planta

Tabla de vida para humanos en los EUA

La tabla es similar para Puerto Rico. ¿Cuántos años de vida te quedan a ti y a tus familiares.

Curvas de supervivencia

Las curvas de supervivencia se producen cuando expresamos en una gráfica la supervivencia de un cohorte en cada intervalo de tiempo. Hay tres tipos comunes.

Curva de supervivencia tipo I La supervivencia de los jóvenes es alta y la mayor parte

de la mortalidad sucede en la vejez. Típica de organismos que tienen pocos hijos y mucho cuido parental.

Curva de supervivencia tipo II

La supervivencia es similar a lo largo de toda la vida. Otra forma de decirlo es que la mortalidad es similar en todos los intervalos de tiempo.

Curva de supervivencia tipo III La mortalidad de los jóvenes es alta. Típica de

organismos que tienen una gran cantidad de hijos y no tienen cuido parental. Los erizos producen millones de huevos que se desarrollan por cuenta propia.

Estrategias reproductivas A lo largo de sus historias

evolutivas, los organismos han desarrollado estrategias reproductivas diferentes.

La selección r favorece la producción masiva de hijos, mientras que la selección K favorece la “calidad” de los hijos.

Los estrategas K tienen curvas de vida del tipo I, mientras que los estrategas r tienen curvas de supervivencia del tipo III.

K

r

45.7 Crecimiento de la población humana

La población humana está en rápido crecimiento y seguirá creciendo durante décadas.

Hemos evadido la resistencia al crecimiento mediante la colonización de nuevos hábitats, uso de energía fósil, aumentos en la producción agrícola y adelantos en la medicina.

La tasa actual de crecimiento no puede sostenerse indefinidamente. Tarde o temprano factores dependientes de la densidad reducirán el crecimiento de la población humana.

Los demógrafos estiman que la población humana se estabilizará alrededor del 2050 con unos 9 billones de habitantes.

Crecimiento de la población humana

La única reducción en la población humana se debió a las pandemias de peste bubónica sucedidas a mediados del siglo pasado.

Bases del crecimiento poblacional

Expansión geográfica- la tecnología nos permite vivir en lugares inhospitos.

Aumento de la capacidad de carga- la productividad agrícola nos ha permitido aumentar la capacidad de carga de nuestro medio ambiente.

Revolución médica- ha reducido la mortalidad.

Distribución desigual de recursos Más de 1 billón de personas carecen de agua potable,

más de 2 billones sufren de escasés de agua y más de 800 million están desnutridos.

En otros lugares la comida sobra.

En algunos lugares no hay suficiente comida.

45.8 Tasas de fertilidad y estructura de edades

Los riesgos del crecimiento poblacional descontrolado (contaminación, escasés de recursos, reducción de biodiversidad, conflictos por fuentes de energía, etc.) han llevado al establecimiento de programas de control de la natalidad en casi todos los países. China tiene uno de los programas más agresivos (y efectivos).

Indicadores demográficos para países con distinto nivel de desarrollo

Pardo- EUARojo- BrasilCrema- Nigeria

Observa que Nigeria tiene la población más joven y la tasa de natalidad más alta. Estos dos factores contribuyen a aumentar la población.

Cambios en las tasas de fertilidad

Tasa de fertilidad total (TFT)- número promedio de hijos por mujer durante su vida reproductiva.

La TFT ha bajado mundialmente, pero todavía se encuentra sobre el nivel de remplazo y la población sigue creciendo.

Muchos países tienen una base prereproductiva ancha (muchos niños y adolescentes). Aunque la TFT baje en estos países, la población seguirá aumentando durante décadas.

Diagramas de estructura de edades

Las barras representan el número de personas en los distintos grupos. Verde- etapa prereproductiva (niños), azul intermedio- etapa reproductiva, azúl claro- etapa posreproductiva.

Diagramas de estructura de edades

Los países con crecimiento más rápido tienen las bases más anchas. ¿En cuál de estas gráficas está Puerto Rico?

Efectos proyectados del crecimiento poblacional

Esta proyección presume que la sociedad no tomará medidas drásticas para controlar el crecimiento poblacional. Observa el aumento hasta el 2025, seguido por reducciones en todos los parámetros hacia el 2100.

45.10 El aumento de los ancianos La baja en la tasa total de

fertilidad y el aumento en la esperanza de vida han aumentado la población de personas mayores. Para el 2030 el 20 por ciento de nuestra población tendrá 65 o más años de edad.

Mantener a esta población es un gran reto económico y social debido a la carga adicional que ponen sobre las edades más jóvenes y productivas.

Biodiversidad- Eleutherodactylus portoricensis

El coquí de la montaña es endémico Puerto Rico. Es una de las dos especies que canta “co-quí”. Vive en lugares altos de la Cordillera Central.