Dinámica Poblacional
Las poblaciones
de diferentes tipos de organismos muestran espaciamientos característicos de
sus miembros, determinados por su comportamiento y su medio ambiente. Además,
cada población muestra patrones de reproducción y supervivencia que son
característicos de la especie.
Propiedades de los grupos de población
La distribución
espacial de una población se refiere a la forma que se distribuyen sus
individuos dentro de un área determinada.
La distribución
espacial puede variar con el tiempo, y cambiar con la época de reproducción,
por ejemplo. Los ecólogos reconocen tres tipos de principales de distribución
espacial: agrupada, uniforme y aleatoria.
Las poblaciones
cuyos miembros viven en grupos muestran una distribución agrupada. Los ejemplos incluyen los grupos familiares
o sociales, como los rebaños de elefantes, las jaurías de lobo, las manadas de
leones, las parvadas de aves y los bancos de peces.
Las aves en las
parvadas se benefician de muchos ojos para distinguir el alimento, como un
árbol lleno de frutos. Los bancos de peces y las parvadas de aves también
pueden confundir a los depredadores por su gran número de individuos. Los
depredadores, a su vez, en ocasiones cazan en grupos y cooperan para atrapar
presas más grandes.
Algunas especies
forman grupos temporales para aparearse y cuidar de sus juveniles. Otras
poblaciones vegetales o animales se agrupan no por razones sociales, sino
porque así los recursos son localizados.
Los organismos
con una distribución uniforme
mantienen una distancia relativamente constante entre individuos. Esto es más
común entre animales que muestran conductas territoriales que desarrollaron
para mantener su acceso a recursos limitados. El comportamiento territorial es
más común entre los animales durante sus épocas de apareamiento. Las aves
marinas pueden espaciar sus nidos de manera equitativa a lo largo de la costa,
justo fuera del alcance mutuo. Entre las plantas, los arbustos maduros de
chaparral con frecuencia se espacian de manera muy equitativa. La investigación
demuestra que este espaciamiento resulta de la competencia entre su sistema de
raíces, que ocupan un área más o menos circular alrededor de cada planta. Las
raíces absorben eficientemente agua y otros nutrimentos del suelo, lo que evita
la supervivencia de los arbustos que germinan en la vecindad. Una distribución
uniforme ayuda a estos arbustos a obtener los nutrimentos y el agua que
necesitan para sobrevivir y crecer.
Los organismos
con una distribución aleatoria son
relativamente raros. Tales individuos no forman grupos sociales. Los recursos
que necesitan están casi igualmente disponibles a través del área que habitan y
dichos recursos no son tan escasos para requerir espaciamiento territorial. Los
árboles y otras plantas en la selva tropical se acercan para estar en una
distribución aleatoria. Probablemente no haya especies de vertebrados que
mantengan una distribución aleatoria todo el año; la mayoría interactúa
socialmente al menos durante la época de reproducción.
Formas de Crecimiento de
la Población
Una población está conformada por todos los miembros de una especie
particular que viven dentro de un ecosistema.
Las poblaciones
no existen en aislamiento y cada una forma una parte integral de una comunidad
más grande, definida como un grupo poblacional de interacción. Las comunidades
a su vez, existen dentro de ecosistemas, que incluyen todos los factores
bióticos y los abióticos.
Las poblaciones
cambian a causa de nacimientos, muertes o migración. El crecimiento natural de
una población es la diferencia entre nacimientos y muertes. La migración neta
de una población es la diferencia entre inmigración (migración al interior de
la población) y emigración (migración al
exterior de la población). Una población crece cuando la suma de crecimiento
natural (nacimientos menos muertes) es positiva. Una población se reduce cuando
la suma del crecimiento natural y la migración neta es negativa.
Aunque las
poblaciones pueden estar significativamente influidas por la migración, en la
mayoría de las poblaciones naturales las tasas de natalidad y mortalidad son
los principales factores que influyen en el crecimiento poblacional; los
cálculos siguientes se enfocan en dichos factores.
El tamaño de
cualquier población resulta de la interacción entre dos grandes factores, en
oposición que determinan las tasas de natalidad y mortalidad; el potencial
biótico y la resistencia ambiental. El potencial biótico es la máxima tasa
teórica a la que puede aumentar una
población, asumiendo condiciones ideales que permitan una tasa de natalidad máxima y una tasa de
mortalidad mínima. La resistencia
ambiental también abarca la disponibilidad
siempre limitada de nutrimentos, energía y espacio, así como eventos naturales
como tormentas, incendios, heladas, inundaciones y sequias.
Para los
organismos de larga vida en la naturaleza, la interacción entre potencial
biológico y resistencia ambiental por lo general resulta en un equilibrio entre
el tamaño de una población y los recursos disponibles para sostenerla.
El potencial
biótico puede producir crecimiento exponencial.
Los organismos
evolutivamente exitosos poseen rasgos que los hacen adaptarse bien a su
ambiente, y transmitir estos rasgos heredados a tantos descendientes sanos como
sea posible. Como resultado de la selección natural, todos los organismos
desarrollaron la capacidad de reproducirse muchas veces durante su tiempo de
vida. Si la resistencia ambiental se reduce, las poblaciones pueden crecer
extremadamente rápido.
El cambio en el
tamaño de una población con el tiempo es una función de la tasa de natalidad,
la tasa de mortalidad y el número de individuos en la población original. La
tasa de mortalidad y la de natalidad con frecuencia se expresan como el número
de nacimientos o muertes por individuo durante una unidad de tiempo específica,
como un mes o un año.
La tasa de
crecimiento de una población es una medida del cambio del tamaño de la
población por individuo por unidad de tiempo.
Si la tasa de
natalidad supera la tasa de mortalidad la población crecerá. Si la tasa de
mortalidad supera la de natalidad, la tasa de crecimiento será negativa y la
población disminuirá.
Si los nacimientos superan a las muertes en porcentaje
constante, el crecimiento poblacional produce una curva en forma de J.
Este patrón de
aumento continuamente acelerado en el tamaño de la población se llama
crecimiento exponencial. Durante un periodo determinado, una población que
crece de manera exponencial crece por un porcentaje fijo de su tamaño al
comienzo de dicho periodo. Por ende, un creciente número de individuos se
agregan a la población durante cada periodo de sucesivo, lo que hace que el
tamaño de la población crezca siempre a ritmo acelerado. Esto ocurrirá en
cualquier población donde cada individuo, durante el curso de su vida, produzca
(por un número de constante) más de un descendiente que sobreviva para
reproducirse. Aunque el número de descendientes que produce un individuo cada año
varía de millones (para una ostra) a uno o menos (para un humano); cada
organismo, ya sea que trabaje solo o como parte de una pareja que se reproduce
sexualmente, tiene el potencial de reemplazarse muchas veces durante su vida
reproductiva.
El crecimiento
exponencial ocurre en poblaciones que muestran de ciclos de auge y decadencia.
El crecimiento
exponencial ocurre en poblaciones que experimentan ciclos regulares en los que
el crecimiento poblacional rápido es seguido por una súbita muerte masiva. Estos
ciclos de auge y decadencia ocurren en varios organismos por razones complejas
y variadas. Muchas especies de vida corta y reproducción rápida, desde
microbios fotosintéticos hasta insectos, tienen ciclos poblacionales
estacionales ligados a cambios en la pluviosidad, la temperatura o los
nutrimentos disponibles.
En los climas
templados, las poblaciones de insectos crecen rápidamente durante la primavera
y el verano, luego se desploman con las letales heladas de los inviernos duros.
El crecimiento
exponencial ocurre cuando se reduce la resistencia ambiental.
En las
poblaciones que no experimentan ciclos de auge y decadencia, el crecimiento
exponencial puede ocurrir temporalmente bajo circunstancias especiales, por
ejemplo si la fuente de alimento aumenta, o si otros factores que controlan la
población, como los depredadores, se eliminan. Como es el caso de la población
de grullas trompeteras, que creció exponencialmente desde que las grullas se
protegieron por primera ocasión de la caza y la perturbación humana.
La resistencia ambiental limita el crecimiento
poblacional.
Los factores independientes de la densidad limitan las
poblaciones sin importar la densidad.
Los factores
naturales más importantes independientes de la densidad son el clima y el estado
del tiempo, que son responsables de la mayoría de los ciclos poblacionales auge
y decadencia. Muchas poblaciones de insectos y plantas anuales están limitadas
en tamaño por el número de individuos que pueden reproducirse antes de la
primera helada severa. Dichas poblaciones están controladas por el clima porque
usualmente no llegan a la capacidad de carga antes de que se establezca el
invierno. El estado del tiempo también puede causar variaciones significativas
dentro de las poblaciones naturales de un año a otro. Huracanes, sequias,
inundaciones e incendios pueden tener efectos sobre poblaciones locales en
particular en aquellas especies pequeñas con vida corta, sin importar su
densidad de población.
Las actividades
humanas también pueden limitar el crecimiento de las poblaciones naturales de
manera independiente de la densidad. Pesticidas y contaminantes pueden causar disminuciones
dramáticas en poblaciones naturales. Antes de prohibirse en la década de 1970,
el pesticida DDT redujo drásticamente poblaciones de aves depredadoras,
incluidas águilas, águilas pescadoras y pelicanos.
Aunque la
cacería bien regulada puede mantener las poblaciones animales en un equilibrio
saludable con los recursos disponibles, la caza excesiva conduce a la extinción
de especies animales completas.
Los factores
dependientes de la densidad se vuelven más efectivos conforme aumenta la
densidad de la población.
Las poblaciones
de organismos con un periodo de vida de más de un año desarrollaron
adaptaciones que les permiten sobrevivir a controles independientes de la
densidad impuestos por cambios estacionales, como la llegada del invierno.
Muchos mamíferos, por ejemplo desarrollan gruesos abrigos y almacenan grasa
para el invierno; algunos también hibernan. La migración es otro mecanismo con
el cual los animales hacen frente a las situaciones adversas del lugar que
habitan; muchas aves migran largas distancias para encontrar alimento y un clima
hospitalario. La mayoría de los árboles y arbustos sobreviven a los rigores del
invierno al entrar en un periodo de inactividad, soltar sus hojas y disminuir
drásticamente sus actividades metabólicas.
Los depredadores ejercen controles dependientes de la
densidad sobre las poblaciones.
La depredación
se vuelve cada vez más importante conforme crecen las poblaciones de presas,
porque la mayoría de los depredadores comen una variedad de presas, dependiendo
de cuál sea más abundante y más fácil de encontrar. Los coyotes pueden comer
más ratones de campo cuando la población de ratones es alta, pero cambian a
comer más ardillas conforme la población de ratones disminuye. De esta forma
los depredadores con frecuencia ejercen control poblacional dependiente de la
densidad sobre más de una población de presas.
Las poblaciones
de depredadores con frecuencia crecen conforme sus presas se vuelven más
abundantes lo que las hace todavía más efectivas como agentes. Para
depredadores como el zorro ártico y el búho del ártico, que dependen
enormemente de los lemmings para alimentarse, el número de descendientes
producidos está determinado por la abundancia de presas. Los búhos del ártico
empollan hasta doce polluelos cuando los lemmings son abundantes, pero pueden
no reproducirse en absoluto en años cuando la población de lemmings cae de
manera estrepitosa.
En algunos casos
el aumento de depredadores puede provocar un declive dramático en la población
de presas, lo que a su vez puede causar un declive en la población del
depredador. Este patrón puede resultar en ciclos poblacionales fuera de fase de
depredador y presa. En ecosistemas naturales, tanto depredadores como presas
están sujetos a muchas otras influencias de modo que ejemplos bien definidos
tales como ciclos en la naturaleza son raros. Nos obstante, los ciclos
poblacionales fuera de fase de depredadores y presa se han demostrado bajo
condiciones de laboratorio controladas.
Los depredadores
pueden contribuir a la salud global de las poblaciones de presas al seleccionar
a los que están pobremente adaptados, debilitados por la edad o incapaces de encontrar
alimento y resguardo adecuado. De esta forma la depredación puede mantener a la
poblaciones de presas cerca de una densidad que pueda sostenerse por los
recursos del ecosistema.
En algunos
casos, los depredadores pueden mantener las poblaciones de sus presas muy por
debajo de la capacidad de carga.
Los parásitos se dispersan más rápidamente entre
poblaciones densas.
La mayoría de
los parásitos no pueden viajar largas distancias de modo que se dispersan con
mayor facilidad entre huéspedes en poblaciones densas. Ejemplo las enfermedades
infantiles se dispersas con rapidez en escuelas y guarderías.
Los parásitos
influyen en el tamaño de la población al hacer a sus hospederos más débiles y
susceptibles a la muerte por las inclemencias del clima y depredadores.
Los parásitos al
igual que los depredadores contribuyen a la muerte de los individuos menos
aptos, lo que produce un equilibrio en el que la población hospedera es
regulada, más no eliminada.
Este
desequilibrio puede destruirse si parásitos o depredadores se introducen en
regiones donde las especies presa locales no han tenido oportunidad de
desarrollar defensas contra ellos.
La competencia por recursos ayuda a controlar las
poblaciones
Los recursos que
determinan la capacidad de carga (espacio, energía y nutrimentos) pueden ser
inadecuados para sostener a todos los organismos que los necesitan. La
competencia definida como la interacción entre individuos que intentan usar el
mismo recurso limitado, restringe el tamaño de la población en una forma
dependiente de la densidad.
Existen dos
formas principales de competencia: competencia interespecífica (competencia
entre individuos de diferentes especies) y competencia intraespecífica
(competencia entre individuos de la misma especie).
Dado que las necesidades
de miembros de la misma especie de agua y nutrimentos y otros recursos son casi
idénticas, la competencia intraespecifica es un importante mecanismo
dependiente de la densidad del control poblacional.
Interacciones entre
especies
Que impide que
especies diferentes se crucen? Las características que evitan las cruzas y
conservan el aislamiento reproductivo se llaman mecanismos de aislamiento. Los mecanismos de aislamiento ofrecen un
evidente beneficio a los individuos. Un individuo que se aparea con un miembro
de otra especie probablemente no engendrará descendientes (o estos serán poco
aptos o estériles), de manera que sus esfuerzos reproductivos serán vanos y no
aportarán provecho a las futuras. En consecuencia la selección natural favorece
las características que impiden el apareamiento que intente traspasar las
fronteras entre especies. Los mecanismos que impiden el apareamiento entre
especies se llama aislamiento
precigóticos.
Cuando los
mecanismos de aislamiento precigóticos fracasan, o todavía no se han
desarrollado, los miembros de especies diferentes pueden aparearse. Sin
embargo, si toda la descendencia híbrida resultante muere durante su
desarrollo, entonces las dos especies continúan mutuamente aisladas desde el
punto de vista reproductivo. Incluso cuando la descendencia híbrida puede
sobrevivir, si dichos híbridos son infértiles o menos aptos que sus
progenitores, las dos especies continúan separadas, con poco o ningún flujo
genético entre ellas.
Los mecanismos
que impiden la formación de híbridos fértiles y vigorosos entre especies se
conocen como mecanismos de aislamiento postcigóticos.
La mayoría de
los híbridos animales, como la mula (una cruza entre yegua y burro) o el ligre
(una cruza de zoológico entre un león macho y un tigre hembra), son estériles.
Las interacciones comunitarias más importantes son:
competencia, depredación, parasitismo y mutualismo.
La competencia
es una interacción que ocurre entre individuos dentro de una especie o entre
individuos de diferentes especies conforme tratan de usar los mismos recursos
limitados, en particular energía, nutrimentos o espacio. Cuanto más se
traslapen los nichos ecológicos de dos especies, mayor será la competencia
entre ellas.
La competencia
interespecífica se refiere a las interacciones competitivas entre miembros de
diferentes especies, como ocurre si se alimentan de lo mismo o si requieren
áreas de reproducción similares. La competencia interespecífica es dañina para
todas las especies involucradas, porque reduce su acceso a recursos que están
en cantidad limitada. El grado de competencia interespecífica depende de cuan
similares sean los requerimientos de las especie.
Las interacciones depredador – presa dan forma a
adaptaciones evolutivas Camuflaje
Tanto depredadores
como presas desarrollaron colores, patrones y formas que se parecen a sus
entornos. Tales disfraces llamados camuflajes, vuelven poco visibles a plantas
y animales, aun cuando están a plena vista.
Los colores
brillantes con frecuencia advierten de peligro.
Algunos animales
evolucionaron de manera muy diferente, muestran coloración de advertencia
brillante. Dichos animales pueden infligir piquetes dolorosos o pueden tener
mal sabor y ser venenosos, como la rana dardo venenosa.
Mimetismo
Situación en la
que los miembros de una especie evolucionaron para parecerse a otra especie. Al
compartir un patrón de color de advertencia similar, muchas especies venenosas
pueden beneficiarse así como las especies inofensivas.
Mutualismo
Se refiere a las
interacciones entre las especies en las que ambas se benefician. Muchas
relaciones mutualistas son simbióticas; esto es, involucran una cercana
asociación física entre las especies participantes.
Ejemplos: los
líquenes sobre las rocas, es una asociación entre un alga y un hongo. El hongo
proporciona soporte y protección mientras obtiene alimento del alga
fotosintética, cuyos brillantes colores en realidad son pigmentos que atrapan
la luz.
La relación
entre las plantas y los insectos que las polinizan.
El pez payaso se
refugia entre los tentáculos de cierta especie de anemona
Sucesión Ecológica
Es un cambio
estructural en una comunidad y su ambiente no vivo con el paso del tiempo. Es
un tipo de relevo comunitario en el que congregaciones de plantas y animales se
sustituyen mutuamente en una secuencia que es un poco predecible.
La sucesión está
precedida y se inicia con un perturbación ecológica, un evento que modifica el
ecosistema al alterar su comunidad, su estructura abiótica o ambas. Los cambios
precisos que ocurren durante la sucesión son tan diversos como los ambientes
donde se presenta esta, pero es posible reconocer ciertas etapas generales. La
sucesión comienza con unas cuantas plantas resistentes llamadas pioneras. Éstas
alteran el ecosistema de forma que favorecen a las plantas competitivas, que
gradualmente las desplazan. Si se permite que esto continúe la sucesión avanza hacia
una comunidad climax diversa y relativamente estable. De manera alternativa,
las perturbaciones recurrentes mantienen a muchas comunidades en etapas de
sucesión más tempranas, o subclimax.
Existen dos
formas principales de sucesión: primaria y secundaria.
Durante la sucesión primaria, una comunidad se
forma gradualmente donde no hay rastros de una comunidad previa.
Sucesión secundaria, una nueva comunidad se
desarrolla después que en un ecosistema existente ocurre una perturbación que
deja significativos restos de una comunidad anterior, como suelo y semillas.
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