Regulación intraespecífica de la población

Universidad de Sonora
Licenciatura en Biología
Curso: Ecología
Regulación intraespecífica de la
población
Francisco Molina Freaner
[email protected]
biosfera
región
paisaje
ecosistema
comunidad
interacción
población
individuo
En esta clase exploramos el
papel regulatorio de la densidad
en las poblaciones cerradas. La
densidad modifica la natalidad y
mortalidad, regulando el tamaño
poblacional
El ambiente limita el crecimiento poblacional
• El modelo de crecimiento exponencial se basa en
una serie de suposiciones sobre el ambiente donde
crece la población (recursos ilimitados y
ambiente constante)
• En el mundo real, el ambiente no es constante y
los recursos son limitados. A medida que
aumenta la densidad, la demanda de recursos
aumenta
• Si el consumo de recursos supera la disponibilidad
y regeneración de los recursos, la población
responderá disminuyendo la natalidad y
aumentando la mortalidad
Respuestas al cambio en
densidad
• Toda la evidencia disponible indica que la
mortalidad y la natalidad cambian con la
densidad de individuos
• Diversos estudios han documentado que la
natalidad disminuye y la mortalidad
aumenta con la densidad (No. de individuos
por unidad de área o volumen)
Capacidad de carga del ambiente (K)
•
•
•
•
b = b0 - aN
d = d0 + cN
dN/dt= [(b0-aN)-(d0+cN)]N
dN/dt= [(b0-aN)(d0+cN)]N=0
• K= (b0-d0) /(a + c)
• K= capacidad de carga del
ambiente; el tamaño
poblacional máximo que
puede mantenerse en un
ambiente dado
Modelo logístico de crecimiento poblacional
• dN/dt=rN(K-N/K)
• Nt=K/1+{[K-N(0)/N(0)}e-rt
Comparación entre el modelo
exponencial y el modelo logístico
2,000
Tamaño poblacional (N)
dN
1.0N
dt
1,500
Exponencial
K  1,500
Crecimiento
logistico
dN
1,500  N
1.0N
dt
1,500
1,000
500
0
0
5
10
Numero de generaciones
15
Como varía la natalidad y la
mortalidad con la densidad
Efecto
Allee
Ejemplos de estudios sobre el
crecimiento poblacional
Ejemplos de crecimiento logístico
• Bajo condiciones
de laboratorio y
para organismos
con ciclo de vida
simple, el modelo
logístico parece
adecuado
Numero de Paramecium / ml
1,000
800
600
400
200
0
0
5
10
Tiempo (dias)
15
El caso de Drosophila
Sin embargo, para otros organismos, el modelo logístico
describe aproximadamente el crecimiento poblacional
Numero de Daphnia / 50 ml
180
150
120
90
60
30
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Tiempo (días)
Población experimental de Daphnia
Crustáceos planctónicos (Cladocera)
Modelos para
generaciones
discretas
Nt+1:(1.0-Bzt)Nt
Bzt: como reacciona Ro con la
densidad (N)
Predicciones:
a) B: 0.018
b) B: 0.025
c) B: 0.029
Casos de la vida real (no experimental)
(Capra ibex):
Nativo de
Europa y el
norte de
África. Casi
extinto.
Reintroducido
a los Alpes
Suizos en
1919 y la
población se
ha recuperado
La competencia se origina cuando
los recursos son limitados
• La competencia se origina cuando los
individuos utilizan un recurso común que es
escaso con relación con la cantidad de
individuos que lo necesitan
• Competencia intra e inter específica
• Competencia por explotación
• Competencia por interferencia
Competencia intraespecífica
• Debido a que la intensidad de la
competencia intraespecífica depende
por lo general de la densidad, esta
aumenta gradualmente, afectando
primero al crecimiento y desarrollo y
posteriormente a la sobrevivencia y
reproducción individual
Estudio experimental de la
competencia
• Los ecólogos estudian experimentalmente
como responden los individuos de las
poblaciones a los cambios en la densidad
– Animales
– Plantas
Diseños experimentales
200
160
60
40
5
Introducir diferente número de
renacuajos por unidad
experimental bajo las mismas
condiciones de alimento
Sembrar diferente número de
plantas por maceta
La competencia intraespecífica
afecta al crecimiento y desarrollo
La tasa de crecimiento del renacuajo Rana tigrina disminuye
conforme la densidad de individuos aumenta de 5 a 160
La densidad afecta el crecimiento de plantas
Acumulación de
biomasa del
trébol blanco
(Trifolium
repens) con
diferente número
de plantas por
maceta
Además de afectar el crecimiento y desarrollo, la
densidad afecta la sobreviviencia de los individuos
Autoaclareo: progresiva disminución de la densidad y aumento en
la biomasa de los sobrevivientes de una población. La competencia
produce mortalidad, lo que a su vez aumenta la disponibilidad de
recursos per cápita para los sobrevivientes
La competencia intraespecífica puede modificar
la edad reproductiva y reducir la fecundidad
Madurez sexual de las focas de Groenlandia (Phoca groenlandica)
En plantas, la competencia intraespecífica
afecta la fecundidad (producción de semillas)
Salicornia europaea
La densidad aumenta el estrés de
los individuos
• Aumentan las agresiones entre individuos
• Alteraciones hormonales que reducen el
crecimiento y retrasan la actividad sexual
• En poblaciones experimentales de roedores:
la densidad aumenta el estrés, aumenta la
frecuencia de abortos y la mortalidad de
crías.
• Efecto regulador de la población
La territorialidad sirve para regular
el crecimiento poblacional
- La territorialidad sirve para restringir
el acceso de otros individuos de la
población a la zona defendida.
-
Si los individuos defienden territorios,
la población se regula ya que el área
solo permite un número limitado de
individuos
Regulación de las poblaciones
• ¿Qué factores bióticos y abióticos regulan,
limitan o determinan el tamaño de las
poblaciones?
– Regulación denso-dependiente (densidad)
– Regulación denso-independiente (clima, etc)
– Interacciones con otras especies (depredación)
Los factores independientes de la densidad
pueden afectar al crecimiento poblacional
Factores densoindependientes:
Temperatura, precipitación,
sequías, incendios,
inundaciones, etc. Pueden
afectar la las tasas de
natalidad y mortalidad de una
población
Inviernos rigurosos vs. benignos
¿Qué regula a las poblaciones?
• Regulación denso-dependiente
• Interacciones con otras especies
– Agentes bióticos (depredación,
parasitismo)
• Regulación denso-independiente
– Agentes abióticos (clima, disponibilidad de
recursos)
• Combinación
Conceptos importantes
• El ambiente limita el crecimiento poblacional
• Crecimiento exponencial vs. logístico
• La competencia de origina cuando los
recursos son limitados
• Como afecta la competencia el crecimiento, la
sobrevivencia y la reproducción (enfoque
experimental)
• ¿Qué regula a las poblaciones?
Lectura optativa
Capítulo 11 del libro de Smith y Smith (2007)
Siguiente clase: Metapoblaciones
Examen: ¿Cuándo?
Luego: interacciones ecológicas
(competencia inter-específica,
depredación, parasitismo, mutualismo)