sábado, 3 de junio de 2017

3 CARACTERÍSTICAS DE LAS POBLACIONES

La biología puede describirse en términos de redes que se interconectan entre sí en varios niveles de complejidad. Cuando saltamos de un nivel a otro las propiedades del nivel inmediatamente anterior deben ser tomadas en cuenta junto con propiedades completamente nuevas. Tal es el caso de la población, la cual definiremos como un conjunto de individuos de una misma especie que viven en un mismo ambiente geográfico. En este nivel emplearemos la definición biológica de especie que dice: una especie es un conjunto de poblaciones que pueden reproducirse entre sí y generar una descendencia viable.

Las poblaciones exhiben propiedades distintivas de los individuos de los cuales están compuestas, entre ellas podemos enlistar: densidad, dispersión, tasas de nacimiento y muerte, tasas de crecimiento, estructura de supervivencia y de edad. Todas estas propiedades desembocan en su característica más relevante, y es que la población es el primer nivel de complejidad capaz de experimentar Evolución Biológica.

Referencias básicas: (Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; K. A. Mason et al., 2014; Miller & Spoolman, 2009; Mittelbach, 2012; Molles, 2013; Rana, 2013; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013)

3.1 Ecología de poblaciones y dinámica de oblaciones

La ecología de poblaciones considera tanto el número de individuos de una especie en particular que se encuentran en un mismo lugar geográfico y la dinámica de esa oblación, es decir, como el número de individuos crece y disminuye a lo largo del tiempo. Debido a que el tamaño de una población medido como el número de individuos en un momento dado no es un valor constante, su estudio se encierra bajo los conceptos de dinámica newtoniana y matematizada, en otras palabras lo que se denomina como dinámica de poblaciones. Los ecólogos de poblaciones intentan determinar procesos que son comunes a todas las poblaciones y por lo tanto inducibles en leyes matemáticas generales. Ellos estudian como las poblaciones interactúan con otros individuos de su misma especie y con su medioambiente, lo cual genera relaciones que no son perceptibles en un solo individuo aislado. La propiedad más importante que emerge de estas interacciones es la capacidad de evolucionar.

Referencias básicas: (Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; K. A. Mason et al., 2014; Miller & Spoolman, 2009; Mittelbach, 2012; Molles, 2013; Rana, 2013; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013)

3.2 Importancia económica del estudio de las poblaciones

Debido a que la propiedad más importante de la ecología de poblaciones es la evolución, en este tema se estudian una gran cantidad de fenómenos relacionada con esta como el éxito reproductivo, la aptitud darwiniana, la extinción, la genética de poblaciones y la relación con la comunidad y el ecosistema. En otras palabras, la dinámica de poblaciones en la actualidad es básicamente teoría de la evolución aplicada, y sus aplicaciones poseen todo el espectro de labores humanas que involucren poblaciones de seres vivos, lo cual incluye al ser humano mismo. Ejemplos de aplicaciones de la dinámica de poblaciones son: el cuidado forestal, la agricultura, la ganadería, la protección del medioambiente entre otras. Dos procesos generales que siempre desean evitarse son el incremento en población “plagas, epidemias” o de disminución de la población “extinción”.

Referencias básicas: (Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; K. A. Mason et al., 2014; Miller & Spoolman, 2009; Mittelbach, 2012; Molles, 2013; Rana, 2013; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013)

3.3 Trabajando con la definición de población

La definición de población depende de dos criterios, la interfecundidad y la frontera que define su distribución geográfica. El concepto de tamaño de población y la posibilidad de comparar diferentes poblaciones es solo significativo si es posible determinar las fronteras geográficas entre las cuales la población se distribuye. Existe una diferencia entre tener 100 individuos por dos unidades de territorio a tener 100 individuos en media unidad de territorio, esto es porque el territorio posee recursos limitados, y los individuos agrupados en territorios muy densos pueden experimentar presiones y estrés mucho mayor. En otras palabras el tamaño poblacional no significa nada en si mismo, y para ser empleado es necesario conocer el tamaño del territorio y esto debe hacerse mediante la determinación de las fronteras territoriales como los accidentes geográficos entre los que podemos encontrar: ríos, océanos, montañas, abismos entre otros. Las fronteras de un territorio pueden cambiar debido a eventos estacionales “como las estaciones, el calentamiento global, o los efectos del niño o de la niña”; o por fenómenos catastróficos como incendios, inundaciones, terremotos o huracanes.

Referencias básicas: (Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; K. A. Mason et al., 2014; Miller & Spoolman, 2009; Mittelbach, 2012; Molles, 2013; Rana, 2013; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013)

3.4 La densidad de una población

La relación que existe entre el número de individuos y el tamaño del área territorial de su distribución se define como la densidad de una población (a1), esta variable puede dar cuenta del nivel de estrés y competencia que experimentan los individuos de una población con muy poco territorio de distribución. Matemáticamente la densidad “Rho ρ” se define como la división del tamaño de la población “N” entre el área geográfica “A” “o volumen en algunos casos”. Debido a que es una variable dependiente del tamaño poblacional, es una dinámica y fluctuará con el tiempo, por lo que puede ser graficada como una función del tiempo.

La densidad poblacional es una variable que es influida indirectamente por las relaciones de la comunidad ecológica y por las condiciones del ecosistema, sin embargo en ambientes relativamente estables es posible observar patrones cíclicos en los que la densidad poblacional “y el tamaño de la población” cambian. También es posible que dichas oscilaciones se presenten en ciclos mucho más dilatados como de cada cuatro años “por ejemplo en regiones afectadas por fenómenos del niño o de la niña” o mucho más extensos.

Referencias básicas: (Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; K. A. Mason et al., 2014; Miller & Spoolman, 2009; Mittelbach, 2012; Molles, 2013; Rana, 2013; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013)

3.5 Los patrones de dispersión

Otra variable que influye en las poblaciones es el modo en que cada individuo se distribuye al interior de las fronteras de un área geográfica. Esto depende en última instancia de las interacciones entre los individuos, siendo estas cohesivas o competitivas. Una especie cuyos individuos se relacionan de forma positiva tienden a ser altamente cohesivos y distribuirse en grupos o conglomerados al interior de un territorio, un ejemplo de esto serían las abejas. Especies que son altamente competitivas pueden adueñarse de territorios amplios, y mantener a otros individuos de la misma espacie alejados la mayor parte del tiempo como en el caso de los tigres. De lo anterior se deduce que los patrones de dispersión son una variable que emerge de las relaciones internas de la población, es decir del modo en que los individuos de una población de relacionan entre sí.

3.5.1 Dispersión al azar

La dispersión al azar se da cuando los individuos de una población se organizan de una forma que carece de un patrón reconocible. Lo anterior implica que las interacciones entre los individuos de la especie no afectan a los demás individuos de la misma especie. Este presupuesto teórico es tan antinatural que de hecho explica la razón por la cual nunca o casi nunca ha sido posible encontrar un ejemplo de distribución aleatoria en la naturaleza, de hecho muchos ecólogos dudan de su existencia. La razón de esto es que los miembros de las especies siempre experimentan algún tipo de interacción, sea esta positiva o negativa, adicionalmente aun cuando no interactuaran con otros individuos de su especie otras relaciones como las de la comunidad (depredación, simbiosis entre otras), o con el ecosistema (disponibilidad de luz, de agua entre otros) harían que la distribución adquiriera algún tipo de patrón no aleatorio.

3.5.2 Dispersión agrupada

La dispersión agrupada o de agregación se da cuando los individuos se organizan en conglomerados o parches al interior de su región de distribución geográfica. Dos son las principales causas para estos patrones de distribución. La primera es mediante interacciones positivas entre otros individuos de la misma especie, los cuales experimentan cooperación o protección mutua. Por ejemplo los cardúmenes de peces que avanzan en grupo para defenderse de sus depredadores, los espinos de rozas que generan una defensa infranqueable contra los herbívoros, o las organizaciones de primates altamente colaborativas, entre las que se debe destacar a la del ser humano. La otra razón es que, aun asumiendo que la interacción positiva entre los individuos de una misma especie sea muy débil, otras interacciones condicione la distribución, por ejemplo la disponibilidad de recursos estratégicos como la disponibilidad de agua.  Si en un ecosistema el agua se hace escasa, la población se agrupará en las pocas zonas donde el agua esté disponible generando el patrón de dispersión agrupado.

3.5.3 Dispersión uniforme

El patrón de dispersión uniforme se genera debido a la competencia severa entre los individuos en un área geográfica limitada. Este patrón depende de que el tamaño en el cual pueden distribuirse los individuos es limitado, si los individuos compartieran territorio los recursos no serían lo suficientes para soportar a ambos vivos. Los mecanismos de competencia entre una misma especie son muy salvajes, en plantas y otras formas de vida dependen de la producción de compuestos químicas o toxinas que eliminan a los competidores, la limitación mecánica a la invasión del territorio y en lo que nos es más evidente a simple vista, el combate directo. Muchos depredadores superiores son solitarios y tienen este patrón de distribución, repartiéndose las zonas geográficas en territorios menores de los cuales sobreviven como los tigres o los osos. Sin embargo la competencia de este tipo no solo es desencadenada por recursos alimenticios, también las zonas de anidación como en muchas aves marinas presentan un patrón de distribución uniforme.

Referencias básicas: (Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; K. A. Mason et al., 2014; Miller & Spoolman, 2009; Mittelbach, 2012; Molles, 2013; Rana, 2013; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013)

3.6 Metapoblaciones

Una metapoblación es un conjunto de poblaciones dispersas que en ocasiones puede experimentar contactos reproductivos. Las poblaciones de muchas especies ocurren no como una sola población continuamente distribuida, sino como subpoblaciones espacialmente separadas en parches. 

Una subpoblación es una parte de una población más grande, con la cual mantiene un intercambio limitado de individuos a través de la inmigración y la emigración. Un grupo de subpoblaciones que viven en tales parches conectados por intercambio de individuos entre parches forman una metapoblación. Leones y elefantes son ejemplos típicos, ya que se agrupan en parches llamados manadas, de los cuales los machos se separan en una edad relativamente temprana. Los machos son los que se encargan de transferir los alelos de un parche a otro manteniendo la cohesión genética de la especie a través de la metapoblación.

Referencias básicas: (Belk & Maier, 2013; Hoefnagels, 2015; Mackean & Hayward, 2014; Mader & Windelspecht, 2015, 2018; Mader, 2010; K. A. Mason et al., 2014; Miller & Spoolman, 2009; Mittelbach, 2012; Molles, 2013; Rana, 2013; Reece et al., 2014; Sadava et al., 2014; Simon et al., 2013; Solomon et al., 2014; Starr et al., 2013)

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