Una guía creada por la Universidad de San Diego, basado en el constructivismo. Hay varios ejercicios para que los alumnos trabajen en grupo usando tijera, papel y elementos baratos.

1. ¿Cómo crecen las poblaciones?
Nivel 4º medio
Tiempo Los ejercicios 1 al 6 se deben desarrollar en dos semanas (6 horas pedagógicas).
Reflexione esto 1. ¿Qué es una población?
con su grupo 2. ¿Cuán grande puede crecer una población? ¿Puede crecer para siempre?
3. ¿Cómo el crecimiento de las poblaciones afectan a las comunidades que la rodean?
Materiales Para cada grupo de 3 a 4 alumnos:
- 64 tarjetas bibliográficas
- 4 tijeras
- una regla
- cinta adhesiva para enmascarar
Objetivos 1. Definir población, crecimiento exponencial, capacidad de carga, desplome
poblacional, curva S, curva J, ecosistema.
2. Describir cómo crecen las poblaciones y cómo la capacidad de carga de un ambiente controla el
crecimiento de las poblaciones.
3. Describir cómo las especies invasoras pueden afectar el equilibrio de los ecosistemas
Información Los Ecólogos estudian el tamaño y la tasa de crecimiento de las poblaciones con el fin
de predecir cómo van a cambiar con el tiempo. Comprendiendo cómo y por qué una
población de aves, de plantas o de peces crece o desaparece en un área en particular,
los ecólogos pueden entender el delicado equilibrio de los ecosistemas de la Tierra y
cómo los humanos afectan a este equilibrio. Este laboratorio tiene varias actividades
y ejercicios que muestran cómo las poblaciones crecen y cómo las diferentes
poblaciones se afectan unas a otras.
Esta guía fue traducida y adaptada por Gustavo Toledo Contreras (srgustavotol@gmail.com ) profesor de biología del San Fdo. College. Se solicita a los colegas que, cuando la usen, este pie de página
permanezca sin variaciones. Enero de 2012.

2. Ejercicio I. Un puzle de lotos
1. Los lotos pueden crecer rápidamente. Imagina que descubres una variedad de lotos que
pueden duplicar su número cada día. Tardan 10 días para que crezcan y cubran la mitad de
una laguna.
2. Pregunta 1. ¿Cuántos días más se necesita para que los lotos cubran completamente esta laguna?
a) Aproximadamente 10 días más
b) Aproximadamente 5 días
c) Mañana
d) Nunca, ya que los lotos nunca llenarán completamente la laguna
3. ¿Cómo lo dedujiste? …………………………………………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Ejercicio 2: Crecimiento de una población de lotos
Hágalo 1. Trabaja en grupos de 3 a 4 estudiantes. Imagina que tu mesa de laboratorio o de escritorio es la
superficie de una laguna. Utilizando una regla, mide en tu escritorio un cuadrado de 48" x 48". Coloca
cinta para enmascarar con el objeto de delimitar los bordes de tu "laguna".
2. Trabaja con las 64 fichas bibliográficas (3 "x 5"). Imagina que cada tarjeta es un loto.
3. Coloca una tarjeta en la esquina de la laguna para representar el primer loto que conquistó la
laguna.
4. Ahora imagina que ha pasado un día. Duplica el número lotos de la laguna.
5. Imagina que ha pasado otro día. Por lo tanto, duplica la población de lotos de tu laguna.
6. Sigue duplicando la población de lotos hasta que la mitad de toda la superficie de la laguna se haya
llenado.
Pregunta 7. ¿Cuántos lotos se han necesitado para llenar la mitad de la laguna? …………………….
8. ¿Cuántos días pasaron hasta completar con lotos la mitad de la laguna? ………………………...
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3. 9. ¿Cuantos días pasarán para llenar
completamente con lotos a la laguna?
………………………….
Hazlo Repite la demostración, esta vez cuenta
cuidadosamente cuántos lotos están presentes
en cada generación. Usa la Tabla I para registrar
tus datos
Tabla I: Población de lotos
Generación Número de Número de lotos
(número de días) nuevos lotos en la población
1
2
3
4
5
6
7
10. Ahora grafica tus resultados, usando la figura 1 como una guía. Las Generaciones deben estar a lo
largo del eje x y el número total de lotos en la población deben estar en el eje y.
Figura 1: Curva de crecimiento de la población de lotos (pega tu
gráfico sobre este)
Pregunta 12. ¿Es lineal el gráfico de la página
anterior, o incrementa más rápidamente o
más lentamente que un gráfico lineal?
Figura 1A. Crecimiento exponencial
versus crecimiento lineal
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4. Antecedentes 13. En Tailandia, las plantas acuáticas tales como los lotos son un diario problema y los ciudadanos
deben saber manejarlos. Debido a que las ciudades están construidas alrededor áreas lagunares, a
menudos las personan deben viajar en botes y ferris, en vez de automóviles. Frecuentemente, los
motores fuera de borda se dañan porque se bloquean con los lotos, los cuales crecen rápidamente y son
difíciles de eliminar. Ejercicio 3: Crecimiento
exponencial de las poblaciones
Antecedentes 1. La tasa a la cual crece la población de lotos después de algunos días es bastante alarmante. Si
desearas mantener tu laguna limpia, deberías cortar más de la mitad de los lotos todos los días. ¡UFF!
2. El gráfico que has construido representa el crecimiento exponencial. Se denomina "curva-J". El
Crecimiento exponencial ocurre cuando no hay límites en el tamaño al cual puede crecer una población.
El alimento, agua y el espacio vivo son algunos de los recursos individuales que necesitan para vivir
saludablemente y reproducirse a su máximo potencial. Cuando dichos recursos son ilimitados, las
poblaciones pueden desarrollar crecimiento exponencial.
3. Algunas características de la curva del crecimiento exponencial son: lento crecimiento inicial y luego
una rápida y dramática “explosión” poblacional después de varias generaciones.
4. Hay varios factores que afectan a la forma de la curva de crecimiento.
• Tasa reproductiva (número de nuevos organismos producidos comparado con el número de
muertes)
• Límites en los recursos: alimento, agua, espacio vivo
Pregunta 5. ¿Cuál es la tasa reproductiva de los lotos? (Pista: ¿Cuántos “descendientes” produce diariamente
cada loto? ………………………………………………………………………………………
6. ¿Hay un número máximo de lotos que pueden crecer en tu laguna?
………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………..
Idea poderosa Los recursos y el espacio son típicamente limitados en los ecosistemas. El Crecimiento
exponencial generalmente ocurre sólo cuando la población es muy pequeña en relación
a los recursos disponibles o es muy agresiva en ocupar los recursos de otras
poblaciones.
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5. Antecedente 7. He aquí un gráfico de crecimiento de la población humana en toda la tierra desde el 10.000 antes de
nuestra era (A.N.E.) hasta el presente .
Figura 2: Crecimiento de la población mundial (Fuente, PopExpo)
Pregunta 8. ¿Cómo podrías describir el crecimiento de la población humana en la actualidad?
9. ¿Qué condiciones crees que mantuvo a la población humana bajo control antes del año 1.800?
Antes Ahora
Ejercicio 4: Capacidad de carga del ecosistema
Antecedente 1. Hay un número máximo de lotos que pueden crecer en tu laguna. A esto se denomina capacidad de
carga. Hay varios factores que limitan la capacidad de carga en cualquier ambiente. Algunos de ellos
son:
• Clima
• Alimento y disponibilidad de agua
• Espacio físico
• Enfermedades
• Predadores
2. La Figura 3 muestra qué pasa a una población cuando alcanza la capacidad de carga del ambiente que
los cobija. Esta es llamada una " curva S " debido a que tiene forma de "S".
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6. Figura 3: " curva S " para una población hipotética
600
B
500
400
A
300
200
100
0
Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen.
1 5 10 15 20 25 30
Pregunta 3. Examina la primera mitad de la curva "S" mostrada en la figura 3 (sobre el punto A). ¿Cuál es la forma
de este gráfico? ………………………..
4. ¿Qué pasa en el punto B (después de cerca de 13 generaciones)?
………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
5. ¿Cuál es la capacidad de carga de la población registrada en la Figura 3 (aproximadamente cuántos
organismos de esta especie pueden ser soportadas en este ecosistema)? ……………………………………..
6. ¿Cuál es la capacidad de carga para la población de lotos en el ambiente de la laguna que se refiere en el
ejercicio II? …………………………………………..
Antecedente 7. Si hay un cambio repentino que
afecte a la cantidad de recursos 600
A
disponibles (por ejemplo, una sequía 500
o un congelamiento del suelo) una
400
población que esté creciendo
300
exponencialmente podría
experimentar una dramática 200 B
disminución en el tamaño. A esto se 100
le denomina en ecología como un 0
Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen. Gen.
desplome poblacional. Algunas
1 5 10 15 20 25 30
poblaciones experimentan ciclos de
crecimiento exponencial seguido por desplomes. A este patrón se le denomina boom y desplome y se
ilustra en la Figura 4.
Figura 4: Patrón de "Boom y Desplome" del crecimiento poblacional
Pregunta 8. ¿Qué ocurre en el punto "A"? ¿Qué ocurre en el punto "B"? En el punto A…………………………………………….
……………………………………………… y en el punto B…………………………………………………………………………………………
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7. Antecedente 9. Algunas veces una población cae a cero cuando se desploma. Un ejemplo es la tribu Hohokam en
Arizona central, la cual vivió allí más de 2.000 años. Expertos creen que la población tuvo en algún
momento más de 1 millón de habitantes, pero algo hizo desaparecer a toda la cultura Hohokam.
Pregunta 10. ¿Cuál era la capacidad de carga de la tierra para la población humana antes del 1850 (vea la Figura 2)?
………………………………………………………………..
11. ¿Cuál es la capacidad de carga de la tierra para la población humana
hoy?...................................................
12. ¿Puede una población crecer exponencialmente para siempre? Fundamente
……………………. Fundamentación:………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Ejercicio 5 ¿Cómo las poblaciones se afectan unas a otras?
Antecedente 1. A principios del 1900, conejos silvestres fueron llevados desde Inglaterra a Australia para ser usados en
la caza. Desde entonces, los conejos se han multiplicado exponencialmente y han afectado severamente
al ecosistema que ellos viven. El daño total hecho por los conejos silvestres en Australia se ha estimado
en $600 millones de dólares. La pérdida de vegetación producida por el pastoreo de los conejos
amenazó la sobrevivencia de aves, mamíferos e insectos nativos que ocupan las plantas para alimentarse
y protegerse. Los Conejos silvestres compiten con las especies nativas por los pastizales disponibles y
matan a los árboles jóvenes y a los arbustos. Las cuevas que cavan los conejos contribuyen a la erosión
del suelo debido a la remoción de la vegetación y al daño del suelo.
Pregunta 2. ¿Por qué este problema no ocurrió en USA ni en Europa, donde la población de conejos permanece con
un tamaño relativamente constante?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Antecedente 3. En 1996, se calculó que en Australia había ya cerca de 300 millones de conejos. Para reducir la población
de conejos, se liberó, en el año 1950, un virus anti-conejos denominado Myxomatosis. El virus
inicialmente mató al 99% de la población de conejos, dejando 297millones de conejos muertos y a otros
enfermos. Sin embargo, algunos conejos resistieron al virus y sobrevivieron. Más tarde, el virus mutó a
una forma no letal y la población de conejos se recuperó. Los conejos continúan siendo un enorme
problema en Australia.
4. ¿En qué se parece lo narrado con los conejos de Australia a los lotos mencionados en el ejercicio 1?
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
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8. Ejercicio 6: El delicado balance del ecosistema. Simulación
Antecedente 1. Los Ecosistemas son comunidades de organismos que interactúan con un ambiente en particular. Las
especies invasivas pueden alterar el delicado balance de un ecosistema, destruyendo a muchas especies
en el proceso. Vamos a simular esto y observar qué pasa cuando el "delicado balance" de este
ecosistema es alterado.
2. Una cadena alimenticia muy simplificada se diagrama inmediatamente abajo, la cual servirá como base
para nuestra simulación.
3. He aquí algunas reglas generales para esta simulación:
I. En cada generación, el número de productores se duplica. Presume que la
población de plantas tiene suficiente luz, dióxido de carbono y agua para producir
nuevos organismos.
II. Cada generación, cada uno de los herbívoros nativos come una planta para
sobrevivir. Dos herbívoros nativos producen un Nuevo descendiente en cada
generación si ellos consumen una planta.
III. En cada generación, cada predador debe consumir dos herbívoros nativos para
sobrevivir en la próxima generación. Los predadores son capaces de sobrevivir
durante muchas generaciones.
IV. Toda vez que un herbívoro invasor entra en el ecosistema, es capaz de
consumir plantas antes que lo hagan los herbívoros nativos. Cada uno de los
invasores come una planta en cada generación. Dos herbívoros invasores
producen dos nuevos descendientes en cada generación si ellos han consumido
una planta.
V. El herbívoro invasor no tiene predadores naturales.
Has esto 4. Que alguien de tu grupo corte las piezas del juego dibujadas en esta guía en las próximas dos páginas.
Necesitas sólo un set de piezas. Deja todas las piezas cortadas en tu mesa.
(Traducción al español de lo señalado bajo las piezas del juego: producer=productor; native
herbivore= herbívoro nativo; Predator=predador; invasive herbivore= herbívoro invasor).
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9. producer producer producer producer producer producer
producer producer producer producer producer producer
producer producer producer producer
native herbivore native herbivore native herbivore native herbivore
native herbivore native herbivore native herbivore native herbivore
native herbivore native herbivore native herbivore native herbivore
native herbivore native herbivore native herbivore native herbivore
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10. invasive invasive invasive invasive
herbivore herbivore herbivore herbivore
predator
invasive invasive invasive invasive
herbivore herbivore herbivore herbivore predator
5. Luego asigna una función diferente a cada uno de tus estudiantes de grupo. Cada miembro del grupo es
responsable de una población en la comunidad: productores, herbívoros nativos, predadores o
herbívoros invasores. Cada miembro recoge todas las piezas del juego de su población y los mantiene a
mano (no en tus manos, sino cerca de ti).
6. Comiencen la simulación de la comunidad en balance. Las poblaciones usadas en esta primera
simulación son:
• Productores
• Herbívoros nativos
• Predadores
7. El estudiante responsable de los productores inicia el juego colocando en la mesa 8 productores. Revisa
las reglas del juego y tenlas a mano para no equivocarte. ¿Qué le ocurre a esta población de
productores después de que ha pasado una generación?
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
8. El estudiante a cargo de los herbívoros nativos coloca 8 piezas. ¿Cuántos productores consumirá esta
población en una generación?..................................................
9. ¿Cuántos nuevos descendientes producirá la población de herbívoros nativos? ……………………………………..
10. El estudiante a cargo de los predadores coloca 2 piezas. ¿Cuántos herbívoros nativos comerá cada
predador? ……………………………………..
11. Lo hecho hasta ahora en la simulación completa un ciclo. Repite los pasos 5, 6, 7 y 8 para simular otra
generación, esta vez escribiendo en la Tabla 3 el número de productores, herbívoros nativos y
predadores con los que empezaste y cuántos han permanecido después de un ciclo de juego. Compara
estos números con los obtenidos por otros grupos de trabajo que estén cerca de ustedes.
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11. Tabla 3: Tamaño poblacional al inicio y al final de una generación
Inicio final
productores
herbívoros nativos
predadores
12. Ahora repite la simulación incluyendo a los herbívoros invasores. Imagina que han sido introducidos en
el ambiente por los humanos. Las poblaciones usadas en esta simulación son:
• Productores
• Herbívoros nativos
• Predadores
• Herbívoros invasores
13. Comienza esta simulación con 8 productores, lo mismo que antes. El número de productores se duplica.
14. Comienza con dos herbívoros invasores. Esta vez, el herbívoro invasor consume a los productores antes
que los herbívoros nativos. Revisa las reglas. ¿Cuántos productores consumirá el herbívoro invasor?
……………. ¿Cuántos descendientes producirán los herbívoros invasores? ……………………………….
15. La simulación comienza con 8 herbívoros nativos. Estos comen después de que comen los herbívoros
invasores.
16. Luego los predadores comen a sus presas. ¿Cuántos herbívoros nativos permanecen después de que los
predadores han comido? …………………….. ¿Cuántos herbívoros invasores
permanecen?...............................
17. Continúa con otro round de juego. Comienza con los productores. Dobla el tamaño de la población.
18. Luego los herbívoros invasores comen productores. ¿A cuántos comen? ………………….. ¿Cuántos nuevos
descendientes se producen? ……………………….. ¿Cuál es el tamaño poblacional total de los herbívoros
invasores ahora?.............................................
19. Los herbívoros nativos comen ahora. ¿Cuántos productores son consumidos?............................. Luego
cazan los predadores. Completa otro round. ¿Qué ha pasado?
………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
Pregunta 20. ¿Qué le sucedió a la población de productores? ……………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
21. Predice que le sucederá a la población de predadores. ¿Por qué? ……………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..
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12. 22. ¿Por qué la población de herbívoros invasores creció fuera de control?
………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
23. ¿Cuál es tu predicción para la población humana sobre la tierra? ¿Crees que sobrepasará los
niveles cuando alcance su capacidad de carga o piensas que se desplomará? Elige uno de estos dos
escenarios y describe cómo y por qué crees que ocurrirá el cambio predicho por tu grupo.
24. Estamos en la actualidad en medio de lo que se ha descrito como la sexta mayor extinción en
la tierra. Esto es, en la historia de la tierra (4.500 millones de años) ha habido otros 5 períodos con
extinciones similares a la tasa que está ocurriendo actualmente. ¿Crees que hay alguna relación entre el
crecimiento exponencial de la población humana y la alta tasa de extinción? Explica.
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
“Ten en cuenta los siguientes párrafos que podrían servirte para responder
algunas de las preguntas que se formulan anteriormente"
La variación intra-específica de los organismos incrementa las
probabilidades de que al menos algún miembro de la especie sobrevivirá
bajo las condiciones de un ambiente cambiante y, mientras mayor es la
diversidad de la especie, mayor es la probabilidad de que, al menos, algún
miembro sobrevivirá frente a grandes cambios en el ambiente.
En todos los ambientes—de agua dulce, marino, desierto, montaña, etc. –
los organismos con necesidades similares pueden competir por los
recursos, tales como alimento, espacio, agua, aire, protección. En cualquier
ambiente particular, el crecimiento y sobrevivencia de los organismos
depende de las condiciones físicas.
Los Ecosistemas pueden permanecer razonablemente estables durante
cientos o miles de años. A medida que crece alguna población de una
especie determinada, está siendo controlada por uno o más factores
ambientales: disminución del alimento y de sitios de nidificación, aumento
en el número de predadores o de parásitos, etc. Si ocurre un desastre, tal
como un incendio forestal o una inundación, es probable que el ecosistema
dañado se recupere al estado que eventualmente resulte en un sistema
similar al que había originalmente.
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