ecologia de poblaciones

1. INTRODUCCI
INTRODUCCIÓ
ÓN A LA
N A LA
ECOLOG
ECOLOGÍ
ÍA DE
A DE
POBLACIONES
POBLACIONES
Javier Darío Burgos
Profesor Asociado IDEA
Universidad Nacional de Colombia

2. •En 1798 publicó “Ensayo sobre el
principio de la población.
•Establece que la demanda de recursos
naturales requeridos por una población
que aumenta en determinado momento
tiene que exceder el suministro, lo
anterior se ha denominado la "Lucha por
la Existencia".
•“Origen de las especies”
•"Supervivencia del Mejor Adaptado"
: “Mortalidad Facultativa"

3. •Harry Smith, pionero del control biológico (1935), propuso los
términos equivalentes, hoy aceptados, dependiente de la densidad e
independiente de la densidad.
•Los factores de mortalidad dependientes de la densidad son aquellos
que tienen un efecto facultativo, los factores de mortalidad
independientes de la densidad son aquellos que tienen un efecto
catastrófico.
“Ecuación logística"

4. Ciclos en la dinámica de poblaciones
de la liebre pata de nieve y su predator
el lince canadiense (redibujado de
MacLulich 1937).

5. •Royal N. Chapman (1930) propuso el concepto de un balance
entre el potencial biótico y la resistencia del medio ambiente.
•“Modelo de Chapman” fue una representación matemática del
concepto maltusiano, modelado por el crecimiento logístico de una
población de laboratorio de células de levadura.
•La trayectoria del crecimiento de la población:
(N1 = N0 + (Rm -sN0)N0)
Crecimiento de la población
(N1 = N0 + RN0), donde N1
= 10 y R=0.5 (azul), R=0
(negro), y R=-0.5 (rojo).
Rm = rata de aumento
máximo, = 1, s = coeficiente
de interacción, = 0,0001,
capacidad de carga del
medio ambiente = 1000.

6. Las poblaciones humanas representan el crecimiento exponencial.
La magnitud de los problemas presentados por el crecimiento de la población
humana se puede observar en el hecho de que a la población humana le tomó más
de 1 millón de años llegar por primera vez a 200.000, que es la actual rata de
incremento diario.
1804 1millardo
1927 2millardos
1960 3millardos
1974 4millardos
1987 5millardos
1999 6millardos
2013 7millardos
2028 8millardos
2054 9millardos
2100 10.47 millardos

7. •En la década de los años 1920, A. J. Lotka (1925) y V. Volterra
(1926) diseñaron modelos matemáticos que representaran la
interacción hospedero/presa.
•Primer intento de representar matemáticamente un modelo de
población que llegara a un balance cíclico con un promedio
(característico) de la media de la densidad de la población.
•La curva de Lotka-Volterra asume que la destrucción de la presa es
una función, no solo del número de los enemigos naturales, sino
también de la densidad de la presa.
•Se predijo que las poblaciones de la presa y del predator
fluctuarían de una manera regular (Volterra llamó a esto "la ley de
ciclos periódicos").
•El modelo de Lotka-Volterra es una sobresimplificación de la
realidad, ya que estas curvas se derivan de cálculo infinitesimal
porque en la naturaleza la asociación rara vez es continua a través
del tiempo (ya que los ciclos de vida son finitos).

8. Modelo de población en estado estable (N1 = N0
+ Rm(1 -sN0 /K)N0, donde Rm = 2, K = 1000, y
el desplazamiento inicial del equilibrio x = -10.

9. Modelo de población en estado
estable
(N1 = N0 + Rm(1 -sN0 /K)N0 ),
cuando K = 1000, Rm = 1.5 y
el desplazamiento inicial del
equilibrio x = -10.
Modelo de población en estado
estable(N1 = N0 + Rm(1 -sN0
/K)N0 ), cuando K = 1000, Rm
= 3 y el desplazamiento inicial
del equilibrio x = -10.

10. J. Nicholson (entomólogo australiano) sostuvo que los factores de
mortalidad dependen de la densidad y que esta juega un papel importante
en la regulación de las poblaciones de las presas. "Balance de la
naturaleza".
Nicholson y V. A. Bailey (1935) propusieron un modelo de población que
incorporaba un "efecto retardado". Esto es particularmente apropiado
para los parasitoides donde los efectos del ataque de la población
(oviposición) pueden no ser evidentes hasta que el parasitoide ha
completado su Desarrollo inmaduro y emerge como adulto (matando al
hospedero).
Destacados proponentes de este punto de vista de la dinámica de
poblaciones incluían a los primeros científicos que trabajaron en control
biológico en California. Se puede decir que la teoría y práctica del control
biológico gira alrededor de esta suposición.

11. FORMAS INTERESANTES DE PENSAR EN LA
MUERTE
Uno de los puntos de partida más útiles para un
ecólogo de poblaciones es el desarrollo de una tabla
de vida. Una tabla de vida es un programa de la
mortalidad de cada cohorte (grupo de determinada
edad) de individuos en la población. Los métodos
fueron desarrollados originalmente para estudios
actuariales o demográficos. Eran estudios de
múltiples factores, los cuales incorporaban la técnica
de la tabla de vida en un momento y fueron en gran
medida el dominio de los entomólogos forestales,
pero ahora son ampliamente usados en agricultura.

13. TIPOS DE INTERACCIONES EN
TIPOS DE INTERACCIONES EN
ECOLOG
ECOLOGÍ
ÍA DE POBLACIONES
A DE POBLACIONES

14. Procesos competitivos/cooperativos: a menudo pensamos
en las interacciones entre individuos, aun dentro de especies,
solo como negativos, pero las interacciones pueden ser
positivas (aun entre especies):
9la defensa contra predadores.
9la diversidad genética (concepto de mínima densidad)
9encontrar una pareja (población sostenible)
9la mortalidad temprana puede favorecer la supervivencia
subsiguiente.

15. Las interacciones entre especies pueden ser muy
complejas. Cada especie puede afectar el medio
ambiente de otra especie de la siguiente manera:
¾positiva (+)
¾negativa (-)
¾no tener efecto (0)
Las principales categorías incluyen:

16. Mutualismo (++)

17. Comensalismo (+0)

18. Predador vs presa (+-)

19. Competencia (- -)

20. Amensalismo (rara) (-0).

21. ESTRATEGIAS DE
ESTRATEGIAS DE
REPRODUCCI
REPRODUCCIÓ
ÓN
N

22. “Estrategia-r"
• Buenos colonizadores
• Alto potencial
(capacidad)
reproductivo
• Adaptables e
invasores
• Se dispersan
fácilmente

23. “Estrategia-K"
• Buenos
competidores
• Alta supervivencia
• Tendencia a
poblaciones
estables
• Explotan ambientes
estables

24. • La mayoría de las plagas de
los cultivos son estrategas r,
por ejemplo, los áfidos y en
general los insectos fitófagos.
Los enemigos naturales, por
ejemplo, los parásitos y
predadores, son
principalmente estrategas K.
Se dice que esta es una
razón de la alta proporción
de fallos asociados con la
introducción de enemigos
naturales exóticos.

25. La mayoría de las plantas
de cultivo son plantas de
sucesiones tempranas, es
decir, son como especies
de malezas y de acuerdo
con esto son estrategas-r.
Las especies –r
Seleccionadas están
particularmente adaptadas
para explotar parches
ecológicos y la inestabilidad
del agroecosistema

26. Biogeografía de la Isla: (MacArthur y Wilson 1967)

27. Biogeografía de la Isla: (MacArthur y Wilson 1967)
Modelos de equilibrio para islas distantes y cercanas

28. El paralelo entre agroecosistemas y la
pérdida de fauna de una isla es obvio.
Muchos factores afectan los diferentes
procesos de las poblaciones:
¾Número de invasores potenciales
¾Distancia a la fuente de los invasores
¾Condiciones para invasión y colonización,
el atractivo (que tan favorable es) del
cultivo.

29. CONTROL BIOL
CONTROL BIOLÓ
ÓGICO
GICO
La respuesta numérica es la clave del éxito de los insectos
entomófagos y ocurre de las siguientes maneras:
1. Concentración, no es diferente de la curva sigmoide de
respuesta funcional.
2. Respuesta numérica inmediata, aumento de la
supervivencia.
3. Respuesta numérica retardada, aumento de la
reproducción.

30. Carl B. Huffaker et al. 1968 presentaron
gráficamente cuatro tipos de respuestas
funcionales postuladas (de comportamiento)
de los predadores, incluyendo insectos
entomófagos, a la densidad de las presas.
(A) número que es matado, (B) porcentaje
muerto.
Curva de Nicholson: el número de los
ataques es determinado por la capacidad
de búsqueda i.e. dependiente de la
densidad.
C. S. Holling (1965) curva de disco:
característica de predadores
invertebrados.
Curva sigmoide: característica de los
predadores vertebrados.
Curva de Thompson: el número de
ataques es limitado por la capacidad de
consumo o la producción de huevos, pero
no por la capacidad de búsqueda o la
densidad del hospedero.

31. RETROALIMENTACIONES DEL
RETROALIMENTACIONES DEL
MEDIO AMBIENTE
MEDIO AMBIENTE
• Las poblaciones degradan su medio ambiente al utilizar sus
recursos. Si el medio ambiente es altamente favorable, los
recursos no son limitantes. Esto favorece el crecimiento rápido
(exponencial) de la población.
• A medida que la tasa de utilización de los recursos se acerca a
la tasa de reemplazo, disminuye la tasa de aumento de la
población.
• Finalmente, la población sobrepasa la capacidad de carga del
medio ambiente (los recursos son agotados más rápido de lo
que pueden ser renovados). Esto resulta en competencia
severa y la población colapsa.
• Cuando la población cae por debajo del valor de reemplazo, el
medio ambiente se recupera.

32. Un plano de reproducción dividido en zonas de crecimiento de la población (R > 0)
y reducción (R < 0) por la línea diagonal de equilibrio (R = 0). La densidad de la
población en equilibrio (K) cambia en dirección del ambiente más favorable (F). La
línea de equilibrio está aun más dividida en 3 secciones con diferentes propiedades
de estabilidad: 1) una sección baja donde sK <1 ofreciendo una estabilidad
asintótica, una sección media donde 1 < sK < 2 ofreciendo una estabilidad
deprimida, y una sección superior donde sK>2 la cual es inestable.

33. Plano de reproducción para una especie presa (A) y superpuesto con una
trayectoria dinámica particular. Se podría dibujar un infinito número de
curvas y las relaciones no tienen que ser líneas rectas. La estabilidad de
la relación dependería de las características de las curvas.

34. “un conjunto de poblaciones
interactuando entre sí,
ocupando el mismo hábitat”.
COMUNIDAD
COMUNIDAD

35. • Un principio central de la ecología clásica es
que las comunidades complejas tienden a
ser más estables (principalmente con base
en la observación) teoría que recientemente
ha sido desafiada con el argumento de que
los sistemas simples pueden estar menos
sujetos a alteraciones externas.
ESTABILIDAD DE LA
ESTABILIDAD DE LA
COMUNIDAD
COMUNIDAD

36. PATR
PATRÓ
ÓN DE DISTRIBUCI
N DE DISTRIBUCIÓ
ÓN DE LA
N DE LA
COMPLEJIDAD
COMPLEJIDAD

37. COMPLEJIDAD BIOL
COMPLEJIDAD BIOLÓ
ÓGICA
GICA