Ecología General: 102015M 145 Introducción a la Ecología de Poblaciones Población: individuos de una especies que habitan un área determinada, lo suficientemente pequeña que permita la ocurrencia de interacciones reproductivas d ti entre t los l individuos i di id libremente lib t Estructura de la Población Æ visión instantánea - Densidad - Distribución espacial - Proporción de individuos por clases etarias - Sistema de reproducción - Variación Genética Dinámica de la Población Æ Seguimiento temporal - Nacimientos - Muerte - Movimiento de los individuos (emigración – inmigración) Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle Ecología General: 102015M 146 La Estructura y Dinámica depende de interacciones: - Individuos – ambiente - Entre individuos misma especie (Intraespecíficas) - Entre individuos especies diferentes (Interespecíficas) Las Poblaciones tienen continuidad Temporal Æ individuos vivos en algún momento han descendido de individuos que estuvieron vivos en un tiempo anterior. Espacial Æ individuos en diferentes partes de un rango de distribución espacial, tienen un ancestro común. Mayor separación Æ más remoto ancentro y mayor diferencia genéticamente. Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle 1 Ecología General: 102015M 147 Distribución Espacial de las Poblaciones Rango Geográfico Æ la distribución espacial de una población Rango Ecológico Æ variedad de hábitat que ocupa una población El rango de distribución de una población esta estrechamente relacionado con la tolerancia de los individuos Î Poblaciones no son igualmente abundantes en todo el rango geográfico, sino que tienden a concentrase en hábitat favorables (rango ecológico) Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle Ecología General: 102015M 148 Ley del Mínimo o Ley de Liebig Todo organismo para desarrollarse y reproducirse necesita materiales esenciales. Estos requerimientos básicos varían con las especies y las situaciones. Î Un organismo no es más fuerte que el eslabón más débil de su cadena ecológica. Este enunciado se aplica principalmente a los materiales químicos necesarios para el desarrollo fisiológico y la reproducción de los organismos Ley de Tolerancia de Shelford La existencia L i t i y prosperidad id d de d un organismo i depende d d del d l carácter completo de un conjunto de condiciones. La ausencia, el desarrollo o la prosperidad de un organismo podrían ser debidos a la deficiencia o exceso cualitativo o cuantitativo de uno o varios factores y el grado de tolerancia del organismo hacia estos. Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle 2 Ecología General: 102015M 149 Leyes: Mínimo + Tolerancia Definen rango de variación en el que una población se desarrolla Temperatura Agua S li id d Salinidad Alimentos Selección Hábitat Euri : amplio Esteno : angosto : : : : : Estenotermal Estonohídrico E t Estenohalino h li Estenofágico Estenoecio Euritermal Eurihídrico E ih li Eurihalino Eurifágico Euriecio Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle Ecología General: 102015M 150 Principios Generales de la ley de Liebig y ley de tolerancia 1. Los organismos pueden tener amplio margen de tolerancia para un factor y un angosto margen de tolerancia para otro. 2 Los organismos que tengan amplio margen de tolerancia 2. para todos los factores son los que tendrán mayor probabilidad de estar ampliamente distribuidos 3. Cuando las condiciones no son óptimas para una especie en relación a un factor, los límites de tolerancia hacia otros factor pueden reducirse. 4 Los organismos en el ambiente natural generalmente no 4. viven efectivamente en las condiciones óptimas de un factor. 5. El período de reproducción suele ser un período crítico en el que los factores ambientales tienen más probabilidad de ser limitativos. Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle 3 Ecología General: 102015M 151 La distribución de una población Æ incluye todas las área que ocupan sus miembros durante su ciclo de vida El tamaño y la dinámica de las poblaciones depende tanto de lo que ocurra en las zonas de reproducción como en las zonas de alimentación o invernada. Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle Ecología General: 102015M 153 Tipos de Distribución Espacial El patrón de distribución espacial de una población depende: - Características del hábitat (condiciones) - Densidad de otros individuos en el hábitat ÎCombinación de Calidad de Hábitat + Grado de Ocupación. La tendencia general es que el individuo ocupe primero el hábitat que más recursos le ofrezca Æ Distribución Libre Ideal De acuerdo con las características del Hábitat se considera: - Hábitat Discreto: los sitios habitables en el espacio son específicos Æ parásitos en un hospedero, insectos en un tronco - Hábitat continuo: cuando todo el espacio ofrece condiciones apropiadas para la presencia de organismos Æ ratones en un pastizal Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle 4 Ecología General: 102015M 154 La distribución Libre Ideal rara vez se alcanza en la Naturaleza - Los individuos no tienen conocimiento completo de la calidad de hábitat : selección - Conducta territorial de individuos dominantes reduce la libre elección de individuos subordinados Como el éxito reproductivo varía entre los hábitat - En un hábitat con exceso de recursos, se producen más descendientes que los necesarios para reemplazar a la población presente Æ el exceso se dispersa - En un hábitat con deficiencia de recursos, se mueren más adultos que los descendientes que se producen Æ Déficit poblacional Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle Ecología General: 102015M 155 Población Fuente Población en la que se presenta exceso de descendientes, generalmente presentes en donde el hábitat ofrece exceso de recursos Población Sumidero: Población en la que el déficit de individuos es cubierto por la dispersión de los descendiente producidos en otros hábitat (inmigración) Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle 5 Ecología General: 102015M 156 Dispersión: Descripción de la distancia que hay entre los individuos de una población (espaciamiento) Aleatoria Æ Hábitat continuo, cada individuo tiene la misma probabilidad de ocupar un lugar en el espacio. Ademas la presencia en un punto específico no afecta la presencia de un vecino. Agrupada Æ Hábitat discreto o continuo, concentración de recursos o intereacciones positivas entre los miembro poblacion Espaciada Æ Habitat continuo, interacciones negativas entre los miembros de la población. Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle Ecología General: 102015M 164 Dinámica de las Poblaciones Principal esfuerzo Ecología: - Establecer tamaño poblaciones - Evaluar su variación temporal Importancia del tamaño y variabilidad temporal: 1. La densidad de la población determina la disponibilidad de un recurso 2. Estructura etaria de la población y la probabilidad de muerte Æ estrechamente relacionandas con fuerzas selectivas (reproducción, morfología, tolerancia fisiológica, preferencias de hábitats) 3. La densidad de una población determina la probabilidad de encuentro entre predadores-presas o hospederosparasitos Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle 6 Ecología General: 102015M 165 Conceptos Tamaño de Población (N) Número de individuos presentes en un área durante un tiempo determinado Densidad (ρ) Número de individuos por unidad de espacio (área o volumen) Capacidad de Carga (K) Número (finito) de individuos de una especie que el sistema puede soportar Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle Ecología General: 102015M 166 Crecimiento de la Población Crecimiento de una población Æ variacion del tamaño / tiempo: B = Número de individuos que nacen D Número D= Nú de d individuos i di id que mueren I = Número de individuos que llegan – inmigración E = Número de individuos que se van- emigración Por lo tanto: N t +1 = N t + B + I − D − E Donde Nt+1 = tamaño población en el tiempo t + 1 Nt = tamaño población en el tiempo t (inicial) Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle 7 Ecología General: 102015M 167 En la práctica es muy difícil establecer los nacimientos y las muertes totales, por lo que se evalúa una tasa de nacimientos y muertes (nacimientos o muertes en relación al tamaño de la población): Tasa Promedio Nacimiento (b) b= B Nt Tasa Promedio Mortalidad (d) B = bN t d= D Nt D = dN t Si se asume que no hay Emigración ni Inmigración tendríamos que: N t +1 = N t + B + E − D − I N t +1 = N t + B − D Y remplazamos los equivalentes de B y D en función de b y d N t +1 = N t + B − D N t +1 = N t + bN t − dN t N t +1 = N t (1 + b − d ) ECUACION GENERAL PREDICTIVA Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle Ecología General: 102015M 168 Ejemplo: Cuál será el tamaño de la población XX transcurrido 1 año, si el tamaño actual es de 1000 indv, la tasa de nacimientos es de 0.1 ind año-1 y la tasa de mortalidad de 0.05 ind año-1? Nt = 1000 b = 0.1 d = 0.05 N t +1 = N t (1 + b − d ) = 1000(1 + 0.1 − 0.05) = 1000(1.05) = 1050 El término (1+ b – d) se denomina Factor de Crecimiento (λ) Factor de Crecimiento Æ factor por el cual se incrementa una población después de un intervalo de tiempo. Dr. Alan Giraldo – Departamento de Biología – Universidad del Valle 8