Trabajo Práctico

POBLACIONES: ELEMENTOS.

Densidad y Disposición espacial en poblaciones

Colaborar con la conservación de la Taruka y su hábitat, preservando la viabilidad genética y demográfica de las distintas sub-poblaciones y a lo largo de su distribución en Argentina.

Alta singularidad y valor desde el punto de vista patrimonial natural y cultural, la Taruka posé un elevado valor intrínseco de biodiversidad, representando uno de los mayores herbívoros del Noroeste Argentino.

Ecología de poblaciones: rama de la ecología que estudia la estructura y dinámica de las poblaciones.

Población: un grupo de individuos de la misma especie que viven juntos en un área de tamaño suficiente para llevar a cabo sus funciones normales (sobrevivir y reproducirse), incluyendo la migración.

¿Cuáles son los límites para definir una población? •Los individuos que forman una población son ecológicamente equivalentes: •Presentan el mismo ciclo de vida •Los organismos que están en un mismo estadío están involucrados en los mismos procesos •Las tasas de los procesos son básicamente las mismas para todos los individuos. •Existe intercambio de información genética entre ellos . •Comparten un mismo espacio físico que permite su dispersión

Las poblaciones tienen propiedades que no presentan los individuos que las conforman. Por eso se conocen como propiedades emergentes. Las características y procesos del nivel poblacional están determinados por las características y procesos del nivel individual, pero no todas son la simple suma de estos

Características individuales

Características poblacionales

Edad o estadío Tamaño Sexo Comportamiento

Densidad o abundancia Distribución de edades o estadíos Proporción de sexos Disposición espacial

Procesos individuales

Procesos poblacionales

Desarrollo y Crecimiento Movimientos Reproducción Alimentación Muerte

Crecimiento poblacional Cambios en la distribución de edades Mortalidad Natalidad Dispersión

Factores: Son los componentes del sistema, están caracterizados por sus valores. Procesos: Son los eventos que producen cambios en el sistema poblacional: natalidad, mortalidad, dispersión. Son descriptos por sus tasas (=velocidad): núm de eventos/ unidad de tiempo, Valores de Factores

Tasas de procesos

Densidad poblacional Estructura de edades Proporción de sexos Disposición espacial densidad de predadores Abundancia de alimento Temperatura

Tasa de reproducción Tasa de desarrollo Tasa de crecimiento Tasa de dispersión Tasa de alimentación Mortalidad por predación Mortalidad por competencia

Pirámide de la población Representación gráfica de la estructura de edades (las clases de edades se representan en barras). Indica el estado actual de la población

b: nacimientos, d: mortalidad El análisis de las figuras geométricas permite determinar las posibilidades de crecimiento de la población

Cambios de estructura poblacional en diferentes poblaciones humanas

Observar las pirámides y sugerir las explicaciones de cambios en estructura poblacional por diferentes fatores: Los índices de mortalidad bajan por mejoras en las técnicas agrícolas (que aumentan los rendimientos), tecnológicas, los avances en medicina y alfabetización. Estos cambios contribuyen decisivamente a alargar la esperanza de vida de las personas y a reducir la mortalidad.

Agrupamiento de los miembros de la población en las diferentes clases de edades ( proporciones).

Estructura de edades en Nothofagus sp.

Estructura de edades de los brotes observados en clones de Carex arenaria con fertilizante y sin fertilizante

Begon et al., 1988

Distribución de edades y sexo Proporción de sexos: proporción de machos dentro de la población. podemos estimarla como Nº de machos / Nº de hembras x 100.

ESTUDIOS POBLACIONALES DE NEMATUS OLIGOSPILUS FOERSTER (HYMENOPTERA: TENTHREDINIDAE), EN TUCUMAN, PLAGA DE SAUCES (SALICACEAE) EN ARGENTINA Tesis Mariela Alderete

Perfil de vegetación y aspectos climáticos de estudio de las poblaciones de N. oligospilus.

Defoliación severa de N. oligospilus en Tafí del Valle, 1995

Estructura de una población

Estructura Espacial

Estructura Temporal

Disposición Espacial Estuctura de Hábitat Metapoblaciones

Ciclos diurnos Ciclos estacionales Ciclos multianuales

Para comprender las fuerzas que determinan la abundancia de una población, se necesitan conocer las fases de vida de los organismos constituyentes. Se necesita conocer la secuencia de eventos que ocurren en los ciclos de vida de los organismos.

(Begon et al., 2006)

Son monocárpicas las plantas anuales, las bianuales

Generación: tiempo que transcurre desde la puesta de huevos hasta el adulto reproductor.

Generación univoltina: una generación reproductiva durante un momento de actividad o tiempo dado. ALgunos insectos coleópteros que emergen como adultos en primavera, tienen un evento reproductivo en verano y entran en diapausa en estado avanzado de desarrollo de individuos inmaduros.

Generación multivoltina: varios generaciones reproductivas simultáneas: el hombre, pero otras especies de insectos, por ejemplo, N. oligospilus que al muestrearse en verano en el Valle de Tafí coinciden adultos de dos generaciones. Se debe discretizar las generaciones entre sí para contabilizar lo individuos de cada generación (diferentes métodos).

El número de generaciones durante un período de actividad (del 1° de octubre al 15 mayo para el valle de Tafi y desde el 20 de setiembre al 30 de junio para S. M. Tucumán) se estimó haciendo el cociente entre la duración del mismo y la duración del desarrollo de una generación según la temperatura media durante el período de actividad. Duración de la cohorte (días) y número de generaciones por año de N. oligospilus en San Miguel de Tucumán y en el Valle de Tafí durante 1997 al 2002. Referencias: D.C.: duración del ciclo (días); N° G.: N° de generaciones / año. Año

S.M. Tucumán

valle de Tafí área 1

D. C.

N° G

1997-1998

área 2

área 3

área 4

D. C.

N° G

D. C.

N° G

D. C.

N° G

D. C.

N° G

48,99

3

48,99

3

48,83

4

48,83

4

1998-1999 37,121

8

49,34

4

49,34

3

47,58

4

47,58

3

1999-2000 39,365

7

51,14

3

51,14

3

49,89

4

49,89

4

2000-2001

47,33

5

47,33

4

46,51

5

46,51

5

2001-2002

48,79

4

48,79

3

47,76

4

47,76

4

Mónica B. Martella et al (2012) Reduca. Poblaciones silvestres.

Métodos de medición del tamaño o densidad de una poblaci Conteo directo de todos los individuos de la población (censos). Permite obtener el parámetro real. En poblaciones reducidas y localizadas, territoriales sin migración. Métodos de captura-recaptura. Censos muestrales sobre proporciones no bien delineadas del área a censar. Esta falta de precisión en determinar el área muestral hace que no se puedan evaluar apropiadamente las propiedades estadísticas de los estimados (por ejemplo métodos de capturarecaptura). Métodos indirectos de medición: conteos de señales e indicios.

MÉTODOS DIRECTOS Censos conteo total de individuos o especies, en una escala absoluta. Raramente utilizado. Sólo en grupos agregados (bandadas) o territoriales. Tipos de censos: Mapeo territorial: utilizado para el censado espacial, frecuente en estudios y manejo de fauna silvestre. En general requiere relevamientos repetidos hasta que todos los individuos sean censados. Este método es frecuentemente empleado para el estudio de aves, ya sea utilizando el canto, huellas en la nieve. Contaje por ahuyentamiento: este método frecuentemente se utiliza para el conteo de poblaciones de grandes mamíferos, por ejemplo venados. Usualmente se requiere de dos grupos de trabajo, uno encargado de ahuyentar y otro de contar. Censos aéreos: también suelen emplearse para grandes mamíferos y aves.

Medición de tamaño poblacional Abundancia: número (absoluto) de individuos de una población. Abundancia relativa: número de individuos de una especie en relación al número total de individuos de todas las especies. densidad: número de individuos / unidad de espacio (superficie o volumen total). densidad específica o ecológica: se utiliza el espacio que efectivamente puede ser colonizado por una población dada (insectos/hoja, parásito/huésped). Ejemplo Densidad de una especie de pez "x" en un área protegida. Suponer que el área protegida “ El bosque Y" tiene una superficie de 100.000 m2 (espacio total), la superficie del lago de 500 m2 (hábitat) y la población total de truchas es (200). Si quieres obtener la densidad absoluta seria algo así como 200/100.000 m2 y la ecológica seria algo como 200/500 m2.

Se utiliza biomasa por unidad de espacio /o unidad de superficie como una medida adecuada de la densidad cuando no puede cuantificarse individuos. biomasa: gramos de materia seca Cobertura: porcentaje de terreno ocupado por la proyección de la parte aérea de un conjunto de plantas.

OJO: • Los métodos de distancia suponen la selección al azar de puntos o ubicación al azar de las transectas y disposición espacial al azar de los Individuos. • Las distancias entre puntos y transectas deben ser tales que no se cuente el mismo individuo en dos puntos o transectas distintos.

Planilla de campo de toma de datos para calcular densidad de una población sésil por el método de los cuartos.

DISPOSICIÓN ESPACIONAL EN POBLACIONES Condiciones físicas Disposición espacial

Búsqueda de alimentos interacciones Estimar la abundancia eficientemente

Conocimiento de la disposición espacial incide en

Para una toma de decisión en manejo de población

Densidad de la población

Eficiencia de planes de muestreo Análisis e interpretación de los datos, testear hipótesis ecológica Estimación mediante el muestreo con alto grado de precisión

Requisito es conocer la distribución estadística que interprete la disposición espacial

Para dos especies de aves indicadoras dependientes del ecosistema marino (Petrel Damero (Daption capense) y el Petrel antártico (Thalassoica antarctica) se estudió la distribución de sus abundancias en cuatro áreas contiguas de la Antártica

Daption capense Thalassoica antarctica

Objetivo: Determinar si existe distribución gregaria en las dos especies de aves en diferentes áreas y Relacionar el efecto de agregación con algún factor ambiental. Tabla 1. áreas de disitribución de aves censadas en la Antártida durante las campañas 88, 90, 91, 93, 94, 95 y 96 con sus totalidades de censos realizados área

88

90

91

93

94

95

96

Shetland

274

502

88

455

463

552

483

Scotia

166

92

40

165

179

150

222

Mar de Weddell

392

515

No censado

280

322

385

319

Oeste Pensinsu la Antartica

164

135

107

137

125

239

169

Pje Drake

93

244

21

128

137

138

194

Tabla 1. Registro de los censos de D. capense (D.cap) y T. antárticus (T.ant) para 4 áreas oceanográficas de la Antártida durante las campañas 94, 95 y96. Tabla 1. Registro de los censos de D. capense (D.cap) y T. antárticus (T.ant) para 4 áreas oceanográficas de la Antártida durante las campañas 94, 95 y96. Area Oeste Penínsu la Antártic a

año 1

año 2

año 3

126

240

170

82,54 D. cap

77,5 D. cap

97,06 D. cap

98,41 T. ant

93,75 T. ant

97,06 T. ant.

17,46 D. cap

22,5 D. cap

2,94 D. cap

1,59 T. ant

6,25 T. ant

2,94 T. ant.

Maxima cantidad de individuos en un censo

14 D. cap

30 D. cap

2 D. cap

1 Tant

6 Tant

total de censos

467

549

485

68,95 D. cap

51,55 D. cap

67,63 D. cap

98,93 T. ant

96,54 T.tan

97,53 T.tan

31,05 D.cap

48,45 D. cap

32,37 D. cap

1,07 Tant

3,47 T.ant

2,47 T.ant

67 D. cap

158 D. cap

97 D. cap

13 T.ant

4 T.ant

53 T. ant

total de censos % censos con 0 individuos

% censos con 1o más individuos

Shetland

% censos con 0 individuos % censos con 1o más individuos Maxima cantidad de individuos en un censo

2 Tant

Tabla 1. Registro de los censos de D. capense (D.cap) y T. antárticus (T.ant) para 4 áreas oceanográficas de la Antártida durante las campañas 94, 95 y96. Scotia

total de censos

180

150

226

71,11 D. cap

42 D. cap

43,81 D. cap

94,44 T. ant

86,67 T. ant

95,58 T.ant

28,89 D. cap

58 D. cap

56,19 D. cap

5,56 T. ant

13,33 Tant

4,42 T.ant

Maxima cantidad de individuos en un censo

65 D. cap

90 D. cap

284 D. cap

56 T. ant

7 Tant

6 Tant

total de censos

322

336

290

99,38 D.cap

99,70 D. cap

97,93 D. cap

42,55 T.ant

57,45 T.ant

37,93 T. ant

0,62 D. cap

0,3 D. cap

2,07 D. cap

57,45 T.ant

44,94 T.ant

62,07 T.ant

3 D. cap

1 D. cap

5 D. cap

500 T.ant

955 T.ant

500 T.ant

% censos con 0 individuos % censos con 1o más individuos

Weddell

% censos con 0 individuos % censos con 1o más individuos Maxima cantidad de individuos en un censo

Al azar: en especies con altos límites de tolerancia y por lo tanto no se reúnen en grupos.

Tipos de disposición espacial

Agregada. individuos en grupos densos separados de otros grupos también densos. En plagas, ,reproducción y dispersión (gemación). Condiciones físicas, comportamiento social. Uniforme: los individuos se colocan a una distancia unos de otros en ambientes muy limitados. Competencia intraespecífica (diferencias de sexo o edad). Sustancias alelopáticas en vegetales

Ejemplos de poblaciones en diferentes disposiciones espaciales

Distribución espacial de áfidos de una especie de árbol Dependencia de escala de observación

Townsend CR, BegonM, Harper JL. 2008. Essentials of Ecology

–

Resultados de la investigación de los petreles antárticos: Existe disposición de los individuos de manera agregada por diferentes métodos estadísticos Tabla . Ajuste de la distribución binomial negativa en distribuciones según el área, año y especie de ave. El signo * indica diferencias significativas entre los valores observados y el ajuste de la distirbución binomial negativa. área

Oeste de la península Anártica

Mar de Weddell

Scotia

especie

temporada

K estimado

X2

Grados de liber tad

probabilidad

D.capense

1994

0,025

0,59

2

>0,05

1995

0,00001

0,91

8

>0,05

1996

0,004

0,02

1

>0,05

T.antarticus

1995

0,024

0,53

3

>0,05

T.antarticus

1994

0,025

7,32

14

>0,05

1995

0,011

1,66

8

>0,05

1996

0,026

6,29

9

>0,05

1994

0,078

15,37

6

0,05

1994

0,034

8,61

11

>0,05

1995

0,060

38,12

16

0,05

D. capense

T. antarticus

Shetland

D. capense

Figura. Regresión entre log de promedio y log de varianza para D. capense (Ley Taylor)

Figura. Regresión entre log varianza vs log promedio en T. antarctica (ley Taylor).

Figura 4. Relación entre índice de apiñamiento medio vs n° aves/censo de D. capense (IWAO).

Figura 5. Relación entre índice de apiñamiento y aves/censo de T.antarticus (IWAO).

Distribución de petreles por tipo y disposición de hielo. Recurso alimentario

A) Estimación de disposición espacial en organismos móviles 1) Indices de dispersión por conteo por cuadrante. Relación varianza/media. Pueden calcularse con datos provenientes de un muestreo 2) En términos probabilísticos por ajuste de frecuencias en muestreo a distribuciones de variables discretas: poisson, binomial negativa, etc. 3) Método de regresión: se necesitan varios muestreos (Iwao, Taylor) B) Estimación de disposición espacial en organismos sésiles (vegetales y nidos o almejas por ejemplo) 1) Método de vecino más cercano. 2) Método de los cuartos

1) Índice de dispersión para conteos en cuadrantes 1) Relación varianza/media Series de conteos de cantidades de plantas o animales individuales, tomados de n cuadrantes con forma y tamaño definido Cociente varianza/media (I) basado en distribución Poisson S2=media, I=1, distribución aleatoria I=S2/media

S2 >media, I>1, distribución agregada S2