ECOLOGIA GENERAL 2006 TEÓRICO-PRACTICO
1.-INTRODUCCIÓN AL ESTUDIO DE LAS POBLACIONES Conceptos. Población. Espacio-temporalidad. Metapoblación. Parámetros poblacionales. Estructura. Semelparidad. Iteroparidad. Poblaciones discretas. Poblaciones Multivoltinas. Densoindependencia. Densodependencia. Estrategias r, k. OBJETIVO.
Estudiar parámetros y atributos que se observan en un grupo de individuos de una especie que comparten recursos naturales. ECOLOGIA DE POBLACIONES.
En el estudio de las poblaciones se consideran las características emergentes de la interacción de un grupo de individuos. El punto de partida para el análisis, es el individual ya que se trata de una unidad natural, organismos simples con atributos básicos que incluyen tasa de desarrollo, edad específica, reproducción o tiempo de muerte. Mientras que las características poblacionales surgen de promediar estos valores individuales, la población no deja de ser una abstracción de la realidad que nos provee información que debe ser descripta estadísticamente. En estos términos, una población es el conjunto de organismos de la misma especie con determinadas características de grupo (parámetros y atributos) que permiten su identificación, análisis y comparación. Si bien la población es el nivel de organización sobre el individuo, ellos son marcados por algún grado de cohesión u homogeneidad genética. Los individuos de la misma especie que comparten un espacio determinados tienen mayor probabilidad de apareamiento entre ellos en comparación con la probabilidad de apareamiento con un miembro de otra población, comparten el material genético (pool génico) y constituyen una población mendeliana. Es una entidad biológicamente reproducible en la cual la tasa de natalidad (b) y de mordalidad (d) determina el tamaño y la dirección del crecimiento poblacional, considerando una migración nula (balanceada). En contraposición se define al Demos como la población donde hay cruzamientos efectivos entre individuos, flujo génico y migración .
Flujo génico. Migraciones, individuo o partes ( Ej. polen, semillas etc.)
Especie Demos
Las Poblaciones locales se caracterizan por que sus tasas no están balanceadas Universidad Nacional de Tucumán - Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo - 1-
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y pueden extinguirse localmente. La interacción ambiente –organismos se refleja en el éxito reproductivo el cual varía entre los hábitats. Si el hábitat contiene recursos abundantes las poblaciones producen abundantes descendientes que se dispersan a otras áreas (poblaciones fuentes), caso contrario las poblaciones se mantienen por inmigraciones (poblaciones sumidero). Así una metapoblación es una población formada por un conjunto de subpoblaciones entre las cuales existe migración restringida. En una definición más precisa una población es un grupo de individuos de la misma especie que viven juntos en un área de tamaño suficiente para llevar a cabo sus funciones normales, incluyendo la migración y donde las tasas de emigración e inmigración están balanceadas. Si hablamos de grupos de organismos que ocupan áreas más pequeñas que la población verdadera identificamos poblaciones locales o subpoblaciones. Pt = Po +N - M + I – E La población en el tiempo t es el resultado de la población anterior o inicial y de la interacción de los parámetros natalidad, mortalidad y dispersión. Estos últimos originan movimientos y flujos permanente de individuos por lo que las poblaciones no son estáticas, sino dinámicas. Los estudios de poblaciones naturales tienden a describir, explicar y predecir estos cambios para el análisis o evaluación de las consecuencias ecológicas y evolutivas. Espacio –temporalidad. Límite de la población. La mayoría de las poblaciones constituyen entidades con límites difusos, contrariamente a lo que ocurre con el individuo. Salvo algunos casos, ej. poblaciones finitas aisladas geográficamente; nuestro estudio se referirá a una población que habita el área de estudio definida por el investigador es decir que se analiza un sector. Para definir un tamaño de área adecuada es necesario conocer la historia de vida de los individuo, aún así queda a criterio del observador la escala de resolución para encarar el problema: por ej. • • • • • • • •
...poblaciones de vicuñas (V. vicugna) en Jujuy .....Reserva Laguna de los Pozuelos Abundancia.... de A. fraterculus y C. Capitata ....en .durazno y guayaba...H. Molle, Tucumán Variaciones de Akodon azarae y Calomys laucha en ...maíz y soja de agroecosistemas pampeanos prov. de Bs. As. .....censo de guanacos (Lama guanicoe) en el parque Nac. Lihue Calel, La Pampa, Arg. Estudio bioecológico de la avispa del Sauce.... Dinámica de lenga...en el límite altitudinal arbóreo en la Reserva.......XI Región Evaluación de poblaciones de.....Nothofagus...en el parque Nac. Nahuel H con período de sequía 98/99, escala de paisaje (1:250.000) Dinámica poblacional de A. paltensis (Coleoptera....) en deposiciones bovinas, en ........cuenca del río Salado
Si delimitamos a las plagas por el tipo de cultivo que atacan por ej. la población de áfidos de un campo de trigo, deberíamos preguntarnos si el área del campo de trigo es una escala apropiada para el estudio de áfidos. Estos no pueden moverse distancias grandes, pero están influenciados por hábitats perennes de los cuales migran hacia los cultivos. La escala correcta debería incluir estos hábitats y ser de docenas de Km2 en vez de un campo. La utilización de escalas pequeñas puede ocasionar inferencias Universidad Nacional de Tucumán - Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo - 2-
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equivocadas como la presunción de que se extinguieron los áfidos del cultivo cuando ellos pueden llegar en cualquier momento. La determinación de la escala espacial y bordes correctos depende de la naturaleza del organismo. El área adecuada es aquella en la cual la tasa de migración se minimiza o balancea y los cambios en el número se deben a nacimientos y muertes más que ha movimiento de los individuos de la población. Historia de vida. Los individuos que forman una población son ecológicamente equivalentes: Presentan el mismo ciclo de vida; los organismos que están en el mismo estadio, 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 y comparte los recursos.
La secuencia de eventos y la duración de los estadios que intervienen en la vida de un organismo desde el nacimiento hasta la muerte constituyen el ciclo o historia de vida. Durante el transcurso del mismo, la reproducción es el evento principal, puede ser continuo o estacional y realizarse en pocos días o un lapso de tiempo prolongado. Definimos así a las poblaciones Univoltina o Discretas porque presentan una sola generación reproductiva en un tiempo dado ( varios insectos) y Multivoltinas o Contínuas con varias generaciones reproductivas simultáneamente ( Ej, el hombre, mamíferos, etc.). El siguiente esquema representa el ciclo de vida para un insecto hipotético.
1
2
huevo larva
3
4
pupa
5
adulto adulto reproductivo Tiempo (duración x)
6
7
postreproductivo
1-oviposición, 2-nacimientos-,3-pupación ,4-eclosión imago, 5- 6- período reproductivo y 7-edad máxima).
La duración de un ciclo de vida comprende las diferentes clases de edades que componen a la población. El conocimiento de la edad y estructura etaria es fundamental en la dinámica y manejo de las poblaciones. Ej. “ en el gusano alambre” Conoderus sp, las larvas forman parte del complejo “insectos del suelo” y causan graves daños en cultivos de maíz y papa. Los individuos inmaduros completan el ciclo en 5 años mientras que los adultos se encuentran de diciembre a marzo. Entre los eventos de una historia de vida mencionaremos: el patrón de crecimiento; edad inicial de cada estadio; muerte en cada clase de edad, número de crías, número de eventos reproductivos, cuidado de cría, fertilidad total, alimentación, refugio….etc. Todos ellos determinan la estrategia de ciclo de vida para sobrevivir y producir descendencia fértil. Algunas correlaciones entre las estrategias r y K se presentan en el siguiente cuadro: Universidad Nacional de Tucumán - Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo - 3-
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Atributos Tamaño de la población
Mortalidad
Supervivencia Competencia intra e interespecífica Mecanismos favorecidos por la selección
Ciclo de vida
Énfasis general Ambiente Etapa de la sucesión
Especies r Altamente variable con el tiempo, sin alcanzar el equilibrio. Fase exponencial. Recolonización anual.
Especies K Constante u oscilante alrededor de K. En equilibrio o acercándose a la capacidad límite. No es necesaria la recolonización. Impredecible; a veces alta y Dirigida. Dependiente de la catastrófica densidad Independiente de la densidad. No dirigida Tipo III y IV Tipo I y II Variable, débil, laxa Intensa. Usualmente aguda a.-Desarrollo rápido b.-Reproducción temprana c.-r max alto d.-Pequeño tamaño corporal e.-Semelparidad f.- Prole con muchos individuos pequeños
a.-Desarrollo lento b.-Reproducción retrasada c.-Mayor capacidad competitiva d.-Tamaño corporal grande e.- Iteroparidad f.-Pocos individuos de la prole más grandes Corto, usualmente menos de 1 Largo, normalmente más de año 1 año Poco o ningún cuidado parental Mucho cuidado parental Producción Cantidad de descendencia Variable y/o impredecible Inicial Comunidades no saturadas
Eficiencia Calidad de descendencia Mas bien constante y/o predecible; seguro. Final Comunidades saturadas Fuente: Pianka 1982 modificado
Atributos y parámetros. Toda población biológica se encuentra sujeta a la relación entre la tasa de natalidad (b) y la de mortalidad (d), asumiendo una migración nula. Esta relación proporciona las bases para la Demografía o el estudio de los procesos que regulan las poblaciones y determinan el tamaño y la dirección del crecimiento. Es decir que en un ambiente determinado, una población tendrá una longevidad media (tasa de supervivencia), una tasa de nacimiento y de crecimiento determinada por 2 elementos: ambiente y cualidad innata de los propios organismos (Krebs 1985) que depende de la edad, sexo, tamaño etc. Es necesario reiterar que las características y procesos del nivel poblacional están determinados por las características y procesos del nivel individual, que no son la simple suma de estos, sino que son propiedades emergentes. Un parámetro es un atributo que puede ser medido; describe una propiedad importante; es fácilmente estimable, permite generalizar y extrapolar. Caracteríticas individuales
Características poblacionales
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Edad o estadio Sexo Comportamiento
Estructura de edades o estadios Proporción de sexos Disposición espacial Densidad o abundancia
Procesos individuales Desarrollo y crecimiento Reproducción Muerte Movimientos Alimentación
Procesos poblacionales Crecimiento poblacional Mortalidad Natalidad Dispersión Cambios en la distribución de edades
Procesos: son los eventos que producen cambios en el sistema poblacional. Natalidad, mortalidad y dispersión. Son descriptos por sus tasas: nº de eventos / tiempo e índices: nº de eventos/ nº de individuos etc.
Procesos Natalidad Mortalidad Dispersión Crecimiento
Decriptores Tasas e índices de reproducción Tasas e índices de mortalidad Tasas e índices de crecimiento Tasas e índices de dispersión
Todos estos procesos se suman con las interacciones interespecíficas ( predación y competencia) en un sistema poblacional. Sistema poblacional: comprende a la población en su ambiente efectivo. El sistema se compone de: • La población misma, con su subcomponentes ( individuos de distintas edades, sexos, tamaño) • Los recursos, espacio: alimento, refugios, sitios de nidificación, nutrientes, radiación solar y agua. • Las condiciones: temperatura, humedad, precipitaciones, salinidad, pH y su variabilidad. • Los enemigos: predadores, patógenos, parásitos, competidores. BIBLIOGRAFÍA.
Begon, M. ; J. L. Harper Y C: R: Townsend. 1988. Ecología, individuo, poblaciones y comunidades. Ed. Omega. Barcelona. 865 pp. Caughley, G. 1978. Analysis of vertebrate population. John Wiley y Sons. 234 pp. Krebs, Ch. J. 1985. Ecología. Análisis experimental de la distribución y abundancia. Ed. Pirámide, S.A. 782 pp. Pianka E. R. 1982. Ecología evolutiva. Ed. Omega, S. A. 365pp. Rabinovich, J.E.1980. Introducción a la ecología de poblaciones. Compañía de. Continental, S:A:México. 313 pp. Ricklefs R. E. 1998. Invitación a la ecología. La economía de la naturaleza. Editorial médica panamericana. 692 pp. Universidad Nacional de Tucumán - Facultad de Ciencias Naturales e Instituto Miguel Lillo - 5-
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Smith, R. L.; T. M. Smith. 2001. Ecología. Addison Wesley. 642 pp.
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ACTIVIDADES.
a) Establezca los objetivos fundamentales en el estudio de las poblaciones. b) Defina población, población local y metapoblación. c) Analice un sistema poblacional?. d) De las propiedades emergentes de una población?. e) Porqué los individuos son ecológicamente equivalentes?. f) Ejemplifique factores, procesos y analice su interacción. g) Ejemplifique ciclos de vida. Utilice el diagrama de Forrester (Sharov 1996). h) Defina estrategias de vida para diferentes organismos. i) Analice la influencia de los atributos de una historia de vida en la supervivencia y la fertilidad de un organismo. j) Qué procesos afectan la viabilidad de una población?. k) Represente la población argentina entre 0 y 4 años y 65 años y más para el período 1990-2005. ¿Qué tendencia muestran ambos grupos?. Analizar y concluir. l) Represente gráficamente la natalidad en diferentes provincias de Argentina durante un período de tiempo ( años). (Fuente de datos UNICEF). Analizar y concluir. m) Idem para la mortalidad ( infantil).( (Fuente de datos UNICEF).
REFERENCIAS. Sharov Alexei .1996.Quantitative population ecology. http://www.ento.vt.edu/~sharov/PopEcol/popecol. http://cuhwww.upr.clu.edu/~odum/TemasActiv.htm http://cuhwww.upr.clu.edu/~odum/HistoriaVida.htm http://www.gypsymoth.ento.vt.edu/~sharov/PopEcol/popecol.zip http://ipmworld.umn.edu/cancelado/spchapters/ecologySp.htm http://www.sarda.org.ar/Revista%20Sard%C3%A1/98b/69-72.pdf PDF]
SALUD MATERNO-INFANTO-JUVENIL EN CIFRAS, 1997, UNICEF
Estadísticas. SALUD MATERNO-INFANTO-JUVENIL EN CIFRAS, 1997, UNICEF. Fondo de las Naciones Unidas para la Infancia. Sociedad Argentina de Pediatría ...
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