(Ciencias de Joseleg)(Biología) (Ecología) (La población) (Introducción) (Generalidades) (Historia) (Características) (Patrones
de supervivencia y distribución de edades) (Crecimiento
lineal y geométrico) (Crecimiento
exponencial) (Crecimiento
logístico) (Interacciones
intraespecíficas) (Referencias
bibliográficas)
La biología puede describirse en términos de redes que se interconectan entre sí en varios niveles de complejidad. Cuando saltamos de un nivel a otro las propiedades del nivel inmediatamente anterior deben ser tomadas en cuenta junto con propiedades completamente nuevas. Tal es el caso de la población, la cual definiremos como un conjunto de individuos de una misma especie que viven en un mismo ambiente geográfico. En este nivel emplearemos la definición biológica de especie que dice: una especie es un conjunto de poblaciones que pueden reproducirse entre sí y generar una descendencia viable. Las poblaciones exhiben propiedades distintivas de los individuos de los cuales están compuestas, entre ellas podemos enlistar: densidad, dispersión, tasas de nacimiento y muerte, tasas de crecimiento, estructura de supervivencia y de edad. Todas estas propiedades desembocan en su característica más relevante, y es que la población es el primer nivel de complejidad capaz de experimentar Evolución Biológica.
Figura 8. Niveles de complejidad. La población es el
primer nivel de complejidad abarcado por la ecología.
La ecología de poblaciones considera tanto el número de
individuos de una especie en particular que se encuentran en un mismo lugar
geográfico y la dinámica de esa oblación, es decir, como el número de
individuos crece y disminuye a lo largo del tiempo. Debido a que el tamaño de
una población medido como el número de individuos en un momento dado no es un
valor constante, su estudio se encierra bajo los conceptos de dinámica
newtoniana y matematizada, en otras palabras, lo que se denomina como dinámica
de poblaciones. Los ecólogos de poblaciones intentan determinar procesos que
son comunes a todas las poblaciones y por lo tanto inducibles en leyes
matemáticas generales. Ellos estudian como las poblaciones interactúan con
otros individuos de su misma especie y con su medioambiente, lo cual genera
relaciones que no son perceptibles en un solo individuo aislado. La propiedad
más importante que emerge de estas interacciones es la capacidad de
evolucionar.
Debido a que la propiedad más importante de la ecología de
poblaciones es la evolución, en este tema se estudian una gran cantidad de
fenómenos relacionada con esta como el éxito reproductivo, la aptitud
darwiniana, la extinción, la genética de poblaciones y la relación con la
comunidad y el ecosistema. En otras palabras, la dinámica de poblaciones en la
actualidad es básicamente teoría de la evolución aplicada, y sus aplicaciones
poseen todo el espectro de labores humanas que involucren poblaciones de seres
vivos, lo cual incluye al ser humano mismo. Ejemplos de aplicaciones de la
dinámica de poblaciones son: el cuidado forestal, la agricultura, la ganadería,
la protección del medioambiente entre otras. Dos procesos generales que siempre
desean evitarse son el incremento en población “plagas, epidemias” o de
disminución de la población “extinción”.
La definición de población depende de dos criterios, la
interfecundidad y la frontera que define su distribución geográfica. El
concepto de tamaño de población y la posibilidad de comparar diferentes
poblaciones es solo significativo si es posible determinar las fronteras
geográficas entre las cuales la población se distribuye. Existe una diferencia
entre tener 100 individuos por dos unidades de territorio a tener 100
individuos en media unidad de territorio, esto es porque el territorio posee
recursos limitados, y los individuos agrupados en territorios muy densos pueden
experimentar presiones y estrés mucho mayor. En otras palabras, el tamaño
poblacional no significa nada en si mismo, y para ser empleado es necesario
conocer el tamaño del territorio y esto debe hacerse mediante la determinación
de las fronteras territoriales como los accidentes geográficos entre los que
podemos encontrar: ríos, océanos, montañas, abismos entre otros. Las fronteras
de un territorio pueden cambiar debido a eventos estacionales “como las
estaciones, el calentamiento global, o los efectos del niño o de la niña”; o
por fenómenos catastróficos como incendios, inundaciones, terremotos o
huracanes.
La relación que existe entre el número de individuos y el
tamaño del área territorial de su distribución se define como la densidad de
una población, esta variable puede dar cuenta del nivel de estrés y competencia
que experimentan los individuos de una población con muy poco territorio de
distribución. Matemáticamente la densidad “Rho ρ” se define como la división
del tamaño de la población “
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La densidad poblacional es una variable que es influida indirectamente por las relaciones de la comunidad ecológica y por las condiciones del ecosistema, sin embargo, en ambientes relativamente estables es posible observar patrones cíclicos en los que la densidad poblacional “y el tamaño de la población” cambian. También es posible que dichas oscilaciones se presenten en ciclos mucho más dilatados como de cada cuatro años “por ejemplo en regiones afectadas por fenómenos del niño o de la niña” o mucho más extensos.
Figura 9. Densidad
poblacional humana. Las densidades poblacionales no son uniformes, se agrupan
en valles fluviales y puertos marinos.
Figura 10. Tipos de
dispersión. De arriba hacia abajo: agrupada o en parches, al azar,
uniforme.
Otra variable que influye en las poblaciones es el modo en
que cada individuo se distribuye al interior de las fronteras de un área
geográfica. Esto depende en última instancia de las interacciones entre los
individuos, siendo estas cohesivas o competitivas. Una especie cuyos individuos
se relacionan de forma positiva tienden a ser altamente cohesivos y
distribuirse en grupos o conglomerados al interior de un territorio, un ejemplo
de esto serían las abejas. Especies que son altamente competitivas pueden
adueñarse de territorios amplios, y mantener a otros individuos de la misma
espacie alejados la mayor parte del tiempo como en el caso de los tigres. De lo
anterior se deduce que los patrones de dispersión son una variable que emerge
de las relaciones internas de la población, es decir del modo en que los individuos
de una población de relacionan entre sí.
La dispersión al azar se da cuando los individuos de una
población se organizan de una forma que carece de un patrón reconocible. Lo
anterior implica que las interacciones entre los individuos de la especie no
afectan a los demás individuos de la misma especie. Este presupuesto teórico es
tan antinatural que de hecho explica la razón por la cual nunca o casi nunca ha
sido posible encontrar un ejemplo de distribución aleatoria en la naturaleza, de
hecho, muchos ecólogos dudan de su existencia. La razón de esto es que los
miembros de las especies siempre experimentan algún tipo de interacción, sea
esta positiva o negativa, adicionalmente aun cuando no interactuaran con otros
individuos de su especie otras relaciones como las de la comunidad
(depredación, simbiosis entre otras), o con el ecosistema (disponibilidad de
luz, de agua entre otros) harían que la distribución adquiriera algún tipo de
patrón no aleatorio.
La dispersión agrupada o de agregación se da cuando los
individuos se organizan en conglomerados o parches al interior de su región de
distribución geográfica. Dos son las principales causas para estos patrones de
distribución. La primera es mediante interacciones positivas entre otros
individuos de la misma especie, los cuales experimentan cooperación o
protección mutua. Por ejemplo, los cardúmenes de peces que avanzan en grupo
para defenderse de sus depredadores, los espinos de rozas que generan una
defensa infranqueable contra los herbívoros, o las organizaciones de primates
altamente colaborativas, entre las que se debe destacar a la del ser humano. La
otra razón es que, aun asumiendo que la interacción positiva entre los
individuos de una misma especie sea muy débil, otras interacciones condicionen
la distribución, por ejemplo, la disponibilidad de recursos estratégicos como
la disponibilidad de agua. Si en un
ecosistema el agua se hace escasa, la población se agrupará en las pocas zonas
donde el agua esté disponible generando el patrón de dispersión agrupado.
El patrón de dispersión uniforme se genera debido a la
competencia severa entre los individuos en un área geográfica limitada. Este
patrón depende de que el tamaño en el cual pueden distribuirse los individuos
es limitado, si los individuos compartieran territorio los recursos no serían
lo suficientes para soportar a ambos vivos. Los mecanismos de competencia entre
una misma especie son muy salvajes, en plantas y otras formas de vida dependen
de la producción de compuestos químicas o toxinas que eliminan a los
competidores, la limitación mecánica a la invasión del territorio y en lo que
nos es más evidente a simple vista, el combate directo. Muchos depredadores
superiores son solitarios y tienen este patrón de distribución, repartiéndose
las zonas geográficas en territorios menores de los cuales sobreviven como los
tigres o los osos. Sin embargo, la competencia de este tipo no solo es
desencadenada por recursos alimenticios, también las zonas de anidación como en
muchas aves marinas presentan un patrón de distribución uniforme.
Una metapoblación es un conjunto de poblaciones dispersas que en ocasiones puede experimentar contactos reproductivos. Las poblaciones de muchas especies ocurren no como una sola población continuamente distribuida, sino como subpoblaciones espacialmente separadas en parches. Una subpoblación es una parte de una población más grande, con la cual mantiene un intercambio limitado de individuos a través de la inmigración y la emigración. Un grupo de subpoblaciones que viven en tales parches conectados por intercambio de individuos entre parches forman una metapoblación. Leones y elefantes son ejemplos típicos, ya que se agrupan en parches llamados manadas, de los cuales los machos se separan en una edad relativamente temprana. Los machos son los que se encargan de transferir los alelos de un parche a otro manteniendo la cohesión genética de la especie a través de la metapoblación.
Figura 11.
Metapoblaciones y complejos de especies. Las
metapoblaciones tienden a generar especies complejas con razas biológicas en
camino a generar nuevas especies, la generación de una metapoblación es por lo
tanto el primer paso para la especiación alopátrica.
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