Universidad de Sonora Licenciatura en Biología Curso: Ecología

Propiedades de las poblaciones Francisco Molina Freaner [email protected]

biosfera región paisaje ecosistema comunidad interacción población individuo

Las poblaciones tienen propiedades emergentes

Población 

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Grupo de individuos de la misma especie que habitan en una determinada zona y que tienen el potencial de reproducción entre sus miembros. ¿cuáles son las propiedades básicas de las poblaciones? ¿cómo se describen las poblaciones?

Tipos de individuos en las poblaciones 

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Los individuos pueden estar fijos (sésiles) o tener movilidad. La condición sésil o móvil puede cambiar a lo largo del ciclo de vida. Los métodos de estudio de organismos que viven fijos son diferentes a los que tienen movilidad. Los organismos pueden ser unitarios o modulares

Los organismos pueden ser unitarios o modulares 

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La forma, el desarrollo, el crecimiento y la longevidad de los organismos unitarios son predecibles y vienen determinados desde la concepción. La mayoría de los animales son unitarios En los organismos modulares, el cigoto se convierte en una unidad de construcción (modulo) que luego produce mas módulos similares. La mayoría de las plantas son modulares. Muchas plantas crecen y se extienden clonalmente, produciendo mas módulos que posteriormente pueden independizarse y formar ´nuevos individuos´ genéticamente iguales

Genets y ramets 

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Los organismos producidos por reproducción sexual y que surgen de un solo cigoto constituyen un individuo genético o genet. Los módulos producidos de manera asexual por los genets se denominan ramets. Los ramets pueden permanecer unidos físicamente a su genet o pueden separarse y funcionar independientemente

Ejemplos de crecimiento modular en plantas

Ejemplos de organismos modulares y unitarios

Lepus alleni Stenocereus eruca

Organismos modulares 

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Las plantas son el grupo con mas organismos modulares. Sin embargo, hay también ejemplos de animales modulares, como los corales, las esponjas y los briozoos que crecen por producción repetida de módulos Técnicamente, para estudiar poblaciones de organismos modulares, debemos reconocer dos niveles de estructura: el módulo (ramet) y el individuo (genet). Desde el punto de vista práctico, sin embargo, los ramets generalmente se cuentan y funcionan como miembros individuales de la población

Población La escala espacial del área habitada por la población varía considerablemente dependiendo del organismo en cuestión – puede ser solo la cima de una montaña o todo un continente  La población puede representar solo una pequeña fracción de la especie o una sola población puede representar a todos los individuos de una especie.

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Atributos de las poblaciones 

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Distribución: la ubicación física de los individuos en el área habitada por la población Abundancia: número y densidad de organismos individuales dentro del área ocupada por la población

La distribución de una población determina su ubicación espacial 

La distribución describe el rango geográfico de la población o el alcance espacial de la población entera. No hay individuos

Densidad muy baja

Densidad moderada Alta densidad

Alta densidad

Población y metapoblación Las especies en ocasiones no tienen una distribución continua y existen como un conjunto de poblaciones locales Las metapoblaciones son conjuntos de poblaciones interconectadas por la migración En ecología, la población local es usualmente la unidad de estudio de los ecólogos y rara vez se estudian en el contexto de metapoblación

La abundancia refleja la densidad y la distribución de la población 

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Mientras que la distribución define el alcance espacial de la población, la abundancia define su tamaño: el número de individuos de la población La abundancia es una función que depende de dos factores: (1) la densidad de la población y (2) el área a lo largo de la cual la población está distribuida La densidad poblacional es el número de individuos por unidad de área o volumen

Densidad absoluta de la población Al colocar una cuadrícula sobre la distribución de la población, podemos calcular la densidad de cualquier celda. La densidad medida simplemente como el número de individuos por unidad de área recibe el nombre de densidad absoluta Sin embargo, los individuos no ocupan todo el espacio disponible dentro de la distribución porque no todas las áreas son adecuadas para la especie y por tanto la densidad varía de un lugar a otro

Distribución espacial de las poblaciones (pequeña escala) La ubicación espacial de los individuos en las poblaciones puede ser:

Distribución uniforme 

Los individuos estan espaciados de manera mas o menos equitativa 

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Producto de las interacciones negativas entre los individuos como la competencia. Animales que defienden territorio

Uniforme. Las aves que anidan en islas como estos pinguinos, a menudo muestran un espaciamiento uniforme, mantenido por las interacciones agresivas entre vecinos.

Distribución aleatoria 

Individuos distribuidos al azar; la ubicación espacial de los individuos es independiente de la de los demás  Interacciones neutrales entre los individuos y entre los individuos y el ambiente local

Aleatoria. Los dientes de León (Taraxacum) se establecen aleatoriamente donde caen las semillas dispersadas por el viento y posteriormente germinan.

Distribución agregada 

Los individuos se encuentran agregados espacialmente  Los recursos se distribuyen en parches  Organización social  Reproducción asexual

Agregada. Para muchos animales, como estos lobos, vivir en grupos aumenta la efectividad de caza y la protección de las crías.

Distribución espacial de especies interactuantes

La ubicación espacial de los individuos puede cambiar en el tiempo y puede ser el producto de interacciones bióticas

¿Cómo determinar la distribución espacial de las poblaciones? 

Métodos con área Proporción varianza/media (I)

I: 1, > 1 , < 1

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Métodos sin área (distancia) 

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Distancia de punto al azar a individuo mas cercano y del individuo al vecino mas cercano Hopkins

Para determinar la densidad se necesita un muestreo  

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Tamaño de la población: densidad x área ¿Como se determina la densidad? Cuando las poblaciones son pequeñas se puede realizar un conteo completo (censo) Sin embargo, en la mayoría de los casos, la densidad debe estimarse a través de un muestreo de la población Muestreo para organismos sésiles y para organismos móviles

Muestreo de organismos sésiles Cuenta el número de individuos de la especie en una serie aleatorizada de unidades de muestreo

Muestreo de organismos móviles 

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Para organismos que se desplazan, los ecólogos de animales utilizan otros métodos de muestreo. Capturar, marcar y recapturar individuos dentro de una población, una técnica para estimar la densidad conocida como de captura y recaptura Consiste en atrapar individuos, marcarlos y liberarlos a la población. Posteriormente se vuelven a capturar y en base a la proporción de individuos marcados que se recapturan, se estima el tamaño poblacional

Captura y recaptura   

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Tamaño de la población: N. N=?? Número de animales marcados: M Después de que los individuos marcados (M) se mezclan, se captura una muestra (n) de individuos Algunos individuos capturados llevan marcas (R) N/M=n/R; N=nM/R Diferentes métodos Diferentes técnicas de captura y marcaje

El tamaño corporal afecta la abundancia

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Los organismos mas pequeños tienden a vivir a mayor densidad (número de individuos por unidad de área) que los organismos mas grandes La densidad poblacional disminuye conforme el tamaño del organismo aumenta

Densidades naturales en organismos en poblaciones naturales

Abundancia en mamíferos y aves

Las poblaciones tienen estructura de edades y de tamaño 

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La abundancia no describe las características ni las diferencias entre los individuos de una población Estructura de edades: cantidad o proporción de individuos de diferentes clases de edad ¿como estimar la edad de los individuos? Cuando no se puede conocer la edad de los individuos, las poblaciones se caracterizan por medio de la estructura de tamaños: proporción de individuos de diferentes clases de tamaño

Ejemplo de la estructura de edades de una población de encinos (Quercus)

Anillos de crecimiento

Estructura de tamaños de poblaciones de Patella ferruginea (lapa)

Las poblaciones tienen proporción de sexos 

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En la mayoría de los organismos unisexuales que se reproducen sexualmente la proporción de sexos es 1:1. Sin embargo, cuando un sexo es mas susceptible a la depredación o al estrés ambiental, las proporciones de sexos no son 1:1 Caso de Pachycereus pringlei en Sonora

Distribución de sexos en poblaciones de P. pringlei en Sonora

Conceptos importantes 

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Organismos sésiles y móviles, unitarios y modulares Definición de población Propiedades de la población: distribución, abundancia (densidad), disposición espacial, estructura de edades o de tamaños, proporción de sexos. Estimación de la densidad

LECTURA OPCIONAL   

Capítulo 9 de Smith y Smith (2007): propiedades de las poblaciones. Capítulo 2 del libro de Carabias et al (2009): ecología de poblaciones. Siguiente clase: Distribución y abundancia