3.6: Límites a las poblaciones

Es un hecho dado (es decir, un hecho empíricamente demostrable) que todos los organismos son capaces de producir muchos más de una copia de sí mismos. Consideremos, como ejemplo, una pareja reproductora de elefantes o una sola bacteria que se reproduce asexualmente. Supongamos además que no hay límites para su reproducción, es decir, que una vez nacida, la descendencia se reproducirá periódicamente a lo largo de su vida útil. Al final de 500 años, un solo par de elefantes podría (teóricamente) producir ~15,000,000 descendientes vivos. ⁷² Claramente si estos 15,000,000 elefantes se emparejaron para formar 7,500,000 parejas reproductoras, dentro de otros 500 años (1000 años en total) podría haber tantos como 7.5 x 10 ⁶ x 1.5 x 10 ⁷ o 1.125 x 10 ¹⁴ elefantes. Suponiendo que cada elefante adulto pesa ~6000 kilogramos, que es el promedio entre machos más grandes y hembras más pequeñas, el resultado final sería ~6.75 x 10 ¹⁸ kilogramos de elefante. Permitido continuar sin control, en unos pocos miles de años un solo par de elefantes podría producir una masa de elefantes más grande que la masa de la Tierra, una conclusión absurda. ¡Claramente debemos haber dejado algo fuera de nuestros cálculos! Como otro ejemplo, volvamos a una bacteria solitaria, asexual, que no necesita pareja para reproducirse. Supongamos que se trata de una bacteria fotosintética que depende de la luz solar y de compuestos simples, como el agua, el dióxido de carbono y algunos minerales, para crecer. Una bacteria es mucho más pequeña que un elefante pero puede producir nuevas bacterias a un ritmo mucho más rápido. En condiciones óptimas, podría dividirse una vez cada 20 minutos más o menos y, en aproximadamente un día, produciría una masa de bacterias mayor que la de la Tierra en su conjunto. Nuevamente, estamos cometiendo claramente al menos un error en nuestra lógica.

Los elefantes y las bacterias no son los únicos tipos de organismo en la Tierra. De hecho, cada tipo de organismo conocido puede producir muchas más crías de las que se necesitan para reemplazarse antes de morir. Este rasgo se conoce como superfecundidad. Pero el crecimiento ilimitado no ocurre ni puede ocurrir por mucho tiempo; otros factores deben actuar para restringirlo. De hecho, si tuvieras que monitorear las poblaciones de la mayoría de los organismos, encontrarías que los números de un organismo en particular en un ambiente particular tienden a fluctuar alrededor de un llamado nivel de estado estacionario. Por estado estacionario queremos decir que a pesar de que los animales nacen y mueren continuamente, el número total de organismos se mantiene aproximadamente constante.

Entonces, ¿qué equilibra los efectos de la superfecundidad, qué limita el crecimiento poblacional? La respuesta obvia a esta pregunta es el hecho de que los recursos necesarios para el crecimiento son limitados y hay lugares limitados para que los organismos vivan. Thomas Malthus (1766-1834) fue el primero en articular claramente el papel de los recursos limitados como restricción para la población. El suyo era un argumento puramente lógico. La competencia entre un número creciente de organismos por un suministro limitado de recursos limitaría necesariamente el número de organismos. Malthus pintó una imagen bastante sombría de organismos que luchan entre sí por acceder a estos recursos, con muchos viviendo en una versión orgánica de la pobreza, muriendo de hambre porque no podían superar a otros por la comida o los espacios que necesitaban para prosperar. Un punto que Malthus ignoró, o más probablemente ignoró, es que los organismos rara vez se comportan de esta manera. Es común encontrar diversos tipos de comportamientos que limiten la lucha directa por los recursos. Por ejemplo, en algunos organismos, un adulto tiene que establecer (y defender) un territorio antes de que pueda reproducirse con éxito. ⁷³ El resultado final de este tipo de comportamiento es estabilizar a la población alrededor de un nivel de estado estacionario, el cual es una función tanto de las limitaciones ambientales como de comportamiento.

El ambiente de un organismo incluye todos los factores que influyen en el organismo y por los cuales el organismo influye en otros organismos y sus entornos. Estos incluyen factores como los cambios en el clima, así como los cambios en la presencia o ausencia de otros organismos. Por ejemplo, si un organismo depende de manera importante de otro, la extinción del primero influirá necesariamente en la supervivencia del segundo. ⁷⁴ De igual manera, la introducción de un nuevo tipo de organismo o un nuevo rasgo (pensar en la fotosíntesis oxigénica) en un ambiente establecido puede alterar las interacciones y condiciones existentes. Cuando el ambiente cambia, el nivel poblacional en estado estacionario existente puede ser insostenible o muchos de los diferentes tipos de organismos presentes pueden no ser viables. Si el clima se vuelve más seco o más húmedo, más frío o más caliente, si las temperaturas anuales alcanzan mayores extremos, o si nuevos organismos (incluidos nuevos patógenos causantes de enfermedades) ingresan a un área, la densidad poblacional promedio puede cambiar o en algunos casos, si el cambio ambiental es lo suficientemente drástico, puede incluso bajar a cero, en otras palabras ciertas poblaciones podrían extinguirse. Las condiciones ambientales y los cambios influirán en el nivel poblacional en estado estacionario sustentable de un organismo (algo en lo que pensar en el contexto del calentamiento global, sea cual sea su causa).

Un ejemplo inmediato de este tipo de comportamiento involucra a la población humana. Una vez limitada por enfermedades, guerras y hambrunas periódicas, la introducción de mejores medidas de salud pública y saneamiento, un suministro de alimentos más seguro y reducciones en la mortalidad infantil han llevado a la población humana a aumentar drásticamente. Ahora bien, en muchos países, las poblaciones parecen encaminarse a un nuevo estado estacionario, aunque no está claro exactamente cuál será ese nivel total de población final. ⁷⁵ Se han desarrollado diversos modelos basados en diferentes niveles de fertilidad promedio. En varios países, la tasa de natalidad ya ha caído en el dominio de baja fertilidad, ¡aunque eso no es garantía de que se quede ahí! ⁷⁶ En este ámbito (haciendo caso omiso de la inmigración), la población de un país en realidad disminuye con el tiempo, ya que el número de hijos nacidos no es igual al número de personas que mueren. Esto en sí mismo puede generar tensiones sociales. Las disminuciones en la tasa de natalidad por mujer se correlacionan con reducciones en la mortalidad infantil (generalmente por vacunación, mejora de la nutrición e higiene) y aumentos en el nivel educativo y la autodeterminación reproductiva (es decir, la emancipación) de las mujeres. Cuando las mujeres tienen derecho a controlar su comportamiento reproductivo, la tasa de natalidad tiende a ser menor. Claramente los cambios en el ambiente, y aquí incluimos el ambiente sociopolítico, pueden influir dramáticamente en el comportamiento y servir para limitar los niveles de reproducción y población.