4.1: Demografía y Dinámica de la Población
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Las poblaciones son entidades dinámicas. Su tamaño y composición fluctúan en respuesta a numerosos factores, incluyendo cambios estacionales y anuales en el medio ambiente, desastres naturales como incendios forestales y erupciones volcánicas, y competencia por recursos entre especies y dentro de ellas. El estudio de las poblaciones se llama demografía.
Tamaño y Densidad de la Población
Las poblaciones se caracterizan por su tamaño poblacional (número total de individuos) y su densidad poblacional (número de individuos por unidad de área). Una población puede tener un gran número de individuos que se distribuyen densamente, o escasamente. También hay poblaciones con un pequeño número de individuos que pueden ser densos o muy escasamente distribuidos en un área local. El tamaño de la población puede afectar el potencial de adaptación porque afecta la cantidad de variación genética presente en la población. La densidad puede tener efectos en las interacciones dentro de una población como la competencia por la comida y la capacidad de los individuos para encontrar pareja. Los organismos más pequeños tienden a estar más densamente distribuidos que los organismos más grandes (Figura\(\PageIndex{1}\)).
Estimación del tamaño de la población
La forma más precisa de determinar el tamaño de la población es contar todos los individuos dentro del área. Sin embargo, este método no suele ser logística ni económicamente factible, especialmente cuando se estudian grandes áreas. Por lo tanto, los científicos suelen estudiar poblaciones muestreando una porción representativa de cada hábitat y utilizan esta muestra para hacer inferencias sobre la población en su conjunto. Los métodos utilizados para muestrear poblaciones para determinar su tamaño y densidad se adaptan típicamente a las características del organismo que se estudia. Para organismos inmóviles como plantas, o para organismos muy pequeños y de movimiento lento, se puede usar un cuadrante. Un cuadrante es una estructura cuadrada que se ubica aleatoriamente en el suelo y se utiliza para contar el número de individuos que se encuentran dentro de sus límites. Para obtener un conteo preciso utilizando este método, el cuadrado debe colocarse en ubicaciones aleatorias dentro del hábitat suficientes tiempos para producir una estimación precisa.
Para los organismos móviles más pequeños, como los mamíferos, a menudo se utiliza una técnica llamada marca y recaptura. Este método consiste en marcar a los animales capturados y liberarlos de nuevo al ambiente para mezclarlos con el resto de la población. Posteriormente, se captura una nueva muestra y los científicos determinan cuántos de los animales marcados hay en la nueva muestra. Este método supone que cuanto mayor sea la población, menor será el porcentaje de organismos marcados que serán recapturados ya que se habrán mezclado con más individuos sin marcar. Por ejemplo, si 80 ratones de campo son capturados, marcados y liberados en el bosque, entonces se captura un segundo atrapamiento de 100 ratones de campo y 20 de ellos son marcados, el tamaño de la población (N) se puede determinar usando la siguiente ecuación:
\[N = \frac{(\text{number marked first catch} \times \text{total number of second catch})}{\text{number marked second catch}}\]
Usando nuestro ejemplo, la ecuación sería:
\[\frac{(80 \times 100)}{20} = 400\]
Estos resultados nos dan una estimación de 400 individuos totales en la población original. El número verdadero generalmente será un poco diferente de esto debido a errores de azar y posible sesgo causado por los métodos de muestreo.
Distribución de especies
Además de medir el tamaño y la densidad, se puede obtener más información sobre una población observando la distribución de los individuos a lo largo de su área de distribución. Un patrón de distribución de especies es la distribución de individuos dentro de un hábitat en un momento determinado; se utilizan categorías amplias de patrones para describirlos.
Los individuos dentro de una población pueden distribuirse al azar, en grupos o equidistantes (más o menos). Estos se conocen como patrones de distribución aleatorios, agrupados y uniformes, respectivamente (Figura\(\PageIndex{2}\)). Diferentes distribuciones reflejan aspectos importantes de la biología de la especie. También afectan los métodos matemáticos requeridos para estimar el tamaño de la población. Un ejemplo de distribución aleatoria ocurre con el diente de león y otras plantas que tienen semillas dispersas por el viento que germinan dondequiera que caigan en ambientes favorables. Una distribución agrupada, se puede observar en plantas que dejan caer sus semillas directamente al suelo, como los robles; también se puede observar en animales que viven en grupos sociales (bancos de peces o manadas de elefantes). Se observa una distribución uniforme en plantas que secretan sustancias que inhiben el crecimiento de individuos cercanos (como la liberación de químicos tóxicos por las plantas de salvia). También se observa en especies animales territoriales, como los pingüinos que mantienen un territorio definido para la anidación. Los comportamientos defensivos territoriales de cada individuo crean un patrón regular de distribución de territorios de tamaño similar e individuos dentro de esos territorios. Así, la distribución de los individuos dentro de una población proporciona más información sobre cómo interactúan entre sí que una simple medición de densidad. Así como las especies de menor densidad podrían tener más dificultades para encontrar pareja, las especies solitarias con una distribución aleatoria podrían tener una dificultad similar en comparación con las especies sociales agrupadas en grupos.
Las tablas de vida proporcionan información importante sobre la historia de vida de un organismo y la esperanza de vida de los individuos a cada edad. Se modelan a partir de tablas actuariales utilizadas por la industria aseguradora para estimar la esperanza de vida humana. Las tablas de vida pueden incluir la probabilidad de que cada grupo de edad muera antes de su próximo cumpleaños, el porcentaje de individuos sobrevivientes que mueren en un intervalo de edad determinado (su tasa de mortalidad y su esperanza de vida en cada intervalo. Un ejemplo de una tabla de vida se muestra en el Cuadro 1 de un estudio de ovejas de montaña Dall, una especie nativa del noroeste de América del Norte. Observe que la población se divide en intervalos de edad (columna A).
Como se puede observar en los datos de la tasa de mortalidad (columna D), una alta tasa de mortalidad ocurrió cuando las ovejas tenían entre seis meses y un año de edad, y luego aumentó aún más de 8 a 12 años, después de lo cual hubo pocos sobrevivientes. Los datos indican que si una oveja de esta población sobreviviera hasta la edad de uno, podría esperarse que viviera otros 7.7 años en promedio, como lo muestran los números de esperanza de vida en la columna E.
Intervalo de edad (años) | Número que muere en el intervalo de edad de 1000 nacidos | Número de sobrevivientes al inicio del intervalo de edad de 1000 nacidos | Tasa de mortalidad por 1000 vivos al inicio del intervalo de edad | Esperanza de vida o media de vida restante para quienes alcanzan el intervalo de edad |
---|---|---|---|---|
0—0.5 | 54 | 1000 | 54.0 | 7.06 |
0.5—1 | 145 | 946 | 153.3 | — |
1—2 | 12 | 801 | 15.0 | 7.7 |
2—3 | 13 | 789 | 16.5 | 6.8 |
3—4 | 12 | 776 | 15.5 | 5.9 |
4—5 | 30 | 764 | 39.3 | 5.0 |
5—6 | 46 | 734 | 62.7 | 4.2 |
6—7 | 48 | 688 | 69.8 | 3.4 |
7—8 | 69 | 640 | 107.8 | 2.6 |
8—9 | 132 | 571 | 231.2 | 1.9 |
9—10 | 187 | 439 | 426.0 | 1.3 |
10—11 | 156 | 252 | 619.0 | 0.9 |
11—12 | 90 | 96 | 937.5 | 0.6 |
12—13 | 3 | 6 | 500.0 | 1.2 |
13—14 | 3 | 3 | 1000 | 0.7 |
Otra herramienta utilizada por los ecologistas poblacionales es una curva de supervivencia, que es una gráfica del número de individuos que sobreviven en cada intervalo de edad versus tiempo. Estas curvas permiten comparar las historias de vida de diferentes poblaciones (Figura\(\PageIndex{3}\)). Existen tres tipos de curvas de supervivencia. En una curva tipo I, la mortalidad es baja en los primeros y medianos años y ocurre principalmente en individuos mayores. Los organismos que presentan una supervivencia tipo I suelen producir pocas crías y proporcionan un buen cuidado a la descendencia aumentando la probabilidad de su supervivencia. Los humanos y la mayoría de los mamíferos presentan una curva de supervivencia tipo I. En las curvas de tipo II, la mortalidad es relativamente constante a lo largo de toda la vida, y es igualmente probable que la mortalidad ocurra en cualquier momento de la vida. Muchas poblaciones de aves proporcionan ejemplos de una curva de supervivencia intermedia o tipo II. En las curvas de supervivencia tipo III, las edades tempranas experimentan la mayor mortalidad con tasas de mortalidad mucho menores para los organismos que llegan a años avanzados. Los organismos de tipo III suelen producir un gran número de crías, pero proporcionan muy poco o ningún cuidado para ellos. Los árboles e invertebrados marinos presentan una curva de supervivencia tipo III porque muy pocos de estos organismos sobreviven en su juventud, pero aquellos que llegan a la vejez tienen más probabilidades de sobrevivir por un período de tiempo relativamente largo.
Colaboradores y Atribuciones
- Demografía poblacional por OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0. Modificado del original por Matthew R. Fisher.