5.6: Metapopulaciones

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Sylvia Moes, Kees van Gestel, & Gerco van Beek

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5.6. Metapopulaciones

Autor: Nico van den Brink

Revisores: Michiel Kraak, Heikki Setälä,

Objetivos de aprendizaje

Deberías ser capaz de

explicar la relevancia de la dinámica de la meta-población para los riesgos ambientales de los productos químicos
nombrar los mecanismos importantes que vinculan a las meta-poblaciones con los riesgos químicos

Implicaciones de la dinámica de meta-población sobre los riesgos de los químicos

Las poblaciones pueden definirse como un grupo de organismos de la misma especie que viven en un área geográfica específica. Estos organismos interactúan y se reproducen entre sí. En un nivel superior, se pueden definir meta-poblaciones que pueden describirse como un conjunto de poblaciones espacialmente separadas que interactúan en cierta medida. Las poblaciones pueden funcionar por separado, pero los organismos pueden migrar entre las poblaciones. Generalmente las poblaciones individuales se presentan en parches de hábitat más o menos favorables que pueden estar separados por áreas menos favorables. Sin embargo, entre poblaciones, también pueden ocurrir buenos hábitats, donde las poblaciones aún no se han establecido, o las poblaciones locales pueden haberse extinguido. El intercambio entre poblaciones dentro de una meta-población depende de i) las distancias entre las poblaciones individuales, ii) la calidad del hábitat entre las poblaciones, por ejemplo, la disponibilidad de los llamados escalones, áreas donde los organismos pueden sobrevivir por un tiempo pero que son demasiado pequeñas o demasiado bajas calidad del hábitat para apoyar a una población local y iii) el potencial de dispersión de la especie. Debido a las interacciones entre las diferentes poblaciones dentro de una metapoblación, los químicos pueden afectar a las especies en niveles superiores a la población (local), también en sitios no contaminados.

Un efecto importante de los químicos a escala de metapoblación es que las poblaciones locales pueden actuar como fuente o sumidero para otras poblaciones dentro de la meta-población. Cuando un químico afecta la supervivencia de organismos en una población local, las densidades de población local disminuyen. Esto puede incrementar la inmigración de organismos de poblaciones vecinas dentro de la metapoblación. La disminución de las densidades locales disminuiría la emigración, resultando en un ingreso neto de organismos al sitio contaminado. Este es el caso cuando los organismos no perciben los contaminantes, o que los contaminantes no alteran la calidad del hábitat de los organismos. En caso de que la tasa de inmigración en la población de entrega/fuente para reemplazar a las poblaciones sea demasiado alta para reemplazar a los organismos que salen, las densidades de población en poblaciones vecinas pueden disminuir, incluso en los sitios de origen no contaminados. En consecuencia, las poblaciones locales en sitios contaminados pueden actuar como sumidero para otras poblaciones dentro de la metapoblación, por lo que los químicos pueden tener un impacto mucho más amplio que solo el local.

Por el contrario, cuando la población local es relativamente pequeña, o el estrés químico no es crónico, la dinámica de la meta-población también puede mitigar el estrés químico local. Los impactos de los químicos a nivel poblacional pueden minimizarse por la afluencia de organismos de poblaciones vecinas, potencialmente recuperando las densidades poblacionales previas al estrés químico. Dicha recuperación depende de la extensión y duración del impacto químico en las poblaciones locales y de la capacidad de las otras poblaciones para reponer la pérdida de los organismos en la población afectada.

La dinámica de las metapoblaciones puede alterar la medida en que los contaminantes pueden afectar a las poblaciones locales _ a través de la migración entre poblaciones. Sin embargo, los químicos pueden afectar la capacidad de carga total de la metapoblación en su conjunto. Esto puede ilustrarse con el enfoque de modelización desarrollado por Levins a finales de los años sesenta (Levins 1969). Una primera suposición en este modelo es que no todos los parches que potencialmente pueden portar una población local están realmente ocupados, así que deja que F sea la fracción de parches ocupados (1-F es la fracción no ocupada). Las poblaciones tienen un cambio promedio de extinción siendo e (día ^-1 al calcular sobre una base diaria), mientras que los parches no ocupados tienen un cambio de c de ser poblados (día ^-1) con respecto a los parches poblados. Por lo tanto, el cambio diario en el número de parches ocupados es:

Formule

En esta fórmula c *F* (1-F) equivale al número de parches no ocupados que se están ocupando de los parches ocupados, mientras que e * F es igual a la fracción de parches que se extinguen durante el día. Esto se puede recalcular a una capacidad de carga (CC) de

Formule

mientras que la tasa de crecimiento (GR) de la metapoblación puede calcularse mediante

Formule

En caso de que los químicos aumenten el riesgo de extinción (e), o disminuyan la posibilidad de establecimiento en un nuevo parche (c) esto afectará al CC (que disminuirá porque e/c aumentará) así como al GR (disminuirá, incluso puede ir por debajo de 0). Sin embargo, este modelo utiliza coeficientes promedio, los cuales pueden no ser directamente aplicables a sitios individuales contaminados dentro de una metapoblación. Los enfoques más (complejos) recientes incluyen la posibilidad de utilizar parámetros específicos de población local y aún más, dicho modelo incluye la estocástica, aumentando su relevancia ambiental.

Además de afectar a las poblaciones directamente en sus hábitats, los químicos también pueden afectar las áreas entre parches de hábitat. Esto puede afectar el potencial de los organismos para migrar entre parches. Esto puede disminuir las posibilidades de que los organismos repoblen parches no ocupados, es decir, disminuir c, y como tal tanto CC como GR. Por lo tanto, en un entorno de meta-población, los químicos incluso en un hábitat no preferido pueden afectar la dinámica de metapoblación a largo plazo.

Referencias

Levins, R. (1969). Algunas consecuencias demográficas y genéticas de la heterogeneidad ambiental para el control biológico. Boletín de la Sociedad Entomológica de América 15, 237-240

5.6. Pregunta 1

¿Cuáles son los impulsores de la recuperación de las poblaciones locales que se ven afectadas por un estresor químico en un entorno de meta-población?

5.6. Pregunta 2

¿En qué tipo de meta-población se vería menos afectada una población local, con menor número de poblaciones locales que son relativamente grandes, o una configuración con muchas poblaciones locales pequeñas?