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Mapa de tendencias poblacionales de especies nativas e invasoras de medusas [1]
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La ecología de poblaciones es un subcampo de la ecología que se ocupa de la dinámica de las poblaciones de especies y cómo estas poblaciones interactúan con el medio ambiente , como las tasas de natalidad y muerte , y la inmigración y emigración ). [2]

La disciplina es importante en biología de la conservación , especialmente en el desarrollo de análisis de viabilidad de poblaciones que permiten predecir la probabilidad a largo plazo de que una especie persista en un área determinada de hábitat . [3] Aunque la ecología de poblaciones es un subcampo de la biología , ofrece problemas interesantes para los matemáticos y estadísticos que trabajan en dinámica de poblaciones . [4]

Historia [ editar ]

En la década de 1940, la ecología se dividió en autecología (el estudio de especies individuales en relación con el medio ambiente) y sinecología ( el estudio de grupos de especies en relación con el medio ambiente). El término autecología (del griego antiguo : αὐτο , aúto , "yo"; οίκος , oíkos , "hogar"; y λόγος , lógos , "conocimiento") se refiere aproximadamente al mismo campo de estudio que conceptos como ciclos de vida y comportamiento. como adaptaciones al medio ambiente por parte de organismos individuales. Eugene Odum , escribiendo en 1953, consideró que la sinecología debería dividirse en ecología de poblaciones,ecología comunitaria y ecología de ecosistemas , rebautizando la autecología como "ecología de especies" (Odum consideraba "autecología" un término arcaico), por lo que había cuatro subdivisiones de la ecología. [2]

Terminología [ editar ]

Términos utilizados para describir grupos naturales de individuos en estudios ecológicos [5]
TérminoDefinición
Población de especiesTodos los individuos de una especie.
MetapoblaciónConjunto de poblaciones espacialmente disyuntas, entre las que hay alguna migración.
PoblaciónUn grupo de individuos conespecíficos que es demográfica, genética o espacialmente disyunto de otros grupos de individuos.
AgregaciónUn grupo de individuos agrupados espacialmente.
DemeUn grupo de individuos genéticamente más similares entre sí que a otros individuos, generalmente con cierto grado de aislamiento espacial también.
Población localUn grupo de individuos dentro de un área delimitada por el investigador más pequeño que el rango geográfico de la especie y, a menudo, dentro de una población (como se define arriba). Una población local también podría ser una población disyunta.
SubpoblaciónUn subconjunto arbitrario delimitado espacialmente de individuos dentro de una población (como se define arriba).

Dinámica de la población [ editar ]

Artículo principal: Dinámica de la población

El desarrollo de la ecología de poblaciones se debe mucho a los modelos matemáticos conocidos como dinámica de poblaciones , que originalmente eran fórmulas derivadas de la demografía a finales del siglo XVIII y principios del XIX. [6]

El comienzo de la dinámica de la población es ampliamente considerado como el trabajo de Malthus , [7] formulado como el modelo de crecimiento maltusiano . Según Malthus, suponiendo que las condiciones (el medio ambiente) permanezcan constantes ( ceteris paribus ), una población crecerá (o disminuirá) exponencialmente . [6] : 18 Este principio sentó las bases para las teorías predictivas posteriores, como los estudios demográficos como el trabajo de Benjamin Gompertz y Pierre François Verhulst a principios del siglo XIX, quienes refinaron y ajustaron el modelo demográfico maltusiano. [8]

FJ Richards propuso una formulación de modelo más general en 1959, [9] ampliada por Simon Hopkins , en la que los modelos de Gompertz, Verhulst y también de Ludwig von Bertalanffy se tratan como casos especiales de la formulación general. Las ecuaciones depredador-presa de Lotka-Volterra son otro ejemplo famoso, así como las ecuaciones alternativas de Arditi-Ginzburg .

Gestión de la pesca y la vida silvestre [ editar ]

Artículo principal: Dinámica poblacional de la pesca.
Ver también: Modelos de población matricial

En la ordenación de la pesca y la vida silvestre , la población se ve afectada por tres funciones de tasa dinámica.

  • Natalidad o tasa de natalidad , muchas veces reclutamiento, lo que significa alcanzar un cierto tamaño o etapa reproductiva. Por lo general, se refiere a la edad en la que un pez puede capturarse y contarse en las redes.
  • Tasa de crecimiento de la población , que mide el crecimiento de los individuos en tamaño y longitud. Más importante en la pesca, donde la población a menudo se mide en biomasa.
  • Mortalidad , que incluye la mortalidad por cosecha y la mortalidad natural. La mortalidad natural incluye la depredación no humana, las enfermedades y la vejez.

Si N 1 es el número de individuos en el momento 1, entonces

donde N 0 es el número de individuos en el momento 0, B es el número de individuos nacidos, D el número que murió, I el número que inmigró y E el número que emigró entre el tiempo 0 y el tiempo 1.

Si medimos estas tasas en muchos intervalos de tiempo, podemos determinar cómo cambia la densidad de una población a lo largo del tiempo. La inmigración y la emigración están presentes, pero generalmente no se miden.

Todos estos se miden para determinar el excedente cosechable, que es el número de individuos que se pueden cosechar de una población sin afectar la estabilidad de la población a largo plazo o el tamaño medio de la población. La cosecha dentro del excedente cosechable se denomina mortalidad "compensatoria", donde las muertes de la cosecha se sustituyen por las muertes que habrían ocurrido naturalmente. La cosecha por encima de ese nivel se denomina mortalidad "aditiva", porque aumenta el número de muertes que se habrían producido de forma natural. Estos términos no se juzgan necesariamente como "buenos" y "malos", respectivamente, en el manejo de la población. Por ejemplo, una agencia de pesca y caza podría tener como objetivo reducir el tamaño de una población de ciervos mediante la mortalidad aditiva. Los dólares podrían estar dirigidos a aumentar la competencia de los dólares,o podría tener como objetivo reducir la reproducción y, por tanto, el tamaño total de la población.

Para el manejo de muchos peces y otras poblaciones de vida silvestre, el objetivo a menudo es lograr la mayor cosecha sostenible posible a largo plazo, también conocida como rendimiento máximo sostenible (o RMS). Dado un modelo dinámico de población, como cualquiera de los anteriores, es posible calcular el tamaño de la población que produce el mayor excedente cosechable en equilibrio. [10] Si bien el uso de modelos dinámicos de población junto con estadísticas y optimización para establecer límites de captura de peces y caza es controvertido entre algunos científicos, [11] se ha demostrado que es más efectivo que el uso del juicio humano en experimentos de computadora donde tanto los estudiantes de modelos incorrectos como de gestión de recursos naturales compitieron para maximizar el rendimiento en dos pesquerías hipotéticas.[12] [13] Para dar un ejemplo de un resultado no intuitivo, las pesquerías producen más peces cuando hay un refugio cercanode la depredación humana en forma de reserva natural , lo que resulta en capturas más altas que si toda el área estuviera abierta a pesca. [14] [15]

Selección r / K [ editar ]

Artículo principal: selección r / K
En su nivel más elemental, la competencia interespecífica involucra a dos especies que utilizan un recurso similar . Rápidamente se vuelve más complicado, pero despojando al fenómeno de todas sus complicaciones, este es el principio básico: dos consumidores consumiendo el mismo recurso. [16] : 222

Un concepto importante en ecología de poblaciones es la teoría de selección r / K. La primera variable es r (la tasa intrínseca de aumento natural en el tamaño de la población, independiente de la densidad) y la segunda variable es K (la capacidad de carga de una población, dependiente de la densidad). [17] Una especie r -seleccionada (p. Ej., Muchos tipos de insectos, como los pulgones [18] ) es aquella que tiene altas tasas de fecundidad, bajos niveles de inversión de los padres en los jóvenes y altas tasas de mortalidad antes de que los individuos alcancen la madurez . La evolución favorece la productividad en especies r seleccionadas. En contraste, una KLas especies seleccionadas (como los humanos) tienen bajas tasas de fecundidad, altos niveles de inversión de los padres en las crías y bajas tasas de mortalidad a medida que los individuos maduran. La evolución en especies seleccionadas con K favorece la eficiencia en la conversión de más recursos en menos descendencia. [19] [20]

Metapoblación [ editar ]

Artículo principal: Metapoblación

Las poblaciones también se estudian y conceptualizan a través del concepto de " metapoblación ". El concepto de metapoblación se introdujo en 1969: [21]

"como una población de poblaciones que se extinguen localmente y se recolonizan". [22] : 105

La ecología de metapoblaciones es un modelo simplificado del paisaje en parches de diferentes niveles de calidad. [23] Los parches están ocupados o no. Los migrantes que se mueven entre los parches se estructuran en metapoblaciones, ya sea como fuentes o como sumideros. Los parches de origen son sitios productivos que generan un suministro estacional de migrantes a otras ubicaciones de parches. Los fregaderos son sitios improductivos que solo reciben migrantes. En la terminología de metapoblación hay emigrantes (individuos que dejan un parche) e inmigrantes (individuos que se mudan a un parche). Los modelos de metapoblación examinan la dinámica de los parches a lo largo del tiempo para responder preguntas sobre la ecología espacial y demográfica. Un concepto importante en la ecología de las metapoblaciones es el efecto de rescate., donde pequeños parches de menor calidad (es decir, sumideros) se mantienen por una afluencia estacional de nuevos inmigrantes. La estructura de la metapoblación evoluciona de un año a otro, donde algunos parches son sumideros, como los años secos, y se convierten en fuentes cuando las condiciones son más favorables. Los ecologistas utilizan una combinación de modelos informáticos y estudios de campo para explicar la estructura de la metapoblación. [24]

Revistas [ editar ]

La primera publicación en revista de la Sociedad de Ecología de la Población, titulada Ecología de la población (originalmente llamada Investigaciones sobre ecología de la población ) se publicó en 1952. [25]

También se pueden encontrar artículos científicos sobre ecología de poblaciones en Journal of Animal Ecology , Oikos y otras revistas.

Ver también [ editar ]

  • Inhibición dependiente de la densidad
  • Crecimiento irruptivo
  • Listas de organismos por población
  • Superpoblación
  • Densidad de población
  • Distribución de la población
  • Dinámica poblacional
  • Dinámica poblacional de la pesca
  • Genética de poblaciones
  • Crecimiento de la población
  • Ecología teórica

Referencias [ editar ]

  1. ^ Brotz, Lucas; Cheung, William W. L; Kleisner, Kristin; Pakhomov, Evgeny; Pauly, Daniel (2012). "Aumento de las poblaciones de medusas: tendencias en los grandes ecosistemas marinos" . Hydrobiologia . 690 (1): 3-20. doi : 10.1007 / s10750-012-1039-7 .
  2. ↑ a b Odum, Eugene P. (1959). Fundamentos de Ecología (Segunda ed.). Filadelfia y Londres: WB Saunders Co. p. 9, 546 . ISBN 9780721669410. OCLC  554879 .
  3. ^ Atlas de población y medio ambiente de la AAAS
  4. ^ Kingsland, S. (1995). Modelización de la naturaleza: episodios de la historia de la ecología de poblaciones . Prensa de la Universidad de Chicago. ISBN 978-0-226-43728-6.
  5. ^ Wells, JV; Richmond, ME (1995). "Poblaciones, metapoblaciones y poblaciones de especies: ¿Qué son y a quién debería importar?" (PDF) . Boletín de la Sociedad de Vida Silvestre . 23 (3): 458–462. Archivado desde el original (PDF) el 4 de noviembre de 2005.
  6. ↑ a b Turchin, P. (2001). "¿Tiene la ecología de poblaciones leyes generales?" . Oikos . 94 (1): 17-26. doi : 10.1034 / j.1600-0706.2001.11310.x . S2CID 27090414 . 
  7. ^ Malthus, Thomas Robert. Ensayo sobre el principio de población : Biblioteca de economía
  8. ^ Verhulst, PH (1838). "Aviso sur la loi que la población poursuit dans son accroissement" . Corresp. Mathématique et Physique . 10 : 113-121.
  9. ^ Richards, FJ (junio de 1959). "Una función de crecimiento flexible para uso empírico" . Revista de botánica experimental . 10 (29): 290–300 . Consultado el 16 de noviembre de 2020 .
  10. ^ Clark, Colin (1990). Bioeconomía matemática: la gestión óptima de los recursos renovables . Nueva York: Wiley. ISBN 978-0471508830.[ página necesaria ]
  11. ^ Finley, C; Oreskes, N (2013). "Máximo rendimiento sostenido: una política disfrazada de ciencia" . Revista ICES de Ciencias Marinas . 70 (2): 245–50. doi : 10.1093 / icesjms / fss192 .
  12. ^ Holden, Matthew H; Ellner, Stephen P (2016). "Juicio humano vs. Modelos cuantitativos para la gestión de recursos ecológicos". Aplicaciones ecológicas . 26 (5): 1553-1565. arXiv : 1603.04518 . doi : 10.1890 / 15-1295 . PMID 27755756 . S2CID 1279459 .  
  13. ^ Estándar, Pacífico (11 de marzo de 2016). "A veces, incluso los malos modelos toman mejores decisiones que las personas" . Estándar del Pacífico . Archivado desde el original el 28 de abril de 2017 . Consultado el 28 de enero de 2017 .
  14. ^ Chakraborty, Kunal; Das, Kunal; Kar, T. K (2013). "Una perspectiva ecológica sobre las reservas marinas en la dinámica presa-depredador" . Revista de Física Biológica . 39 (4): 749–76. doi : 10.1007 / s10867-013-9329-5 . PMC 3758828 . PMID 23949368 .  
  15. ^ Lv, Yunfei; Yuan, Rong; Pei, Yongzhen (2013). "Un modelo presa-depredador con aprovechamiento de recurso pesquero con área de reserva" . Modelado matemático aplicado . 37 (5): 3048–62. doi : 10.1016 / j.apm.2012.07.030 .
  16. ^ Vandermeer, JH; Goldberg, DE (2003). Ecología de poblaciones: primeros principios . Woodstock, Oxfordshire: Prensa de la Universidad de Princeton. ISBN 978-0-691-11440-8.
  17. ^ Begon, M .; Townsend, CR; Harper, JL (2006). Ecología: de los individuos a los ecosistemas (4ª ed.). Oxford, Reino Unido: Blackwell Publishing. ISBN 978-1-4051-1117-1.
  18. ^ Whitham, TG (1978). "Selección de hábitat por pulgones pénfigo en respuesta a la limitación de respuesta y la competencia". Ecología . 59 (6): 1164-1176. doi : 10.2307 / 1938230 . JSTOR 1938230 . 
  19. ^ MacArthur, R .; Wilson, EO (1967). "La teoría de la biogeografía insular". Princeton, Nueva Jersey: Princeton University Press. Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  20. ^ Pianka, ER (1972). "¿Selección r y K o selección b y d?". El naturalista estadounidense . 106 (951): 581–588. doi : 10.1086 / 282798 . S2CID 83947445 . 
  21. ^ Levins, R. (1969). Algunas consecuencias demográficas y genéticas de la heterogeneidad ambiental para el control biológico . Boletín de la Sociedad Entomológica de América . 15 . Prensa de la Universidad de Columbia. págs. 237-240. doi : 10.1093 / besa / 15.3.237 . ISBN 978-0-231-12680-9.
  22. ^ Levins, R. (1970). Gerstenhaber, M. (ed.). Extinción. En: Algunas preguntas matemáticas en biología . Librería AMS. págs. 77-107. ISBN 978-0-8218-1152-8.
  23. ^ Hanski, I. (1998). "Dinámica de metapoblaciones" (PDF) . Naturaleza . 396 (6706): 41–49. doi : 10.1038 / 23876 . S2CID 4405264 . Archivado desde el original (PDF) el 31 de diciembre de 2010.  
  24. ^ Hanski, I .; Gaggiotti, OE, eds. (2004). Ecología, genética y evolución de metapoblaciones . Burlington, MA: Elsevier Academic Press. ISBN 978-0-12-323448-3.
  25. ^ "Ecología de la población" . John Wiley e hijos.

Lectura adicional [ editar ]

  • Kareiva, Peter (1989). "Renovación del diálogo entre teoría y experimentos en ecología de poblaciones". En Roughgarden J., RM May y SA Levin (ed.). Perspectivas en teoría ecológica . Nueva Jersey: Princeton University Press. pag. 394 p.