Crecimiento poblacional y demografía
Francisco Molina Freaner [email protected]
Universidad de Sonora
Licenciatura en Biología
Curso: Ecología
región
biosfera
paisaje
ecosistema
comunidad
interacción
población
individuo
En esta clase exploramos el crecimiento poblacional en condiciones en las que la dinámica es solo una función de los procesos demográficos de nacimiento y mortalidad. Es decir en poblaciones cerradas
Definiciones básicas • Nt+1=Nt + Nat-Mort + Inm - Emi • N: Número de individuos en tiempo t • Nat: Natalidad (nacimiento; nuevo
reclutamiento local) • Mort: Mortalidad (muertes) • Inm: Inmigración (los que llegan) • Emi: Emigración (los que se van)
• Enfoque poblacional (poblaciones
cerradas) • Enfoque metapoblacional
(poblaciones abiertas)
• Enfasis en procesos demográficos
Los nacimientos y la inmigración agrega individuos a la población.
Nacimientos Inmigración
Tamaño poblacional
Emigración
Muertes La muerte y la emigración remueve individuos de la población
Procesos demográficos
• Poblaciones cerradas: – Natalidad (nacimientos) – Mortalidad (muertes)
• Poblaciones abiertas: – Natalidad, mortalidad, inmigración y
emigración
El crecimiento poblacional refleja la diferencia entre las tasas de natalidad y mortalidad
• Nt+1= Nt + Nat - Mort • b= tasa de natalidad per cápita • d=tasa de mortalidad per cápita • ∆N/∆t = (b-d) N t • dN/dt = (b-d) N • dN/dt = r N • r = tasa instantánea de crecimiento
per cápita
Crecimiento poblacional exponencial
• dN/dt = r N • N(t)= N(0)e rt
• r = 0; población estable • r > 0; población crece • r < 0; población
decrece
0 5 10 15 0
500
1,000
1,500
2,000
Número de generaciones
Tam
año
pobl
acio
nal (
N)
dN dt
1.0N
dN dt
0.5N
El crecimiento exponencial es característico de poblaciones que habitan ambientes favorables a bajas
densidades como es el caso de la colonización de nuevos hábitats
Un caso local: Borrego cimarrón en la Isla del Tiburón
DEMOGRAFIA: tablas de vida
• Con el objeto de obtener una imagen clara y sistemática de la mortalidad y natalidad de una población, los ecólogos utilizan un enfoque que incluye la construcción de tablas de vida.
• La tabla de vida consiste en una representación de la mortalidad específica para cada edad.
• La construcción de la tabla de vida empieza con una cohorte, un grupo de individuos nacidos en el mismo período de tiempo
Datos de las tablas de vida
Cohorte de 530 ardillas (Sciurus
carolinensis) de una población de Virginia, estudiada por un período de diez años. Toda la cohorte había muerto 6 años despues del inicio del estudio
x = edad en años
n = número de sobrevivientes
lx = probabilidad de sobrevivir a la categoría x de edad
Diferentes tipos de tablas de vida
• Tabla de vida dinámica o de cohorte (horizontal): se sigue la suerte de un grupo de individuos nacidos en un momento dado desde el nacimiento hasta la muerte, como el caso de la ardilla gris
• Tabla de vida vertical o específica en el tiempo: se construye realizando muestreos de la población para obtener una distribución de clases de edad durante un único período de tiempo. Tiene varias suposiciones que es necesario analizar
Tabla de vida horizontal vs vertical
• Horizontal: Requiere mayor tiempo y esfuerzo. Datos mas precisos
• Vertical: Requiere de menos tiempo y esfuerzo. Datos de menor calidad y haciendo varias suposiciones que a menudo no se cumplen
• Enfoque matricial
Otros ejemplos de tabla de vida (horizontal) para otras especies
El caso de un Lepidóptero El caso de una planta anual
Tipos de curva de sobrevivencia
Humanos, algunos mamíferos, etc.
Aves, reptiles, roedores, etc.
Invertebrados, peces, plantas, etc.
Tablas de vida
• Síntesis del proceso de mortalidad (sobrevivencia) a lo largo del ciclo de vida.
• Procesos demográficos: mortalidad y natalidad
• Natalidad: nacimientos
Tasas de natalidad
• Número de nacimientos por cada 1000 individuos: tasa de natalidad absoluta
• Sistema reproductivo de la población; individuos asexuales, hermafroditas o unisexuales
• En poblaciones dioicas que se reproducen sexualmente, solo las hembras dan a luz. Dado que el aumento poblacional es una función de la reproducción de las hembras:
• bx = tasa de natalidad específica a la edad; cantidad promedio de crías (hembras) nacidas de una hembra
Cálculo de la natalidad
Para el caso de la población de ardillas grises, la natalidad (bx) es de dos hembras para las hembras de un año de edad, tres hembras producidas por hembras de dos y tres años, etc. La suma (∑) de los valores de b en todas las clases de edad proporciona una estimación de la cantidad promedio de progenie nacida de una hembra durante toda su vida, denominada tasa bruta de reproducción
Las tasas de natalidad y sobrevivencia determinan la tasa de reproducción neta
Σlxbx: tasa reproductiva neta lxbx: cantidad media de hembras nacidas ajustadas para la sobrevivencia
Tasa reproductiva neta (R0)
• R0: cantidad promedio de hembras que quedarán durante una vida de una hembra recién nacida
• Si R0 < 1, las hembras no se están reemplazando y la población disminuye
• Si R0 > 1, las hembras se están mas que reemplazando y la población aumenta
Enfoque matricial
• Obtención de datos de mortalidad y natalidad de los individuos por un período corto de tiempo en la vida de la especie.
• Usar los datos de mortalidad y natalidad para simular como crecería la población y estimar la tasa de crecimiento poblacional ()
Proyección poblacional
λ = N (t + 1) / N (t) λ es la tasa finita de crecimiento poblacional o tasa de multiplicación finita
anual
Los procesos estocásticos pueden influir en la dinámica poblacional
• Las variaciones aleatorias (estocásticas) en las tasas de natalidad y mortalidad que se producen en las poblaciones año tras año se denominan estocasticidad demográfica
• Las variaciones aleatorias en el ambiente, como la variación en el clima o eventos catastróficos (incendios) pueden influir en las tasas de natalidad y mortalidad; a esta variación se le denomina estocasticidad ambiental
Las poblaciones pequeñas son mas propensas a extinguirse
• En el caso de las plantas, la fertilidad en poblaciones pequeñas se reduce debido a la menor tasa de visita por polinizadores
Efecto Allee
• Las poblaciones pequeñas son mas susceptibles a la estocasticidad demográfica y ambiental
• Felinos: encontrar pareja a baja densidad resulta mas dificil
• Insectos: feromonas no llegan a las posibles parejas a bajas densidades
• La disminución de la reproducción o sobrevivencia bajo condiciones de baja densidad poblacional se conoce como efecto Allee
Conceptos importantes
• Procesos demográficos (mortalidad, natalidad)
• ¿De que depende el crecimiento poblacional? • Tablas de vida (tipos) • Enfoque matricial • Tasa reproductiva neta • Efecto Allee