Muchos factores afectan los patrones de crecimiento de la población, pero un factor es la tasa de crecimiento intrínseco de una especie. La tasa de natalidad menos la tasa de mortalidad sin restricciones ambientales define la tasa de crecimiento intrínseca de una especie. Sin embargo, dentro de un ecosistema, los límites de recursos y la depredación también afectan el crecimiento de la población. Hay cuatro patrones principales de crecimiento de la población: patrón J, crecimiento logístico, fluctuación temporal e interacción depredador-presa. El crecimiento de la población de patrón J rara vez persiste ya que las limitaciones naturales eventualmente imponen uno o más de los otros tres patrones de cambio de población en la especie.
Crecimiento del patrón J
Una población con recursos ilimitados, sin competencia y sin depredación muestra un crecimiento poblacional en forma de J. También conocido como crecimiento exponencial, el crecimiento de la población comienza lentamente cuando hay pocos individuos y luego aumenta rápidamente a su tasa de crecimiento intrínseca. La tasa de crecimiento pronto se vuelve casi vertical. Si bien esto puede suceder después de una caída de la población debido a un incendio o una enfermedad, el crecimiento de la población en forma de J ocurre con poca frecuencia en la mayoría de las macroespecies. Otro momento en el que se produce el crecimiento en forma de J es cuando una especie se traslada a un nuevo entorno donde no hay competencia ni depredación. El patrón de crecimiento de una especie invasora, como el barrenador esmeralda del fresno y la carpa asiática, demuestra un crecimiento poblacional en forma de J. Normalmente, el crecimiento de la población en forma de J no se puede mantener por mucho tiempo, y eventualmente se verá limitado por los recursos o la competencia.
Crecimiento logístico
Las poblaciones limitadas por los recursos o la competencia tienen patrones de crecimiento logístico. El crecimiento de la población comienza lentamente y tiene una fase exponencial, similar al crecimiento en forma de J, pero debe competir por los recursos y nunca alcanza su tasa de crecimiento intrínseca. Con el tiempo, la tasa de crecimiento se reduce a un estado estable cuando el medio ambiente no puede soportar más individuos de la especie. Este estado estable es la capacidad de carga del medio ambiente. A veces, la población sobrepasa la capacidad máxima de carga, lo que conduce a una rápida extinción, generalmente debido al hambre. La población cae por debajo de la capacidad de carga y luego se recupera lentamente a la capacidad de carga. Estas oscilaciones del crecimiento de la población pueden continuar durante algún tiempo, especialmente si cambia la capacidad de carga.
Patrones de crecimiento controlados temporalmente
Los cambios estacionales tienen grandes efectos en algunas especies de vida corta como las diatomeas y las algas. Algunas especies tienen grandes estallidos de crecimiento poblacional estacional. Una vez liberado por las circunstancias de la depredación, el rápido crecimiento de algas provoca la proliferación de algas. Otras especies sufren la supresión de la población estacional cuando llega el clima frío. Las diatomeas en los lagos de agua dulce sufren la muerte de la población en climas fríos. Las especies de diatomeas con tasas de crecimiento intrínsecas rápidas inicialmente tienen una tasa de crecimiento poblacional exponencial, pero Las especies de diatomeas de reproducción más lenta eventualmente reemplazan a las especies de crecimiento más rápido cuando las temperaturas cálido. Las bajas temperaturas del otoño evitan que las diatomeas de crecimiento más lento eliminen por completo a la competencia. Los patrones de crecimiento de estas diatomeas de rápido crecimiento muestran un crecimiento rápido a números altos, una caída lenta de regreso a números bajos, un aumento del crecimiento de la población en otoño seguido de una muerte invernal. La capacidad de carga del ecosistema cambia constantemente para estos organismos con la variación resultante en la respuesta numérica de las especies.
Patrones de crecimiento de las presas depredadoras
Uno de los modelos de crecimiento de la población más estudiados es el que las poblaciones de depredadores y presas oscilan juntas; el crecimiento de la población de depredadores casi siempre va por detrás del crecimiento de la población de presas. Este patrón oscilante es el modelo Lotka-Volterra. En estos ecosistemas, la respuesta numérica causada por la depredación controla el crecimiento de la población de la presa en lugar de los escasos recursos que limitan el crecimiento de la población de la presa. Después de que la población de presas disminuye, también lo hace la población de depredadores; la población de presas crece exponencialmente hasta que la población de depredadores se recupera. En estos modelos, las enfermedades y los parásitos actúan como depredadores porque aumentan la tasa de muerte de la presa.