Los ecologistas estudian cómo los organismos interactúan con sus entornos en la tierra. Ecología de la población es un campo de estudio más especializado sobre cómo y por qué las poblaciones de esos organismos cambian con el tiempo.
A medida que la población humana crece en el siglo XXI, la información obtenida de la ecología de poblaciones puede ayudar con la planificación. También puede ayudar con los esfuerzos para preservar otras especies.
Definición de ecología poblacional
En biología de poblaciones, el termino población se refiere a un grupo de miembros de una especie que viven en la misma área.
La definición de Ecología de la población es el estudio de cómo diversos factores afectan el crecimiento de la población, las tasas de supervivencia y reproducción y el riesgo de extinción.
Características de la ecología de poblaciones
Los ecologistas usan varios términos al comprender y discutir las poblaciones de organismos. Una población es toda una clase de especies que residen en un lugar en particular.
Tamaño de la poblacion representa el número total de individuos en un hábitat. Densidad de población se refiere a cuántas personas residen en un área en particular.Tamaño de la poblacion está representado por la letra N, y es igual al número total de individuos en una población. Cuanto más grande es una población, mayor es su variación genérica y, por lo tanto, su potencial de supervivencia a largo plazo. Sin embargo, el aumento del tamaño de la población puede dar lugar a otros problemas, como el uso excesivo de recursos que conduce a un colapso de la población.
Densidad de población se refiere al número de personas en un área en particular. Un área de baja densidad tendría más organismos dispersos. Las áreas de alta densidad tendrían más individuos viviendo más cerca, lo que conduciría a una mayor competencia por los recursos.
Dispersión de población: Proporciona información útil sobre cómo las especies interactúan entre sí. Los investigadores pueden aprender más sobre las poblaciones estudiando su forma de distribución o dispersión.
La distribución de la población describe cómo se distribuyen los individuos de una especie, ya sea que vivan muy cerca unos de otros o muy separados, o agrupados en grupos.
- Dispersión uniforme se refiere a organismos que viven en un territorio específico. Un ejemplo serían los pingüinos. Los pingüinos viven en territorios, y dentro de esos territorios las aves se espacian de manera relativamente uniforme.
- Dispersión aleatoria se refiere a la propagación de individuos, como las semillas dispersadas por el viento, que caen al azar después de viajar.
- Dispersión agrupada o agrupada se refiere a una caída directa de semillas al suelo, en lugar de ser transportadas, oa grupos de animales que viven juntos, como manadas o cardúmenes. Los bancos de peces exhiben esta forma de dispersión.
Cómo se calculan el tamaño y la densidad de la población
Método de cuadratura: Idealmente, el tamaño de la población podría determinarse contando a cada individuo en un hábitat. Esto es muy poco práctico en muchos casos, si no imposible, por lo que los ecologistas a menudo tienen que extrapolar dicha información.
En el caso de organismos muy pequeños, movimientos lentos, plantas u otros organismos no móviles, los científicos utilizan lo que se llama un cuadratín (no "cuadrante"; tenga en cuenta la ortografía). Un cuadrante implica marcar cuadrados del mismo tamaño dentro de un hábitat. A menudo se utilizan cuerdas y madera. Entonces, los investigadores pueden contar más fácilmente a los individuos dentro del cuadrante.
Se pueden colocar diferentes cuadrantes en diferentes áreas para que los investigadores obtengan muestras aleatorias. Los datos recopilados al contar los individuos en los cuadrantes se utilizan para extrapolar el tamaño de la población.
Marcar y recuperar: Obviamente, un cuadrante no funcionaría para animales que se mueven mucho. Entonces, para determinar el tamaño de la población de organismos más móviles, los científicos usan un método llamado marcar y recuperar.
En este escenario, los animales individuales son capturados y luego marcados con una etiqueta, banda, pintura o algo similar. El animal es devuelto a su entorno. Luego, en una fecha posterior, se captura otro conjunto de animales, y ese conjunto puede incluir los que ya están marcados, así como los animales sin marcar.
El resultado de capturar animales marcados y no marcados les da a los investigadores una proporción de uso y, a partir de eso, pueden calcular el tamaño estimado de la población.
Un ejemplo de este método es el del cóndor de California, en el que se capturaron y marcaron individuos para seguir el tamaño de la población de esta especie amenazada. Este método no es ideal debido a varios factores, por lo que los métodos más modernos incluyen el seguimiento por radio de animales.
Teoría de la ecología de poblaciones
Thomas Malthus, quien publicó un ensayo que describía la relación de la población con los recursos naturales, formó la primera teoría de la población ecología. Charles Darwin amplió esto con sus conceptos de "supervivencia del más apto".
En su historia, la ecología se basó en los conceptos de otros campos de estudio. Un científico Alfred James Lotka, cambió el curso de la ciencia cuando se le ocurrieron los inicios de la ecología de poblaciones. Lotka buscó la formación de un nuevo campo de "biología física" en el que incorporó un enfoque de sistemas para estudiar la relación entre los organismos y su entorno.
El bioestadístico Raymond Pearl tomó nota del trabajo de Lotka y colaboró con él para discutir las interacciones depredador-presa.
Vito Volterra, matemático italiano, comenzó a analizar las relaciones depredador-presa en la década de 1920. Esto llevaría a lo que se llamó Ecuaciones de Lotka-Volterra que sirvió de trampolín para la ecología matemática de poblaciones.
El entomólogo australiano A.J. Nicholson dirigió los primeros campos de estudio relacionados con los factores de mortalidad dependientes de la densidad. H.G. Andrewartha y L.C. Birch continuaría describiendo cómo las poblaciones se ven afectadas por factores abióticos. El enfoque de sistemas de Lotka a la ecología todavía influye en el campo hasta el día de hoy.
Tasa de crecimiento de la población y ejemplos
Crecimiento de la población refleja el cambio en el número de personas durante un período de tiempo. La tasa de crecimiento de la población se ve afectada por las tasas de natalidad y mortalidad, que a su vez están relacionadas con los recursos de su entorno o factores externos como el clima y los desastres. La disminución de recursos conducirá a una disminución del crecimiento de la población. Crecimiento logístico se refiere al crecimiento de la población cuando los recursos son limitados.
Cuando el tamaño de una población encuentra recursos ilimitados, tiende a crecer muy rápidamente. Se llama crecimiento exponencial. Las bacterias, por ejemplo, crecerán exponencialmente cuando se les dé acceso a nutrientes ilimitados. Sin embargo, ese crecimiento no puede sostenerse indefinidamente.
Capacidad de carga: Debido a que el mundo real no ofrece recursos ilimitados, la cantidad de individuos en una población en crecimiento eventualmente llegará a un punto en el que los recursos escaseen. Entonces, la tasa de crecimiento se ralentizará y se estabilizará.
Una vez que una población alcanza este punto de nivelación, se considera la población más grande que el medio ambiente puede sostener. El término para este fenómeno es capacidad de carga. La letra K representa la capacidad de carga.
Tasa de crecimiento, natalidad y mortalidad: Para el crecimiento de la población humana, los investigadores han utilizado durante mucho tiempo la demografía para estudiar los cambios de población a lo largo del tiempo. Tales cambios son el resultado de las tasas de natalidad y mortalidad.
Poblaciones más grandes, por ejemplo, conducirían a tasas de natalidad más altas solo por más parejas potenciales. Sin embargo, esto también puede conducir a mayores tasas de mortalidad por competencia y otras variables como enfermedades.
Las poblaciones permanecen estables cuando las tasas de natalidad y mortalidad son iguales. Cuando las tasas de natalidad son mayores que las tasas de mortalidad, la población aumenta. Cuando las tasas de mortalidad superan a las de natalidad, la población desciende. Sin embargo, este ejemplo no tiene en cuenta la inmigración y la emigración.
La esperanza de vida también influye en demografía. Cuando las personas viven más, también afectan los recursos, la salud y otros factores.
Factores limitantes: Los ecologistas estudian los factores que limitan el crecimiento de la población. Esto les ayuda a comprender los cambios que experimentan las poblaciones. También les ayuda a predecir el futuro potencial de las poblaciones.
Los recursos del medio ambiente son ejemplos de factores limitantes. Por ejemplo, las plantas necesitan una cierta cantidad de agua, nutrientes y luz solar en un área. Los animales necesitan comida, agua, refugio, acceso a parejas y áreas seguras para anidar.
Regulación de la población dependiente de la densidad: Cuando los ecologistas de población discuten el crecimiento de una población, es a través de la lente de factores que son dependientes o independientes de la densidad.
Regulación de la población dependiente de la densidad describe un escenario en el que la densidad de una población afecta su tasa de crecimiento y mortalidad. La regulación dependiente de la densidad tiende a ser más biótica.
Por ejemplo, la competencia dentro y entre especies por recursos, enfermedades, depredacion y la acumulación de desechos representan factores que dependen de la densidad. La densidad de presas disponibles también afectaría a la población de depredadores, provocando que se muevan o potencialmente mueran de hambre.
Regulación de la población independiente de la densidad: A diferencia de, regulación de la población independiente de la densidad se refiere a factores naturales (físicos o químicos) que afectan las tasas de mortalidad. Es decir, se influye en la mortalidad sin tener en cuenta la densidad.
Estos factores tienden a ser catastróficos, como desastres naturales (por ejemplo, incendios forestales y terremotos). Contaminación, sin embargo, es un factor independiente de la densidad creado por el hombre que afecta a muchas especies. La crisis climática es otro ejemplo.
Ciclos de población: Las poblaciones suben y bajan de forma cíclica en función de los recursos y la competencia en el medio ambiente. Un ejemplo serían las focas de puerto, afectadas por la contaminación y la sobrepesca. La disminución de la presa de las focas conduce a un aumento de la muerte de las focas. Si aumentara el número de nacimientos, el tamaño de la población se mantendría estable. Pero si sus muertes superaran a los nacimientos, la población disminuiría.
Como cambio climático continúa impactando a las poblaciones naturales, el uso de modelos de biología de poblaciones se vuelve más importante. Las múltiples facetas de la ecología de poblaciones ayudan a los científicos a comprender mejor cómo interactúan los organismos y ayudan en las estrategias de gestión, conservación y protección de las especies.