INTRODUCCION A LA ECOLOGIA

Importancia del a ecología para los ingenieros en producción animal

LA ECOLOGIA. Es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, la distribución, abundancia y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre los organismos y su ambiente: «la biología de los ecosistemas» En el ambiente se incluyen las propiedades físicas que pueden ser descritas como la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismos que comparten ese hábitat (factores bióticos).

La visión integradora de la ecología plantea que es el estudio científico de los procesos que influencian la distribución y abundancia de los organismos, así como las interacciones entre los organismos y la transformación de los flujos de energía y materia

La ecología se ocupa del estudio científico de las interrelaciones entre los organismos y sus ambientes, y por tanto de los factores físicos y biológicos que influyen en estas relaciones y son influidos por ellas. Pero las relaciones entre los organismos y sus ambientes no son sino el resultado de la selección natural, de lo cual se desprende que todos los fenómenos ecológicos tienen una explicación evolutiva.

A lo largo de los más de 3000 millones de años de evolución, la competencia, engendrada por la reproducción y los recursos naturales limitados, ha producido diferentes modos de vida que han minimizado la lucha por el alimento, el espacio vital, el  cobijo y la pareja.

También podemos definir el término ecología como el estudio de las relaciones mutuas de los organismos con su medio ambiente físico y biótico. Este término está ahora mucho más en la conciencia del público porque los seres humanos comienzan a percatarse de algunas malas prácticas ecológicas de la humanidad en el pasado y en la actualidad. Es importante que todos conozcamos y apreciemos los principios de este aspecto de la biología, para que podamos formarnos una opinión inteligente sobre temas como contaminación con insecticidas, detergentes, mercurio, eliminación de desechos, presas para generación de energía eléctrica, y sus defectos sobre la humanidad, sobre la civilización humana y sobre el mundo en que vivimos.

Este estudio tiene mucha importancia para nosotros ya que nos permite diseñar un campo de trabajo o un ambiente prospero en el cual los animales o especies a criar tengan una mejor condición de vida y unas mejores circunstancias para subsistir.

Las condiciones las cuales serán moldeables y que nos Permitirán un mejor manejo de esas especies, para obtener como resultados un ecosistema favorable para lo que podríamos llamar “Agricultores” de la vida. En el cual el conocimiento de las especies y las circunstancias nos permitirán llevar a cabo el progreso de las labores a realizar.

La ecología animal como ciencia elemental para el desarrollo de los sistemas agropecuarios sostenibles.

LA ECOLOGIA COMO CIENCIA

DESARROLLO HISTÓRICO

El nacimiento de la Ecología lo podemos considerar paralelo al surgimiento de nuestra especie, ya que la capacidad de recolectar para poder sobrevivir se hizo esencial, debiendo conocer donde se encontraban las presas (distribución geográfica de las especies), en que número, cuando se producían las migraciones así como donde aparecía el alimento y en que época. Así pues con el inicio de la agricultura y la ganadería el hombre tiene que avanzar en sus conocimientos.

Realmente la Ecología no aparece como tal hasta finales de 1800 (1869) cuando

Haeckel la define como el estudio de las relaciones de un organismo con el ambiente, así como las relaciones con otros seres vivos, tanto las “amistosas” como las “no amistosas”. Pero esta definición es muy amplia y hay que acotarla.

El primer libro de Ecología fue escrito en 1895 por Warming, describiendo las interacciones entre ciertas comunidades.

Paralelamente Ramón Margalef defiende que la Ecología nace de forma atípica con respecto a otras ciencias ya que por ejemplo la Física, Química y Biología forman parte de la misma rama, mientras que la Ecología debe tomar parte de muchas otras ramas como pueden ser la Demografía, la Historia Natural, la Evolución, La Biogeografía…

El acierto de la Ecología es poner en conexión saberes dispersos, en contra de la globalización e híper especialización que se producen en otras ciencias.

Hoy en día se piensa que la Ecología, comparativamente se encuentra como la Química del siglo XVIII, ya que un únicamente a partir del 1960 cuando se empieza a considerar como ciencia de importancia, debido sobre todo a los efectos del hombre sobre el medio ambiente.

Conceptos básicos de la ecología.

·        ECOSISTEMA: conjunto de componentes biológicos y componentes inorgánicos, entre los cuales se establece una relación y dan unas características adecuadas a dicho sistema. Podemos medirlo como una entrada y una salida de energía.

·        COMUNIDAD: conjunto de poblaciones de diferentes especies que viven en un hábitat determinado y en un tiempo concreto.

·        POBLACIÓN: organismos de una misma especie que viven en un hábitat concreto y en un tiempo determinado.

·        LA BIOMASA: es la cantidad total de materia viviente, en un momento dado, en un área determinada o en uno de sus niveles tróficos, y se expresa en gramos de carbono, o en calorías, por unidad de superficie. Las pirámides de biomasa son muy útiles para mostrar la biomasa en un nivel trófico. El aumento de biomasa en un período determinado recibe el nombre de producción de un sistema o de un área determinada.

·        ECOSISTEMA: es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema.

·        HABITAD es el ambiente que ocupa una población biológica. Es el espacio que reúne las condiciones adecuadas para que la especie pueda residir y reproducirse, perpetuando su presencia. Un hábitat queda así descrito por los rasgos que lo definen ecológicamente, distinguiéndolo de otros hábitats en los que las mismas especies no podrían encontrar acomodo.

·        LA PRODUCTIVIDAD: es una característica de las poblaciones que sirve también como índice importante para definir el funcionamiento de cualquier ecosistema. Su estudio puede hacerse a nivel de las especies, cuando interesa su aprovechamiento económico, o de un medio en general.

·        LA COLONIA: es un tipo de relación que implica estrecha colaboración funcional e incluso cesión de la propia individualidad. Los corales de un arrecife se especializan en diversas funciones: hay individuos provistos de órganos urticantes que defienden la colonia, mientras que otros se encargan de obtener el alimento y otros de la reproducción. Este tipo de asociación es muy frecuente también en las plantas, sobre todo las inferiores. En los vegetales superiores, debido a la incapacidad de desplazamiento, surgen formaciones en las que el conjunto crea unas condiciones adecuadas para cada individuo, por lo que se da una cooperación ecológica, al tiempo que se produce competencia por el espacio, impidiendo los ejemplares de mayor tamaño crecer a los plantones de sus propias semillas.

·        BIOMA: también llamado paisaje bioclimático o área biótica (y que no debe confundirse con un eco-zona o una ecorregión), es una determinada parte del planeta que comparte clima, vegetación y fauna. Un bioma es el conjunto de ecosistemas característicos de una zona biogeográfica que es nombrado a partir de la vegetación y de las especies animales que predominan en él y son las adecuadas.

Niveles de organización

Para los ecólogos modernos (Begon, Harper y Townsend, 1999)(Molles, 2006), la ecología puede ser estudiada a varios niveles o escalas:

·        Organismo (las interacciones de un ser vivo dado con las condiciones abióticas directas que lo rodean)

·        Población (las interacciones de un ser vivo dado con los seres de su misma especie)

·        Biocenosis o comunidad (las interacciones de una población dada con las poblaciones de especies que la rodean),

·        Ecosistema (las interacciones propias de la biocenosis sumadas a todos los flujos de materia y energía que tienen lugar en ella)

·        Biosfera (el conjunto de todos los seres vivos conocidos).

Así como también:

    Especie

    Población

    Comunidad

    Ecosistema

    Biosfera

Los seres vivientes se encuentran sólo dentro de un región muy limitada de la tierra que llamamos la biosfera, que se extiende desde la parte más profunda del océano hasta unos pocos miles de metros en la atmósfera, en el seno de esta región ocurren diversas interacciones entre las especies. Se denomina especie al grupo de organismos con características similares capaces de reproducirse entre sí en condiciones naturales. Un ecólogo no estudia un organismo por separado, sino en cuanto se relacionan con otras especies y con el mundo físico

La biosfera se compone de unas unidades llamadas ecosistemas. Un ecosistema es cualquier área en la que se transfiere energía cuando los organismos actúan entre sí y con los factores abióticos. Los factores abióticos (factores no vivientes) incluyen factores físicos como la temperatura, el agua, la luz y los minerales.

Las comunidades biológicas más el ambiente físico donde se desenvuelven constituyen los ecosistemas.

Los ecosistemas incluyen gran variedad de organismos. Un grupo de organismos de la misma especie que vive en un ecosistema en un momento específico constituye una población. Las poblaciones presentan características propias del grupo y no de los individuos que lo forman; entre estas características podemos citar: El índice de natalidad y mortalidad, la densidad de población, la distribución poblacional, la adaptabilidad y la capacidad reproductiva.

En un ecosistema acuático podríamos por ejemplo, encontrar poblaciones de peces o garzas blancas; mientras que en un ecosistema de bosque podríamos incluir poblaciones de abetos y una especie particular de búhos.

Todas las poblaciones en un área constituyen una comunidad. Sólo los seres vivientes forman una comunidad. Los factores abióticos no forman parte de una comunidad.

La selección natural

La selección natural es un fenómeno esencial de la evolución con carácter de ley general y que se define como la reproducción diferencial de los genotipos en el seno de una población biológica. La formulación clásica de la selección natural establece que las condiciones de un medio ambiente favorecen o dificultan, es decir, seleccionan la reproducción de los organismos vivos según sean sus peculiaridades. La selección natural fue propuesta por Darwin como medio para explicar la evolución biológica. Esta explicación parte de dos premisas; la primera de ellas afirma que entre los descendientes de un organismo hay una variación ciega (no aleatoria), no determinista, que es en parte heredable. La segunda premisa sostiene que esta variabilidad puede dar lugar a diferencias de supervivencia y de éxito reproductor, haciendo que algunas características de nueva aparición se puedan extender en la población. La acumulación de estos cambios a lo largo de las generaciones produciría todos los fenómenos evolutivos.

La selección natural puede ser expresada como la siguiente ley general, tomada de la conclusión de El origen de las especies:

Existen organismos que se reproducen y la progenie hereda características de sus progenitores, existen variaciones de características si el medio ambiente no admite a todos los miembros de una población en crecimiento. Entonces aquellos miembros de la población con características menos adaptadas (según lo determine su medio ambiente) morirán con mayor probabilidad. Entonces aquellos miembros con características mejor adaptadas sobrevivirán más probablemente.

La selección natural es la base de todo el cambio evolutivo. Es el proceso a través del cuál, los organismos mejor adaptados desplazan a los menos adaptados mediante la acumulación lenta de cambios genéticos favorables en la población a lo largo de las generaciones. Cuando la selección natural funciona sobre un número extremadamente grande de generaciones, puede dar lugar a la formación de la nueva especie.

 El carácter sobre el que actúa la selección natural es la eficacia biológica que se mide como la contribución de un individuo a la siguiente generación de la población. La eficacia biológica es un carácter cuantitativo que engloba a muchos otros relacionados con: la supervivencia del más apto y la reproducción diferencial de los distintos genotipos o alelos. Los individuos más aptos tienen mayor probabilidad de sobrevivir hasta la edad reproductora y, por tanto, de dejar descendientes a las siguientes generaciones; la reproducción diferencial puede deberse a diferentes tasas de fertilidad o fecundidad o a la selección sexual.

Si las diferencias en eficacia biológica tienen una base genética variable (y habitualmente la tienen) la selección natural favorecerá a aquellos fenotipos que produzcan una mayor contribución de descendientes a la siguiente generación pues, si un fenotipo (A) contribuye más que otro (B) a la población, en la siguiente generación, los genotipos (alelos) que causan el fenotipo A incrementarán su frecuencia en detrimento de la de los genotipos (alelos) que producen el fenotipo B. Por tanto, la selección es un proceso direccional de cambio de las frecuencias génicas.

  La descripción de los cambios experimentados por las frecuencias génicas cuando actúa la selección natural es mucho más complicada que la relacionada con otros procesos de cambio de las frecuencias génicas, porque la selección actúa sobre fenotipos y la correspondencia entre estos y los genotipos o alelos no siempre es inmediata y cambia en cada caso dependiendo del tipo de acción génica.

 

Adaptación

Adaptación de las especies a través de cambios genéticos influenciados por el Medio ambiente

La evolución, la adaptación, la homeostasis, la genética, la fisiología y la ecología, referidos a niveles moleculares, subcelulares, celulares, orgánicos, individuales y poblacionales, se consideran como conceptos centrales de la biología. Entonces, la biología de la producción agropecuaria enuncia la aplicación de tales conceptos a la obtención de bienes de origen vegetal y animal. La variación en las características heredables ligada a la eficacia, es la base del proceso evolutivo concebido por Darwin. La genética molecular, al demostrar el uso selectivo de los genes, plantea que tales características, además de ser heredables deben ser expresadas, lo cual depende en parte de señales ambientales. En esta perspectiva, una producción vegetal o animal tendiente a la homogeneidad y a minimizar su exposición a condiciones adversas, disminuye su tasa evolutiva y el grado de expresión de las características que le permiten enfrentar tales condiciones, lo que conduce a una mayor vulnerabilidad.

 Adaptación y vida

El análisis del concepto de adaptación parece destinado al círculo lógico: se define la vida por la capacidad de adaptación, pero el criterio de la adaptación estriba en mantener vivo lo vivo. Desde luego, el concepto de adaptación es coextensivo con el concepto de vida y esta tautología es soslayable mediante una explicitación progresiva de la lógica concreta del sistema biológico en acto.

El sistema biológico se presenta como un sistema capaz de asegurar la constancia y la permanencia de ciertas propiedades de su medio interior (Claude Bernard) o, de manera más general, de asegurar su homeostasis (Cannon).

La adaptación como complejo dinámico organismo-medio

Puede tomarse como punto de partida de un análisis crítico del concepto de adaptación esta definición de Herbert Spencer: “ajuste continuo de las relaciones internas a las relaciones externas”.

Hay que destacar que toda adaptación supone como necesaria condición previa el ajuste de las relaciones internas mismas: una variación interna, aunque ajustada a una variación externa, no tendría valor adaptativo si mostrara ser incapaz de ajustarse en primer lugar al conjunto de las relaciones internas del sistema.²

Tipos de adaptación

Hay 3 tipos de adaptación al medio:

• Morfológica o escrotal: Son cambios morfológicos que experimentan los organismos para adecuarse a una cierta forma de vida. Como resultado de las readaptaciones sucesivas, muchos seres vivos actuales presentan órganos vestigiales que no realizan ninguna función, pero que en un tiempo le proporcionaron ventajas adaptativa al medio en el que vivía.

Como la sustitución de hojas por espinas en los cactus para evitar la pérdida de agua.

• Fisiológica o funcional: Como las glándulas de sal en las iguanas marinas para eliminar el exceso de sal en su cuerpo.

• Etológica o de comportamiento: Como la danza de cortejo de muchas aves, para atraer a la hembra y reproducirse.

 Adaptación a los ambientes acuáticos

Plantas

Respuestas

Raíz

• En las plantas sumergidas es escasa por dos razones: primera, porque al estar rodeadas de agua no necesitan una raíz muy extensa que la absorba y segunda, porque el agua las sostiene.
• Es abundante en las plantas flotantes porque necesitan absorber agua porque la planta esta sobre la superficie y además porque necesita un «contrapeso» para que no se la lleve el viento.
• No tienen pelos absorbentes porque al tener una epidermis delgada el agua entra por todos lados.

Tallo

• Hay espacio «vacíos» entre los tejidos que contienen aire y forman lo que se llama «lagunas aeríferas» que les sirven para flotar.
• No tienen tejidos de sostén porque el agua las sostiene.
• Se fragmentan fácilmente (propagación asexual) porque no tienen flores para reproducirse.
• Ausencia de vasos de conducción porque absorben agua por todo el «cuerpo».
• Epidermis delgada porque el agua entra y sale libremente.

Hojas

En las plantas sumergidas...

• Son acintadas (como cintas) para que no se rompan por el agua y para tener mayor superficie de contacto con el oxígeno.
• Son verde oscuro (por la clorofila) para aprovechar más la poca luz que hay debajo del agua.
• Ausencia de estomas (pequeños poros): no los necesitan porque están rodeadas de agua.

En las plantas flotantes...

• Son de gran superficie para poder flotar.
• Poseen estomas solo en la cara superior para regular la entrada y salida de gases y agua.

Animales

• Presencia de aletas, extremidades como remos, propulsión a chorro o «cilios» para poder desplazarse.
• Forma hidrodinámica para facilitar el desplazamiento en el agua.
• Algunos poseen cámaras de aire para facilitar la flotación.
• Los peces con esqueleto de hueso poseen vejiga natatoria para facilitar el ascenso y el descenso.
• Respiración branquial o a través de la piel para aprovechar el oxigeno disuelto en el agua.

Adaptaciones al ambiente aeroterrestre

Plantas

• Desarrollo de cutícula gruesa sobre la epidermis para evitar la deshidratación.
• Desarrollo importante de la raíz para sostener la planta y para tomar el agua y los nutrientes.
• Desarrollo de un sistema de conducción o a través de vasos (vasos de conducción) para transportar agua y nutrientes desde la raíz a todo el cuerpo.
• Presencia de estomas para intercambiar gases con la atmósfera y regular el exceso de agua.
• Formaron un esqueleto de sostén de fibras resistentes para elevar la planta del suelo (erguirla).
• Desarrollo de órganos de gran superficie (hojas) para captar la energía lumínica.
• Desarrollo de granos de polen para asegurar el encuentro de los Gametos.

Animales

Invertebrados

• Poseen una envoltura impermeable de quitina para evitar la deshidratación.
• Exoesqueleto de quitina para mantener erguido el cuerpo.
• Desarrollo de una cáscara impermeable en los huevos para asegurar el mantenimiento del agua en el interior.
• Diversas formas de locomoción (marcha, salto, vuelo, etc) a través de distintas estructuras especializadas para el desplazamiento.
• Fecundación interna para asegurar la unión de los gametos.

Vertebrados

• Presencia de piel o tegumento impermeable para evitar la deshidratación.
• Endoesqueleto de hueso para mantener el cuerpo erguido.
• Fecundación interna para asegurar la unión de las gametas.
• Presencia de líquidos en los huevos y en el caso de los mamíferos presencia de una bolsa con líquido para preservar al embrión y evitar que se muera.

Adaptación y comportamiento

El concepto de adaptación le da sentido también a las ciencias sociales ya que el comportamiento de los seres humanos contempla esencialmente algún tipo de adaptación al medio social. Joseph Nuttin escribió: “La noción de adaptación, tal como muy a menudo se la emplea en el estudio del comportamiento y de su motivación, se refiere de manera más especial al equilibrio homeostático y a los procesos reguladores relacionados con éste. En efecto, se tiende a concebir la conducta y su motivación como una adaptación o una readaptación del organismo al medio, bajo la influencia de la ruptura momentánea del equilibrio que se supone que existe entre los dos polos (organismo o personalidad, por una parte, y medio, por la otra). Esta ruptura se manifiesta como una necesidad o un estado de tensión, lo que proporciona al mismo tiempo la fuente dinámica del proceso de adaptación que define al comportamiento mismo”.

La palabra adaptación se emplea para designar un proceso de cambio, en organismos y máquinas, que tiende a hacerlos más aptos para su supervivencia o para lograr ciertos objetivos buscados. La generalidad del proceso adaptativo involucra incluso a toda la humanidad. La ley de complejidad-conciencia nos indica una propiedad de la vida inteligente que contempla la adaptación al orden natural como objetivo implícito en la propia existencia del género humano.

Competencia intraespecifica

La competencia se puede definir como una interacción biológica entre organismos o especies en la cual la aptitud o adecuación biológica de uno es reducida a consecuencia de la presencia del otro. Existe una limitación de la cantidad de por lo menos un recurso usado por ambos organismos o especies; tal recurso puede ser alimento, agua, territorio, parejas.1

La competencia tanto dentro de una especie como entre especies diferentes es un tópico importante de ecología, especialmente de ecología de comunidades. La competencia es uno de varios factores bióticos y abióticos que afectan la estructura de las comunidades ecológicas. La competencia entre miembros de la misma especie se llama competencia intraespecífica y la que tiene lugar entre miembros de diferentes especies es competencia interespecífica. La competencia no siempre es un fenómeno simple y directo y puede ocurrir en formas indirectas. Según el principio de exclusión competitiva las especies menos aptas para competir deben adaptarse o, de lo contrario, se extinguen. De acuerdo a la teoría de la evolución la competencia dentro de una especie y entre especies juega un papel fundamental en la selección natural.

Tipos de competencia

Por mecanismo

Los términos siguientes describen los mecanismos biológicos por los cuales tiene lugar la competencia. Estos mecanismos pueden ser tanto directos como indirectos y se aplican tanto a la competencia intraespecífica como interespecífica:

• Competencia por interferencia: Ocurre directamente entre individuos por el acto de agresión, etc. cuando un individuo interfiere con el forrajeo, supervivencia, reproducción de otros o por prevención directa del establecimiento de una porción del hábitat.
• Competencia por explotación: Ocurre indirectamente por medio de un recurso limitado común que actúa como un intermediario. Por ejemplo, el uso de un recurso por unos causa la escasez para otros o, también la competencia por espacio.
• Competencia aparente: Ocurre indirectamente entre dos especies que, por ejemplo, son presas de un depredador común. En tal caso hay competencia por el espacio libre de depredadores.

Por especies

• Competencia intraespecífica: La competencia intraespecífica ocurre cuando los miembros de la misma población necesitan hacer uso del mismo recurso de un ecosistema. Por ejemplo entre animales de la misma especie que viven en un mismo territorio en un mismo momento de tiempo y que compiten por territorio, apareamiento o sitio de nidada. Es común que los leones maten a las crías de machos diferentes para convertirse en los machos dominantes. Entre los ciervos, muchos pelean con sus astas para obtener el derecho a aparearse.

• Competencia interespecífica: La competencia interespecífica ocurre entre individuos de diferentes especies que comparten un recurso común en la misma área. Si el recurso no es suficiente para mantener ambas poblaciones, el resultado es una reducción en la fertilidad, el crecimiento y la supervivencia de una o más especies. La competencia interespecífica puede alterar las poblaciones, las comunidades y la evolución de las especies involucradas.

Como la competencia intraespecífica, la competencia interespecífica toma dos formas: explotación e interferencia. Como alternativas a esta clasificación dicotónomica simple de interacciones competitivas, Thomas Schoener de la Universidad de California en Davis propuso que seis tipos diferentes de interacciones son suficientes para responder a la mayoría de los casos de competencia interespecífica: (1) consumo, (2) prevención, (3) superposición, (4) interacción química, (5) territorial y (6) encuentro.

La competencia por el consumo ocurre cuando los individuos de una especie inhiben a los individuos de otra mediante el consumo de un recurso compartido. La competencia preventiva ocurre principalmente entre organismos sésiles, como los crustáceos percebes, donde la ocupación por parte de un individuo excluye el establecimiento por parte de otros. La competencia por superposición ocurre cuando un organismo literalmente crece sobre otro (con o sin contacto físico), inhibibiendo el acceso a algún recurso esencial. En las interacciones químicas los inhibidores de crecimiento químico o toxinas liberados por un individuo inhiben o matan a otras especies. La competencia territorial resulta de la exclusión conductual de otras especies de un espacio concreto que se define como un territorio y la competencia de encuentro se produce cuando las agrupaciones no territoriales entre individuos provocan un efecto negativo en una de las especies participantes o en ambas.

Entre las plantas, muchas compiten por ser las más altas y obtener luz, o por llegar con sus raíces a mayores profundidades para obtener los nutrientes. Este tipo de competencia puede ser tanto intra como interespecífica.

Población biológica

En Biología, una población es un conjunto de organismos o individuos de la misma especie que coexisten en un mismo espacio y tiempo y que comparten ciertas propiedades biológicas, las cuales producen una alta cohesión reproductiva y ecológica del grupo. La cohesión reproductiva implica el intercambio de material genético entre los individuos. La cohesión ecológica se refiere a la presencia de interacciones entre ellos, resultantes de poseer requerimientos similares para la supervivencia y la reproducción, ocupando un espacio generalmente heterogéneo en cuanto a la disponibilidad de recursos.

En Biología, un sentido especial de la población, empleado en Genética y Evolución es para llamar a un grupo reproductivo cuyos individuos se cruzan únicamente entre sí, aunque biológicamente les fuera posible reproducirse también con todos los demás miembros de la especie o subespecie. Las principales causas por las que resultan delimitadas las poblaciones son el aislamiento físico y las diferencias del comportamiento.

La dinámica de poblaciones

es la especialidad de la ecología que se ocupa del estudio de los cambios que sufren las poblaciones biológicas en cuanto a tamaño, dimensiones físicas de sus miembros, estructura de edad y sexo y otros parámetros que las definen, así como de los factores que causan esos cambios y los mecanismos por los que se producen.

La dinámica de poblaciones es el principal objeto de la biología matemática en general y de la ecología de poblaciones en particular. Tiene gran importancia en la gestión de los recursos biológicos, como las pesquerías, en la evaluación de las consecuencias ambientales de las acciones humanas y también en campos de la investigación médica relacionados con las infecciones y la dinámica de las poblaciones celulares.

Dinámica de poblaciones

Una gran parte de la ecología de poblaciones es matemática, ya que buena parte de su esfuerzo se dirige a construir modelos de la dinámica de poblaciones, los cuales deben ser evaluados y refinados a través de la observación en el terreno y el trabajo experimental. La Ecología de poblaciones trabaja millier és de muestreos y censos para comprobar la estructura de la población (su distribución en clases de edad y sexo) y estimar parámetros como natalidad, mortalidad, tasa intrínseca de crecimiento (r) o capacidad de carga del hábitat (K). Vemos estos últimos relacionados, por ejemplo, en el modelo clásico de crecimiento de una población natural, el del crecimiento logístico o curva logística que corresponde al crecimiento exponencial denso-dependiente:

Patrones de crecimiento.

Se refiere al tipo de gráfica que representa la tasa de crecimiento de una población. Así podemos encontrar curvas con crecimiento sigmoideo, exponencial o decreciente, determinadas tanto por el potencial biótico en su interacción con la resistencia ambiental, como con la capacidad de carga que representa la cantidad promedio de individuos que coexisten cuando la curva de crecimiento se encuentra en la fase de equilibrio. También se define capacidad de carga como el número máximo de individuos que un medio determinado puede soportar. El desarrollo de esta curva posee diferentes etapas, siendo representada en número de individuos por unidad de tiempo y, con respecto a los ciclos biológicos característicos de cada especie, diferentes etapas, a saber:

Fase lenta o fase lag.

Fase logarítmica o log

Fase estable o de equilibrio

Propiedades de las poblaciones

Una población es un grupo de organismos de la misma especie que se cruzan entre sí y que conviven en el espacio y en el tiempo. El conocimiento de la dinámica de poblaciones es esencial para los estudios de las diversas interacciones entre los grupos de organismos y tiene, además, una importancia práctica enorme.

Entre las propiedades de las poblaciones, que no son propiedades de los individuos, se encuentran los patrones de crecimiento, de mortalidad, la estructura etaria (de edades), la densidad y la distribución espacial.

La tasa de crecimiento de una población es el incremento en el número de individuos en una unidad dada de tiempo por cada individuo presente.

En ausencia de inmigración neta (movimiento de otros individuos de la especie hacia la población desde cualquier otro sitio) o de emigración neta (la salida de individuos de la población), el incremento es igual a la tasa de natalidad menos la tasa de mortalidad. Así, la tasa de crecimiento puede ser igual a cero, positiva o negativa (como lo es actualmente para la población humana en algunos países). Esta propiedad de una población es llamada su tasa de crecimiento per cápita y se simboliza con la letra r.

El modelo más simple de crecimiento de una población cuyo número de individuos se incrementa a una tasa constante es conocido como crecimiento exponencial y se lo describe con la siguiente ecuación diferencial:

dN / dt = r * N

En esta ecuación, r es la tasa de crecimiento per cápita (que en ausencia de inmigración o emigración neta es igual a la tasa de natalidad menos la tasa de mortalidad), N es el número de individuos de la población en cualquier momento dado (t), y dN/dt es la tasa de crecimiento de la población (el cambio en el número de individuos a lo largo del tiempo). Un aspecto clave del crecimiento exponencial es que, aunque la tasa de crecimiento per cápita permanezca constante, la tasa de crecimiento se incrementa cuando el tamaño de la población se incrementa.