Poblaciones estructuradas & flujo génico Ecología Molecular – TP 5.
FDrenkhan - 3.1 - Ecología de Poblaciones
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16/04/2013
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CAPÍTULO 3.1
Ecología de poblaciones
Jerarquía de la vida y definición de una especie
Propiedades de poblaciones
Geog. Fabian Drenkhan – ECOLOGÍA – Semestre 2013-1, PUCP
Biósfera
Bióma
Ecosistema
Comunidad
Población
Organismo
1
1. Introducción
Jerarquía de la vida
VI
II
V
IV
III
I
El conjunto biótico bajo las condiciones físicas (abióticas) forma un sistema j erárquico:
2
1. Introducción
El nivel más bajo de la organización
dentro de la jerarquía de la vida
Interactúa como individuo aislado
con el medio ambiente
I Organismo
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1. Introducción
Grupo de individuos de la misma
especie que habita una zona al
mismo tiempo
Interactúan y se cruzan entre si
II Población
4
1. Introducción
Conjunto de diferentes poblaciones que interactúan y viven
mutuamente en una zona determinada
III Comunidad
5
1. Introducción
Interacciones entre las diferentes comunidades
(componente biótico) y su medio ambiente (componente
biótico y/o abiótico) dentro de un sistema complejo
IV Ecosistema
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1. Introducción
Formación de un grupo de ecosistemas con vegetación y
condiciones climáticas similares
V Bioma
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1. Introducción
VI Biósfera
Sistema más alto en la jerarquía de la vida
Incluye a todos los seres y sus interacciones en el sistema
Tierra
Reino
Filum
Clase
Orden
Familia
Genero
Especie
8
1. Introducción
Jerarquía de la vida
Clasificación del reino animal de una manera jerárquica siste-mática (esquema simplificado):
VI
II
V
IV
III
I Spheniscus humboldti
Spheniscus
Spheniscidae
Sphenisciformes
Aves
VII Animalia
Chordata
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Pingüino de Humboldt
(Spheniscus humboldti)
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1. Introducción
¿Qué es una especie? Definición
Individuos que se diferencian de otros
grupos de individuos en tener el mismo aspecto, hábitat y comportamiento
pueden ser sumados a la misma especie. Las mismas especies son capaces de
entrecruzarse y generar descendencia fértil.
10
1. Introducción
¿Qué es una especie?
Pingüino de Humboldt
(Spheniscus humboldti)
Pingüino de Magellanes
(Spheniscus magellanicus)
Nombre común
(Nombre científico)
Género Epíteto
Dos pingüinos similares
El mismo género pero otro epíteto
= dos diferentes especies
11
1. Introducción
¿Qué es una especie?
El mismo aspecto
pero dos especies y géneros diferentes
Cactus
del Nuevo Mundo (América)
Euphorbia
del Viejo Mundo (Europa)
Cactus de San Pedro
(Echinopsis pachanoi)
Euphorbia de Canarias
(Euphorbia canariensis)
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1. Introducción
¿Qué es una especie?
Caballo
(Equus ferus)
Burro
(Equus africanus)
Mula
(Equus africanus x ferus)
Entrecruzamiento
“Especie” híbrida estéril
Biósfera
Bióma
Ecosistema
Comunidad
Población
Organismo
13
1. Introducción
VI
II
V
IV
III
I
Grupo de individuos de la misma
especie que habita una zona al
mismo tiempo
Interactúan y se cruzan entre si
14
2. Propiedades de una población
Para describir las características y comprender la estructura de una población se distingue diferentes propiedades que se
pueden calcular y representar gráficamente:
1. Tamaño
2. Densidad
3. Dispersión
4. Natalidad
5. Mortalidad
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Año Número de parejas de cigüeña blanca en
España (N)
1948 14.855
1957 12.690
1974 7 .348
1984 6 .872
1994 16.865
2004 33.217
15
2. Propiedades de una población
1. Tamaño Definición
Numero absoluto de individuos (N) que conforman una
determinada población.
Fuente: http://lifecanaldecastilla.org/ciguena/index.php?page=1-3-distribucion-y-evolucion
16
2. Propiedades de una población
Tamaño estimado de la población humana (16.04.2013)
7 129 707 032
Fuente: http://www.umrechnung.org/weltbevoelkerung-aktuelle-momentane/weltbevoelkerungs-zaehler.htm
... de peces en el agua?
... de pingüinos? ... de hierbas en la superficie?
... de microfauna en el suelo?
17
2. Propiedades de una población
¿Cómo se determina el tamaño de una población ...
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2. Propiedades de una población
2. Densidad Definición
Número de individuos por:
Unidad de área (mm², cm², m², ha, km² ...)
de superficies: cobertura vegetal, animales en un área etc.)
Unidad de v olumen (mm³, cm³, m³, l, t ...)
de agua, aire, suelo etc.
Peces por m³ / km³ / l / t
Pingüinos por m² / ha Hierbas por cm² / m² / ha / km²
Microfauna por mm³ / cm³ 19
2. Propiedades de una población
¿Cuáles son los factores determinantes para esta distribución desigual? 20
2. Propiedades de una población
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¿Cuáles son los factores determinantes para esta distribución desigual? 21
2. Propiedades de una población
22
2. Propiedades de una población
Densidad absoluta: Número de individuos por unidad de espacio total
Densidad ecológica: Número de individuos por unidad de espacio que
puede ser utilizado de esta población (= hábitat)
56 ardillas por 2,62 km² =
21 ardillas / km²
56 ardillas por 3,88 km² =
14 ardillas / km² 23
2. Propiedades de una población
PUCP Lima
Densidad ecológica Ardillas en las áreas que
realmente representan su hábitat
Densidad absoluta Ardillas en todo el área sin reflejar
cuáles con sus hábitats reales
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Agrupada (agregada) Uniforme Aleatoria (al azar)
24
2. Propiedades de una población
3. Dispersión Definición
Patrón de la distribución de indiv iduos en el espacio.
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2. Propiedades de una población
Dispersión agrupada
Los individuos forman grupos de alta
densidad dentro de su hábitat
Estas formaciones agregadas resultan de:
Contrastes naturales del hábitat
Disponibilidad del agua, inundaciones, incendios, temperaturas extremas, topografía…
Patrones reproductiv os Plantas con reproducción vegetativa
Comportamiento social
Grupos de animales (rebaños, manadas) por peligros externos y/o atracción social
Es el tipo de dispersión más común en la naturaleza 26
2. Propiedades de una población
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2. Propiedades de una población
Dispersión uniforme
Los individuos se encuentran en la
misma densidad en todo su hábitat
Esta formación homogénea resulta de:
Competencia entres las especies
¡Recursos limitados en la naturaleza! Delimitación de territorios
Resultado de interacciones negativ as entre las especies ¡En el espacio los recursos nunca se disponen
equidistantes de manera natural!
28
2. Propiedades de una población
29
2. Propiedades de una población
Dispersión aleatoria
Los individuos de una población se
espacian de una manera impredecible o al azar en su hábitat
Esta formación irregular resulta de:
Condiciones ambientales similares
No existe interacción marcada entre los indiv iduos; la competencia es nula
Los individuos no tienen ventajas de agruparse ni restricciones muy acentuadas
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Es el tipo de dispersión menos común en la naturaleza 30
2. Propiedades de una población
31
2. Propiedades de una población
4. Natalidad Definición
Tasa de natalidad (n):
Número de indiv iduos que nacen en una unidad de tiempo
P. e.: 800 nacimientos en el año 2012 de la población del Pingüino de Humboldt en Perú (4000 individuos) n = 800
Tasa de natalidad específica (ne):
Cociente del número de indiv iduos que nacen en una unidad de tiempo dentro de la población y su
tamaño total ne = 800 / 4000 = 0,2
http://www.ibcperu.org/doc/isis/9745.pdf
32
2. Propiedades de una población
Factores que influyen en la natalidad
Condiciones físicas de los individuos y su entorno
Alimentación, estrés fisiológico, etc.
Estructura de la población Edad y tamaño de los individuos
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2. Propiedades de una población
5. Mortalidad Definición
Tasa de mortalidad (m):
Número de indiv iduos que mueren en una unidad de tiempo
P. e.: 750 muertos en el año 2012 de la población del Pingüino de Humboldt en Perú (4000 individuos) m = 750
Tasa de mortalidad específica (me):
Cociente del número de indiv iduos que mueren en
una unidad de tiempo dentro de la población y su tamaño total me = 750 / 4000 = 0,1875
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2. Propiedades de una población
Factores que influyen en la mortalidad
Condiciones físicas de los individuos y su entorno
Escasez del agua y la alimentación, periodos de climas extremas, enfermedades y epidemias, etc.
Estructura de la población
Edad de los individuos, densidad poblacional
El tipo I caracteriza a las especies con baja tasa de mortalidad durante el período juvenil hasta alcanzar una cierta edad en la cuál esta aumenta rápidamente. Representa la curva en bajada del diagrama. Ejemplos: Humanos, muchos mamíferos grandes
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2. Propiedades de una población
P
orc
en
taje
de
sob
revi
vie
nte
s
Tiempo
Tipo I 100%
5. Mortalidad: Curvas de supervivencia
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El tipo II caracteriza a las especies con una mortalidad que varia poco durante toda su vida – eso representa la línea más o menos recta descendente del diagrama. Ejemplos: Aves, conejos, etc.
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2. Propiedades de una población
5. Mortalidad: Curvas de supervivencia
Porc
enta
je d
e so
brev
ivie
ntes
Tiempo
100%
Tipo II
El tipo III caracteriza a las especies con alta tasa de mortalidad durante el período juvenil hasta alcanzar una cierta edad en la cual disminuye cada vez más – eso representa la curva en bajada del diagrama. Ejemplos: Ranas, peces, ostras, numerosas plantas, etc.
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2. Propiedades de una población
5. Mortalidad: Curvas de supervivencia
Tipo III
Po
rcen
taje
de
sobr
eviv
ient
es
Tiempo
100%
Porcentaje de lapso de vida
Nú
me
ro d
e s
ob
rev
ivie
nte
s
¿Que tipo representa
un/a...
... corto lapso de
vida ?
... mayor número de
descendientes?
... mortalidad más
baja?
... población con una
estructura de edad
equilibrada?
... mamífero grande?
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2. Propiedades de una población
5. Mortalidad: Curvas de supervivencia