Biología: la vida en la Tierra Teresa Audesirk • Gerald Audesirk • Bruce E. Byers Biología: la vida en la Tierra Octava Edición Clase para el capítulo 26 Crecimiento y regulación de las poblaciones Copyright © 2008 Pearson Prentice Hall, Inc.

Una estatua de apariencia perpleja se asienta en un paisaje desolado en la Isla de Pascua. Si pudieran hablar, las estatuas de la Isla de Pascua nos contarían acerca de una población que sobrepasó la capacidad de su ambiente para sostenerla.

Contenido del capítulo 26 26.1 ¿Cómo cambian de tamaño las poblaciones? 26.2 ¿Cómo se regula el crecimiento de las poblaciones? 26.3 ¿Cómo se distribuyen las poblaciones en el espacio y en el tiempo? 26.4 ¿Cómo está cambiando la población humana?

Contenido de la sección 26.1 26.1 ¿Cómo cambian de tamaño las poblaciones? El potencial biótico puede generar un crecimiento exponencial.

El estudio de la ecología La ecología se refiere al estudio de las relaciones entre los seres vivos y su ambiente inanimado.

El estudio de la ecología El ambiente está integrado por dos componentes. Un componente abiótico: inanimado, que incluye el suelo, el agua y el clima. Un componente biótico: vivo, que incluye todas las formas de vida.

El estudio de la ecología La ecología se puede estudiar en varios niveles de organización: Poblaciones: Todos los miembros de una especie específica que viven dentro de un ecosistema. Ecosistema: Todos los organismos vivos que están presentes en una zona definida.

El estudio de la ecología La ecología se puede estudiar en varios niveles de organización: Comunidades: Todas las poblaciones de organismos que interactúan en una zona definida. Biosfera: Abarca todas las formas de vida de la Tierra.

¿Cómo cambian de tamaño las poblaciones? Varios procesos pueden cambiar el tamaño de las poblaciones: Los nacimientos y la inmigración agregan individuos a la población. La muerte y la emigración eliminan individuos de la población.

¿Cómo cambian de tamaño las poblaciones? Cambio en el tamaño de la población = (nacimientos – muertes) + (inmigrantes – emigrantes)

¿Cómo cambian de tamaño las poblaciones? Si se ignora la migración, el tamaño de la población está determinado por dos fuerzas opuestas: Potencial biótico: el índice máximo al que la población podría crecer cuando el índice de natalidad es el máximo y el índice de mortalidad es el mínimo.

¿Cómo cambian de tamaño las poblaciones? Si se ignora la migración, el tamaño de la población está determinado por dos fuerzas opuestas: Resistencia ambiental: los límites en el crecimiento de la población que establecen los ambientes vivo e inanimado y que disminuyen los índices de natalidad y/o aumentan los índices de mortalidad (ejemplos: comida, espacio, y depredación).

Crecimiento de la población El índice de crecimiento (c) de una población es una medición del cambio de tamaño de la población por individuo y por unidad de tiempo. Se determina así: índice de crecimiento (c) = índice de natalidad (n) – índice de mortalidad (m)

Crecimiento de la población El índice de natalidad (n) es el número promedio de nacimientos por individuo y por unidad de tiempo. Ejemplo: si hay 5 nacimientos entre 10 individuos, n = 5/10 = 0.5

Crecimiento de la población El índice de mortalidad (m) es la proporción de individuos que mueren por unidad de tiempo. Ejemplo: si 4 de 10 individuos mueren, m = 4/10 = 0.4 Por tanto, c = n – m = 0.5 – 0.4 = 0.1

Crecimiento de la población El crecimiento de la población por unidad de tiempo se puede calcular multiplicando el índice de crecimiento (c) por el tamaño original de la población (N). Crecimiento de la población (C) = cN En el ejemplo anterior, el crecimiento de la población = cN = 0.1(10) = 1, por tanto la población ha crecido en un individuo.

Crecimiento de la población Para determinar el tamaño de la población al final del periodo de tiempo, se suma el crecimiento de la población (cN) al tamaño inicial de la población (N) = N + cN = 10 + 0.1(10) = 10 + 1 = 11

Crecimiento exponencial El crecimiento exponencial ocurre cuando una población crece en un porcentaje fijo del tamaño que tiene al comenzar ese periodo. El resultado suele designarse como una curva en forma de J.

Crecimiento exponencial El tiempo de duplicación describe la cantidad de tiempo que se requiere para duplicar una población en su estado actual de crecimiento. El tiempo de duplicación se puede calcular como 0.7 dividido entre c. En nuestro ejemplo anterior, 0.7/0.1 = 7 intervalos de tiempo.

Potencial biótico Entre los factores que influyen en el potencial biótico están: 1. La edad a la que el organismo se reproduce por primera vez. Las poblaciones que tienen descendencia temprano en la vida suelen crecer en índices más rápidos.

Curvas en forma de J del crecimiento exponencial FIGURA 26-1 Curvas en forma de J del crecimiento exponencial Todas las curvas de este tipo tienen la misma forma de J; la diferencia principal es la escala de tiempo. a) Crecimiento de una población de bacterias a partir de un solo individuo y con un tiempo de duplicación de 20 minutos. b) Crecimiento de una población de águilas, a partir de un solo par de crías, con edades de primera reproducción de 4 años (línea roja) y de 6 años (línea verde). Advierte en la tabla que, al cabo de 26 años, la población de águilas que comenzó a reproducirse a los 4 años es casi siete veces más grande que la de águilas que comenzaron a reproducirse a los seis años. FIGURA 26-1a Curvas en forma de J del crecimiento exponencial

FIGURA 26-1a Curvas en forma de J del crecimiento exponencial

FIGURA 26-1b Curvas en forma de J del crecimiento exponencial FIGURA 26-1 Curvas en forma de J del crecimiento exponencial Todas las curvas de este tipo tienen la misma forma de J; la diferencia principal es la escala de tiempo. a) Crecimiento de una población de bacterias a partir de un solo individuo y con un tiempo de duplicación de 20 minutos. b) Crecimiento de una población de águilas, a partir de un solo par de crías, con edades de primera reproducción de 4 años (línea roja) y de 6 años (línea verde). Advierte en la tabla que, al cabo de 26 años, la población de águilas que comenzó a reproducirse a los 4 años es casi siete veces más grande que la de águilas que comenzaron a reproducirse a los seis años. FIGURA 26-1b Curvas en forma de J del crecimiento exponencial

FIGURA 26-1b Curvas en forma de J del crecimiento exponencial

Potencial biótico 2. La frecuencia con que ocurre la reproducción.

Curvas en forma de J del crecimiento exponencial FIGURA 26-1 Curvas en forma de J del crecimiento exponencial Todas las curvas de este tipo tienen la misma forma de J; la diferencia principal es la escala de tiempo. a) Crecimiento de una población de bacterias a partir de un solo individuo y con un tiempo de duplicación de 20 minutos. b) Crecimiento de una población de águilas, a partir de un solo par de crías, con edades de primera reproducción de 4 años (línea roja) y de 6 años (línea verde). Advierte en la tabla que, al cabo de 26 años, la población de águilas que comenzó a reproducirse a los 4 años es casi siete veces más grande que la de águilas que comenzaron a reproducirse a los seis años. FIGURA 26-1a Curvas en forma de J del crecimiento exponencial

FIGURA 26-1a Curvas en forma de J del crecimiento exponencial

FIGURA 26-1b Curvas en forma de J del crecimiento exponencial FIGURA 26-1 Curvas en forma de J del crecimiento exponencial Todas las curvas de este tipo tienen la misma forma de J; la diferencia principal es la escala de tiempo. a) Crecimiento de una población de bacterias a partir de un solo individuo y con un tiempo de duplicación de 20 minutos. b) Crecimiento de una población de águilas, a partir de un solo par de crías, con edades de primera reproducción de 4 años (línea roja) y de 6 años (línea verde). Advierte en la tabla que, al cabo de 26 años, la población de águilas que comenzó a reproducirse a los 4 años es casi siete veces más grande que la de águilas que comenzaron a reproducirse a los seis años. FIGURA 26-1b Curvas en forma de J del crecimiento exponencial

FIGURA 26-1b Curvas en forma de J del crecimiento exponencial

Potencial biótico 3. El número promedio de descendientes que se producen cada vez. 4. La duración del lapso reproductivo en la vida del organismo.

Potencial biótico 5. El índice de mortalidad de los individuos en condiciones ideales. Mayores índices de mortalidad podrían desacelerar el índice de crecimiento de la población significativamente.

FIGURA 26-2 efecto de los índices de mortalidad en el crecimiento de las poblaciones Las gráficas suponen que una población bacteriana se duplica cada 20 minutos. Advierte que la población en la que una cuarta parte de las bacterias mueren cada 20 minutos llega a ser de 2500, tan sólo 2 horas y 20 minutos después de la población en que no hay fallecimientos. FIGURA 26-2 Efecto de los índices de mortalidad en el crecimiento de las poblaciones

Contenido de la sección 26.2 26.2 ¿Cómo se regula el crecimiento de las poblaciones? El crecimiento exponencial ocurre sólo en condiciones especiales. La resistencia ambiental limita el crecimiento de las poblaciones.

Crecimiento exponencial El crecimiento exponencial no puede continuar indefinidamente. Todas las poblaciones que muestran un crecimiento exponencial al final deben estabilizarse o decaer.

Crecimiento exponencial Las poblaciones que sufren ciclos de auge y decadencia muestran crecimiento exponencial. Un crecimiento rápido de la población va seguido de una mortandad masiva repentina.

Crecimiento exponencial Estos ciclos de auge y decadencia se pueden observar en muchas especies de vida corta y reproducción rápida. Las condiciones ideales fomentan el crecimiento rápido. Condiciones deterioradas fomentan mortandad masiva.

Crecimiento exponencial Ejemplo: Cada año, las cianobacterias de un lago podrían mostrar un crecimiento exponencial cuando las condiciones son ideales, pero decaerán cuando hayan agotado su suministro de nutrimentos.

FIGURA 26-3 Ciclo de población de auge y decadencia Densidad de población de cianobacterias (algas verdiazules) durante un ciclo anual de auge y decadencia en un lago. Las algas sobreviven a un nivel bajo a lo largo del otoño, el invierno y la primavera. A inicios de julio las condiciones se tornan favorables para el crecimiento y se produce un crecimiento exponencial hasta terminar agosto. Los nutrimentos se agotan pronto y la población decae rápidamente. FIGURA 26-3 Ciclo de población de auge y decadencia

Crecimiento exponencial Ejemplo: Los ciclos de los lemmings son más complejos e implican la falta de alimento, las enormes migraciones, y la mortalidad masiva causada por los depredadores y la inanición.

FIGURA 26-4 Ciclos de población de los lemmings seguidos por patrones de auge y decadencia La densidad de población de los lemmings sigue aproximadamente un ciclo de cuatro años (datos de Point Barrow, Alaska). FIGURA 26-4 Ciclos de población de los lemmings seguidos por patrones de auge y decadencia

Crecimiento exponencial Puede haber temporalmente un crecimiento exponencial en circunstancias especiales: Si se incrementa el suministro de alimentos. Si se eliminan los depredadores.

Crecimiento exponencial Cuando se introducen especies invasoras en nuevos ecosistemas, los números de su población podrían dispararse debido a la falta de depredadores naturales.

Crecimiento exponencial Cuando las especies están protegidas. Por ejemplo, la población de grulla americana se ha incrementado exponencialmente desde que se decretó su protección de la caza y la perturbación humanas en 1940.

FIGURA 26-5 Crecimiento exponencial de grullas americanas salvajes La caza y la destrucción del hábitat redujo la población mundial de la grulla americana a casi 20 ejemplares, hasta antes de que se le protegiera en 1940. Su población salvaje aumentó a 340 individuos para 2005. Observa la curva J característica del crecimiento exponencial. FIGURA 26-5 Crecimiento exponencial de grullas americanas salvajes

Resistencia ambiental Muchas poblaciones que presentan crecimiento exponencial posteriormente deben estabilizarse. La resistencia ambiental limita el crecimiento de las poblaciones. A medida que los recursos se agotan, la reproducción disminuye.

Resistencia ambiental Este patrón de crecimiento, en el que las poblaciones aumentan a su máximo número sustentable por su ambiente, se conoce como crecimiento demográfico logístico. Cuando se grafica el crecimiento logístico, se obtiene una curva de crecimiento en forma de S (curva S).

La curva S del crecimiento demográfico logístico FIGURA 26-6a y b La curva S del crecimiento demográfico logístico a) Durante el crecimiento logístico, la población permanecerá reducida por algún tiempo, y luego se expandirá cada vez más rápido. Después, el índice de crecimiento se vuelve más lento y al final el crecimiento se detiene en el punto de la capacidad de carga (K) o muy cerca de éste. b) El resultado es una curva con forma de “s suelta”. En la naturaleza las poblaciones pueden sobrepasar la capacidad de carga (K), pero sólo durante un tiempo limitado. Se ilustran los tres resultados posibles. FIGURA 26-6a y b La curva S del crecimiento demográfico logístico

Resistencia ambiental La capacidad de carga (K) es el tamaño máximo de la población que puede sustentar un ecosistema durante un periodo específico sin que se dañe el ecosistema.

Resistencia ambiental El crecimiento demográfico logístico ocurre, de manera natural, cuando una especie se desplaza hacia un nuevo hábitat, como los percebes que colonizaron las regiones rocosas costeras. Inicialmente, nuevos asentamientos encontraban condiciones ideales que permitían a su población crecer casi de manera exponencial. Conforme se incrementa la densidad poblacional; no obstante, los individuos empiezan a competir, en especial, por espacio, energía y nutrimentos.

FIGURA 26-7 (parte 1) Efectos de exceder la capacidad de carga Exceder la capacidad de carga puede dañar el ecosistema y reducir su capacidad para brindar sustento a la población. En 1911 se introdujeron 25 renos en una de las islas Pribilof (St. Paul) del mar de Bering cerca de Alaska. El alimento era abundante y los renos no encontraron depredadores en la isla. La manada creció exponencialmente (nota la forma de J inicial) hasta llegar a 2000 renos en 1936. En este punto, la pequeña isla sufría de pastoreo excesivo, el alimento escaseaba y la población disminuyó espectacularmente. Ya para 1950 sólo quedaban ocho renos con vida. FIGURA 26-7 (parte 1) Efectos de exceder la capacidad de carga

FIGURA 26-7 (parte 2) Efectos de exceder la capacidad de carga En 1911 se introdujeron 25 renos en una de las islas Pribilof (St. Paul) del mar de Bering cerca de Alaska. El alimento era abundante y los renos no encontraron depredadores en la isla. La manada creció exponencialmente (nota la forma de J inicial) hasta llegar a 2000 renos en 1936. En este punto, la pequeña isla sufría de pastoreo excesivo, el alimento escaseaba y la población disminuyó espectacularmente. Ya para 1950 sólo quedaban ocho renos con vida. FIGURA 26-7 (parte 2) Efectos de exceder la capacidad de carga

Resistencia ambiental Tales formas de resistencia ambiental pueden reducir el índice de reproducción y el periodo de vida promedio y el índice de mortalidad de los descendientes. Conforme se incrementa la resistencia ambiental, el crecimiento demográfico se hace más lento y después se detiene.

FIGURA 26-8 Una curva logística en la naturaleza Los percebes son crustáceos cuyas larvas son transportadas por las corrientes oceánicas hacia las costas rocosas, donde se establecen y luego se adhieren de forma permanente a las rocas y crecen como adultos con forma de concha. En la roca desnuda, el número de larvas que se establecen produce una curva de crecimiento logístico cuando la competencia por el espacio limita su densidad poblacional. Fuente: Basada en datos de J. H. Connell, Ecological Monographs 31(1), 1961: 61-104. FIGURA 26-8 Una curva logística en la naturaleza

Resistencia ambiental Exceder la capacidad de carga puede dañar el ecosistema y reducir su capacidad para brindar sustento a la población. Esto puede reducir permanente y severamente la capacidad de carga (K), causando que la población se reduzca a una fracción de su tamaño anterior o que desaparezca totalmente.

Resistencia ambiental Ejemplo: Las poblaciones de renos en una de las islas Pribilof.

FIGURA 26-7 (parte 1) Efectos de exceder la capacidad de carga FIGURA 26-7 Efectos de exceder la capacidad de carga Exceder la capacidad de carga puede dañar el ecosistema y reducir su capacidad para brindar sustento a la población. En 1911 se introdujeron 25 renos en una de las islas Pribilof (St. Paul) del mar de Bering cerca de Alaska. El alimento era abundante y los renos no encontraron depredadores en la isla. La manada creció exponencialmente (nota la forma de J inicial) hasta llegar a 2000 renos en 1936. En este punto, la pequeña isla sufría de pastoreo excesivo, el alimento escaseaba y la población disminuyó espectacularmente. Ya para 1950 sólo quedaban ocho renos con vida. FIGURA 26-7 (parte 1) Efectos de exceder la capacidad de carga

FIGURA 26-7 (parte 2) Efectos de exceder la capacidad de carga FIGURA 26-7 Efectos de exceder la capacidad de carga Exceder la capacidad de carga puede dañar el ecosistema y reducir su capacidad para brindar sustento a la población. En 1911 se introdujeron 25 renos en una de las islas Pribilof (St. Paul) del mar de Bering cerca de Alaska. El alimento era abundante y los renos no encontraron depredadores en la isla. La manada creció exponencialmente (nota la forma de J inicial) hasta llegar a 2000 renos en 1936. En este punto, la pequeña isla sufría de pastoreo excesivo, el alimento escaseaba y la población disminuyó espectacularmente. Ya para 1950 sólo quedaban ocho renos con vida. FIGURA 26-7 (parte 2) Efectos de exceder la capacidad de carga

Resistencia ambiental En la naturaleza, las condiciones nunca son totalmente estables, así que tanto la capacidad de carga (K) como el tamaño de la población varían año con año. Sin embargo, la resistencia ambiental mantiene las poblaciones en o por debajo de la capacidad de carga de su ambiente.

Resistencia ambiental La resistencia ambiental se puede clasificar en dos amplias categorías: Factores independientes de la densidad Factores dependientes de la densidad

Factores independientes de la densidad Los factores independientes de la densidad limitan a las poblaciones sin importar su densidad de población (número de individuos por unidad de área). Ejemplos: clima, tiempo, inundaciones, incendios, uso de pesticidas, liberación de contaminantes, y caza excesiva.

Factores independientes de la densidad Algunas especies han desarrollado maneras de limitar sus pérdidas. Ejemplos: la migración estacional a un mejor clima o entrar en un periodo de letargo cuando las condiciones se deterioran.

Factores dependientes de la densidad La eficacia de los factores dependientes de la densidad aumenta conforme se incrementa la densidad de población. Ejercen un efecto de retroalimentación negativa en el tamaño de las poblaciones.

FIGURA 26-9 Resistencia ambiental dependiente de la densidad En respuesta a la aglomeración, las poblaciones de mosca de la fruta en el laboratorio presentan una disminución tanto en el índice reproductivo como en el periodo de vida. En esta gráfica, la densidad poblacional (eje horizontal) aumenta de izquierda a derecha. Observa que el número de descendientes que se produce por día disminuye conforme se incrementa la densidad poblacional. El periodo de vida permanece relativamente constante hasta que la densidad poblacional alcanza un nivel crítico, ocasionando así que el periodo de vida se desplome drásticamente. Fuente: Basada en datos de R. Pearl, J. R. Miner y S. L. Parker, American Naturalist 61 (1927): 289-318. FIGURA 26-9 Resistencia ambiental dependiente de la densidad

Factores dependientes de la densidad Los factores dependientes de la densidad pueden provocar que los índices de natalidad disminuyan y/o que los índices de mortalidad aumenten. El crecimiento de la población se desacelera provocando una curva de crecimiento en forma de S (curva S).

FIGURA 26-6a y b La curva S del crecimiento demográfico logístico a) Durante el crecimiento logístico, la población permanecerá reducida por algún tiempo, y luego se expandirá cada vez más rápido. Después, el índice de crecimiento se vuelve más lento y al final el crecimiento se detiene en el punto de la capacidad de carga (K) o muy cerca de éste. b) El resultado es una curva con forma de “s suelta”. En la naturaleza las poblaciones pueden sobrepasar la capacidad de carga (K), pero sólo durante un tiempo limitado. Se ilustran los tres resultados posibles. FIGURA 26-6a y b La curva S del crecimiento demográfico logístico

Factores dependientes de la densidad En la capacidad de carga, la parte de los recursos de cada individuo es sólo suficiente para que se pueda reemplazar en la siguiente generación. En la capacidad de carga el índice de natalidad (n) = índice de mortalidad (m).

Factores dependientes de la densidad La capacidad de carga se determina según la disponibilidad continua de los recursos.

Factores dependientes de la densidad Incluye interacciones entre la comunidad: Conducta depredatoria Parasitismo Competencia

Conducta depredatoria La conducta depredatoria sucede cuando un organismo, el depredador, mata a otro, su presa, para comérselo. Ejemplo: una manada de lobos cazando a un alce.

FIGURA 26-10 Los depredadores ayudan a regular las poblaciones de sus presas Estos lobos grises, cazando en manada, atraparon un alce que probablemente había sido debilitado por la vejez o los parásitos. FIGURA 26-10 Los depredadores ayudan a regular las poblaciones de sus presas

Conducta depredatoria Los depredadores ejercen controles sobre la abundancia de las presas. Una mayor disponibilidad de presas podría aumentar los índices de natalidad y/o disminuir los índices de mortalidad de los depredadores. Las pérdidas en la población de presas aumentarán.

Conducta depredatoria A menudo existe un retraso entre la disponibilidad de la presa y los cambios en el número de depredadores. Un incremento en el número de depredadores podría dar como resultado ciclos de población entre el depredador y la presa. Los números en las poblaciones de depredadores y presas alternan ciclos de crecimiento y disminución.

Conducta depredatoria Los depredadores pueden mantener a sus presas cerca de la capacidad de carga. Los animales “excedentes” están más débiles o más expuestos.

Conducta depredatoria Los depredadores también pueden mantener a sus presas muy por debajo de la capacidad de carga. Ejemplo: la palomilla del nopal, usada para controlar el nopal de tuna en Australia.

Parasitismo El parasitismo implica a un parásito viviendo en o dentro de un organismo huésped, y alimentándose de su cuerpo sin matarlo, al menos no de inmediato. Ejemplos : bacterias que producen la enfermedad de Lyme, algunos hongos, lombrices intestinales, garrapatas, y algunos protistas.

Parasitismo En tanto que los parásitos rara vez matan directamente a su huésped, lo podrían debilitar tanto que lo hacen más proclive a morir por otras causas. Los parásitos se propagan más fácilmente en poblaciones grandes.

Competencia por los recursos Describe la interacción entre individuos que intentan utilizar el mismo recurso limitado, restringe el tamaño de la población de un modo dependiente de la densidad.

Competencia por los recursos La competencia se intensifica a medida que las poblaciones crecen y se acercan a la capacidad de carga. Para que dos organismos compitan, deben compartir el mismo recurso.

Competencia por los recursos La competencia se puede dividir en dos grupos, que se basan en la especie de los competidores: La competencia interespecífica ocurre entre individuos de especies diferentes. La competencia intraespecífica ocurre entre individuos de la misma especie.

Competencia por los recursos La competencia también se puede dividir en dos tipos basados en la naturaleza de la interacción: Competencia por invasión, que es una especie de batalla por obtener los recursos como trofeo. Ejemplo: La polilla gitana.

Competencia por invasión FIGURA 26-11 Competencia por invasión Polillas gitanas se reúnen en el tronco de un árbol para depositar grandes cantidades de huevecillos, los cuales producen cientos de orugas (recuadro). FIGURA 26-11 Competencia por invasión

Competencia por los recursos La competencia también se puede dividir en dos tipos basados en la naturaleza de la interacción: Competencia por concurso, en la que se utilizan interacciones sociales o químicas para limitar el acceso a recursos importantes.

Competencia por los recursos Ciertos animales reaccionan emigrando, aunque a veces la mayoría muere en el trayecto. Ejemplo: los enjambres de langostas.

FIGURA 26-12 Emigración FIGURA 26-12 Emigración En respuesta a la sobrepoblación y a la escasez de alimento, las langostas emigran en enjambres y devoran toda la vegetación a su paso. FIGURA 26-12 Emigración

Los factores interactúan El tamaño de una población en un momento específico es el resultado de interacciones complejas entre formas de resistencia ambiental, tanto dependientes como independientes de la densidad.

Contenido de la sección 26.3 26.3 ¿Cómo se distribuyen las poblaciones en el espacio y en el tiempo? Las poblaciones presentan diferentes distribuciones espaciales. Las poblaciones presentan tres modalidades básicas de supervivencia.

Distribuciones espaciales La modalidad espacial de dispersión de los miembros de una población en una área determinada es la distribución de esa población, que puede variar con el paso del tiempo.

Distribuciones espaciales Existen tres tipos principales de distribución espacial: Agrupada Uniforme Aleatoria

FIGURA 26-13a Distribuciones de población a) Agrupada: una reunión de orugas. FIGURA 26-13a Distribuciones de población

FIGURA 26-13b Distribuciones de población b) Uniforme: arbustos de gobernadora en el desierto. FIGURA 26-13b Distribuciones de población

FIGURA 26-13c Distribuciones de población c) Aleatoria: árboles y plantas en una selva tropical. FIGURA 26-13c Distribuciones de población

Distribuciones espaciales La distribución agrupada – incluye a la familia y a grupos sociales. Ejemplos: las manadas de elefantes, lobos o leones, las parvadas de aves, y los cardúmenes de peces. Ventajas: Cuentan con muchos ojos capaces de buscar alimento localizado. Crean confusión en los depredadores, simplemente gracias a su número. Cooperan mutuamente para cazar con mayor eficiencia.

FIGURA 26-13a Distribuciones de población

Distribuciones espaciales Distribución uniforme – conserva una distancia relativamente constante entre los individuos; es más común entre los animales que defienden territorios y presentan comportamientos territoriales destinados a proteger recursos escasos. Ejemplos: iguanas, aves playeras, cárabos. Ventajas: una distribución uniforme asegura recursos adecuados para cada individuo.

FIGURA 26-13b Distribuciones de población

Distribuciones espaciales Distribución aleatoria – son relativamente poco frecuentes, estos individuos no forman grupos sociales; ocurre cuando los recursos no son lo suficientemente escasos para ameritar la separación territorial. Ejemplos: los árboles y otras plantas de las selvas tropicales.

FIGURA 26-13c Distribuciones de población

Supervivencia en las poblaciones La supervivencia describe el patrón de sobrevivencia de una población. Las tablas de vida dan seguimiento de por vida a grupos de organismos que nacen al mismo tiempo y registran cuántos sobreviven en cada año sucesivo.

Tablas de vida y curvas de supervivencia FIGURA 26-14 Tablas de vida y curvas de supervivencia a) Una tabla de vida de residentes estadounidenses en 2002. Al graficar estos datos se produce la curva de supervivencia humana que se muestra en b). b) Se muestran los tres tipos de curvas de supervivencia. A causa de las diferencias en el tiempo de vida de estos organismos, se utilizan los porcentajes de sobrevivientes (en vez de las edades). (Fuente: National Vital Statistics Reports, vol. 53, núm. 6, 10 de noviembre de 2004). FIGURA 26-14a Tablas de vida y curvas de supervivencia

Supervivencia en las poblaciones Las curvas de supervivencia de una población se pueden producir graficando los datos de supervivencia de las tablas de vida. Eje de Y: el registro del número de individuos que sobreviven hasta llegar a una edad específica. Eje de X: edad.

Supervivencia en las poblaciones Se pueden distinguir tres tipos de curvas de supervivencia: Pérdida tardía Pérdida constante Pérdida temprana

FIGURA 26-14b Tablas de vida y curvas de supervivencia FIGURA 26-14 Tablas de vida y curvas de supervivencia a) Una tabla de vida de residentes estadounidenses en 2002. Al graficar estos datos se produce la curva de supervivencia humana que se muestra en b). b) Se muestran los tres tipos de curvas de supervivencia. A causa de las diferencias en el tiempo de vida de estos organismos, se utilizan los porcentajes de sobrevivientes (en vez de las edades). (Fuente: National Vital Statistics Reports, vol. 53, núm. 6, 10 de noviembre de 2004). FIGURA 26-14b Tablas de vida y curvas de supervivencia

Supervivencia en las poblaciones Las curvas de “pérdida tardía” se observan en muchos animales con pocos descendientes que reciben muchos cuidados de los progenitores; tienen forma convexa e índices de mortalidad bajos hasta que los individuos lleguen a una edad avanzada Ejemplos: humanos y muchos mamíferos grandes.

Supervivencia en las poblaciones Las curvas de “pérdida constante”: sus gráficas de supervivencia dan líneas más o menos rectas, que indican la misma probabilidad de morir en cualquier momento. Ejemplo: algunas especies de aves.

Supervivencia en las poblaciones Las curvas de “pérdida temprana”: tienen una mortalidad temprana alta porque las crías no se pueden establecer; forma cóncava. Típica de las plantas y muchos animales que poca atención de sus progenitores. Ejemplos: la mayoría de los invertebrados y los peces.

Contenido de la sección 26.4 26.4 ¿Cómo está cambiando la población humana? Los demógrafos estudian los cambios en la población humana. La población humana continúa creciendo rápidamente. Los adelantos tecnológicos han incrementado la capacidad de carga de seres humanos en la Tierra. La transición demográfica ayuda a estabilizar a las poblaciones.

Contenido de la sección 26.4 26.4 ¿Cómo está cambiando la población humana? (continuación) El crecimiento demográfico se distribuye de manera desigual. La estructura de edades actual de una población predice su crecimiento futuro. En Europa la fertilidad está por debajo del nivel de reposición. La población de Estados Unidos crece rápidamente.

Demografía La demografía es el estudio del cambio en la población humana. Los demógrafos miden las poblaciones humanas en diferentes países y regiones del mundo. Los datos demográficos son útiles para formular políticas en áreas como sanidad pública, vivienda, educación, empleo, migración y protección ambiental.

La población humana continúa creciendo rápidamente En los últimos siglos, la población humana ha crecido a un índice casi exponencial. Sigue una curva de crecimiento en forma de J.

FIGURA 26-15 Crecimiento de la población humana Desde la Edad de Piedra hasta nuestros días, la población humana ha presentado un crecimiento exponencial continuo, conforme diferentes avances vencieron la resistencia ambiental. Advierte la baja en el siglo XIV debida a la peste bubónica. Observa también los intervalos de tiempo en los que se agregan miles de millones más. (Fotografía) La Tierra es una isla de vida en un océano de vacío; su espacio y sus recursos son limitados. FIGURA 26-15 Crecimiento de la población humana

La población humana continúa creciendo rápidamente En la última década, el índice de crecimiento de la población humana parece ser que se estabilizó. 75 a 80 millones de personas se agregan cada año. ¿Los seres humanos están empezando a entrar a la parte final de la curva de crecimiento en forma de J?

Adelantos tecnológicos Casi todas las especies deben “arreglárselas” para vivir con los recursos de un área. Los humanos han manipulado el medio ambiente para incrementar la capacidad de carga de la Tierra.

Adelantos tecnológicos Varias “revoluciones” tecnológicas han influido enormemente en la capacidad de los humanos para asegurar la disponibilidad de los recursos: Revolución cultural y técnica Revolución agrícola Revolución industrial y médica

Adelantos tecnológicos Revolución cultural y técnica: Fue generada por los pueblos primitivos. La invención de las herramientas y armas aumentó la eficacia de la caza y el abasto de alimento. El descubrimiento del fuego y la creación de refugios y ropa expandieron las regiones habitables del planeta.

Adelantos tecnológicos Revolución agrícola: Ocurrió alrededor del año 8000 a.C. Los cultivos y los animales domesticados permitieron a la gente disponer de un abasto de alimento mayor y más confiable.

Adelantos tecnológicos Revolución industrial y médica: Ocurrió a mediados del siglo XVIII. Permitió que menos personas produjeran más alimentos y disminuyó el índice de mortalidad por enfermedades infecciosas.

Transición demográfica En los países “desarrollados”, la revolución industrial y médica originó un crecimiento inicial de la población, que más tarde se estabilizó. Debido a la disminución de los índices de mortalidad, los cuales van seguidos por una disminución en los índices de natalidad.

Transición demográfica Esta cambiante dinámica poblacional se denomina transición demográfica.

FIGURA 26-16 La transición demográfica

Transición demográfica Esta disminución en los índices de natalidad que concluye con la transición demográfica es atribuible a muchos factores: Una mejor educación. Mayor disponibilidad de anticonceptivos. Cambio hacia una vida principalmente urbana (donde procrear ofrece menos ventajas que en las zonas agrícolas). Más opciones profesionales para la mujer.

Transición demográfica En la mayoría de los países desarrollados ya se dio la transición demográfica. Cuando los adultos en edad reproductiva han tenido suficientes descendientes para reemplazarse a sí mismos, esta situación se conoce como fertilidad en el nivel de reposición (RLF). Como no todos los niños sobreviven hasta la madurez, la RLF es ligeramente mayor que 2 (2.1).

Distribución desigual Muchos países “en desarrollo” continúan teniendo un crecimiento rápido de la población, porque los índices de natalidad exceden por mucho los índices de mortalidad. Igual que en los países desarrollados, los índices de mortalidad por enfermedades infecciosas e inanición son bajos.

Distribución desigual No obstante, los índices de natalidad continúan siendo altos. A veces los hijos son el único sostén de los padres ancianos, son una fuente importante de mano de obra y pueden ser fuente de prestigio social. Muchas mujeres que buscan limitar el tamaño de su familia carecen de acceso a los anticonceptivos.

Distribución desigual Incluso si algunos países disminuyen sus índices de fertilidad a la RLF o menos (como China), el crecimiento demográfico continúa durante algún tiempo conforme el “exceso” de personas en grupos más jóvenes alcanzan la edad reproductiva.

Distribución desigual Por desgracia, en un futuro cercano las posibilidades de que la población se estabilice –con crecimiento demográfico cero– son nulas. La Organización de las Naciones Unidas predice que para el año 2050 habrá casi 9000 millones de habitantes.

FIGURA 26-17 Proyecciones de población según la ONU en países en desarrollo en comparación con países desarrollados

Estructura de edades de una población Se refiere a la distribución de las poblaciones humanas de acuerdo con los grupos de edades.

Estructura de edades de una población La estructura de edades se puede mostrar gráficamente: Los grupos de edad se muestran en el eje vertical. Los números de individuos en cada grupo de edad se presentan en el eje horizontal, graficando a los hombres y las mujeres en lados opuestos.

Estructura de edades de una población Todos los diagramas de estructura de edades se elevan hasta un máximo en el periodo de vida humana máximo; sin embargo, la forma del resto del diagrama muestra si la población se expande, es estable o disminuye.

Estructura de edades de una población La población se está expandiendo y sobrepasando la RLF. Los adultos en edad reproductiva tienen más hijos que los necesarios para reponerse a sí mismos. Forma de pirámide. Ejemplo: México.

FIGURA 26-18a Diagramas de estructuras de edades FIGURA 26-18 Diagramas de estructuras de edades México crece muy rápidamente. (Fuente: Datos proporcionados por el U.S. Census Bureau; http://www.census.gov). FIGURA 26-18a Diagramas de estructuras de edades

Estructura de edades de una población La población es estable y en la RLF. Los adultos en edad reproductiva tienen los hijos suficientes para reponerse a sí mismos. Lados relativamente rectos. Ejemplo: Suecia.

FIGURA 26-18b Diagramas de estructuras de edades FIGURA 26-18 Diagramas de estructuras de edades b) Suecia tiene una población estable. (Fuente: Datos proporcionados por el U.S. Census Bureau; http://www.census.gov). FIGURA 26-18b Diagramas de estructuras de edades

Estructura de edades de una población La población está disminuyendo y baja de la RLF. Los adultos en edad reproductiva tienen menos hijos que los necesarios para reponerse a sí mismos. Base estrecha. Ejemplo: Italia.

FIGURA 26-18c Diagramas de estructuras de edades FIGURA 26-18 Diagramas de estructuras de edades c) La población de Italia está disminuyendo. (Fuente: Datos proporcionados por el U.S. Census Bureau; http://www.census.gov). FIGURA 26-18c Diagramas de estructuras de edades

Estructura de edades de una población Se han desarrollado diagramas para las estructuras de edades promedio de las poblaciones en los países desarrollados y en desarrollo, para el año 2006 y con proyecciones para 2025 y 2050.

FIGURA 26-19 Estructuras de edades en países desarrollados y en desarrollo Observa que en los países en desarrollo las predicciones indican que el número excedente de hijos sobre los padres es menor en 2025 y en 2050, conforme sus poblaciones se aproximan a la RLF. Sin embargo, conforme grandes números de jóvenes entren a la edad reproductiva, continuarán creciendo. (Fuente: Datos proporcionados por el U.S. Census Bureau; http://www.census.gov). FIGURA 26-19 Estructuras de edades en países desarrollados y en desarrollo

FIGURA 26-19a Estructuras de edades en países desarrollados y en desarrollo

FIGURA 26-19b Estructuras de edades en países desarrollados y en desarrollo

Estructura de edades de una población Estos diagramas revelan que incluso si los países que crecen con rapidez alcanzaran de inmediato la RLF, su población seguiría creciendo durante décadas. La gran población de niños actuales crea un impulso para el crecimiento futuro conforme lleguen a la edad reproductiva.

La fertilidad en Europa Una comparación de los índices de natalidad en varias regiones del mundo muestra que Europa es la única con un índice de cambio promedio negativo.

FIGURA 26-20 Crecimiento demográfico por regiones del mundo Los índices de crecimiento que se muestran se deben al aumento natural (nacimientos – fallecimientos) expresados como el porcentaje de incremento por año en diversas regiones del mundo. Estas cifras no incluyen la inmigración ni la emigración. (Fuente: Datos tomados del Population Referente Bureau, World Population Data Sheet, 2005; www.prb.org/pdf-05/05WorldDataSheet_Eng.pdf). FIGURA 26-20 Crecimiento demográfico por regiones del mundo

La fertilidad en Europa El índice de fertilidad media es de 1.4 (Muy por debajo de la RLF). Las preocupaciones acerca de la disponibilidad de futuros trabajadores y contribuyentes han provocado que varias naciones estén ofreciendo incentivos para las parejas que tengan hijos a una edad temprana.

La población de Estados Unidos La población de Estados Unidos es la de mayor crecimiento de todos los países desarrollados. El índice de fertilidad estadounidense actualmente es de sólo ~ 2.0, ligeramente menor de la RLF. No obstante, la inmigración está agregando personas rápidamente.

FIGURA 26-21 Crecimiento de la población estadounidense

La población de Estados Unidos El rápido crecimiento de la población estadounidense tiene importantes implicaciones ambientales tanto para el país como para el resto del mundo. Los estadounidenses consumen muchos más recursos y producen mucha más contaminación que el promedio mundial. La “huella ecológica” de los residentes estadounidenses es más de cuatro veces mayor que la del promedio mundial.