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Curso: Biología avanzada (AP Biology) > Unidad 8

Lección 3: Ecología de poblaciones

Control de poblaciones

¿Qué factores limitan el tamaño de las poblaciones?

Puntos más importantes

En la naturaleza, el tamaño y el crecimiento de una población están limitados por varios factores. Algunos son dependientes de la densidad, mientras que otros son independientes de ella.
Los factores limitantes dependientes de la densidad provocan que la tasa de crecimiento per cápita de una población cambie (generalmente hacia la baja) cuando aumenta la densidad poblacional. Un ejemplo es la competencia entre los miembros de una población por los alimentos limitados
Los factores independientes de la densidad afectan la tasa de crecimiento per cápita sin importar la densidad poblacional. Entre ellos se encuentran los desastres naturales, como los incendios forestales.
Los factores limitantes de diferentes tipos pueden interactuar en formas complejas para producir varios patrones de crecimiento poblacional. Algunas poblaciones muestran oscilaciones cíclicas, en las que el tamaño de la población cambia de manera predecible en un ciclo.

Introducción

Todas las poblaciones de la tierra tienen límites para su crecimiento. Incluso las poblaciones de conejos —¡que se reproducen como conejos!— no crecen infinitamente grandes. Y aunque parezca que las poblaciones humanas pueden crecer infinitamente, al final también alcanzaremos el límite en el tamaño poblacional que nos impone el medio ambiente.

¿Cuáles son exactamente estos factores limitantes? En términos generales, podemos dividir los factores que regulan el crecimiento poblacional en dos grupos principales: los que dependen de la densidad de población y los que son independientes de ella.

Factores limitantes dependientes de la densidad

Empecemos con un ejemplo. Imagina una población de organismos —digamos, venados— con acceso a una cantidad fija y constante de alimento. Cuando la población es pequeña, la cantidad limitada de alimento será suficiente para todos. Pero, cuando la población sea lo suficientemente grande, la cantidad de alimentos no alcanzará para todos, lo que provocará la competencia entre los venados. Debido a la competencia, algunos venados morirán de hambre o no podrán dejar descendencia, lo que disminuirá la tasa de crecimiento per cápita y hará que el tamaño de la población se estabilice o disminuya

En este escenario, la competencia por el alimento es un factor limitante dependiente de la densidad. En general, definimos los factores dependientes de densidad como aquellos que afectan la tasa de crecimiento per cápita de una población de manera diferente según qué tan densa sea la población. La mayoría de los factores dependientes de densidad hacen que la tasa de crecimiento per cápita disminuya cuando la población aumenta. Este es un ejemplo de retroalimentación negativa que limita el crecimiento poblacional.

Los factores limitantes dependientes de la densidad pueden conducir a un patrón de crecimiento logístico, en el que el tamaño de la población se estabiliza en un nivel máximo determinado por el ambiente conocido como capacidad de carga. Algunas veces este proceso es suave; en otros casos, sin embargo, la población puede pasarse de la capacidad de carga y luego disminuir a causa de los factores dependientes de la densidad.

Los factores limitantes dependientes de densidad tienden a ser bióticos o relacionados con los seres vivos, en lugar de características físicas del entorno. Algunos ejemplos comunes de factores limitantes dependientes de la densidad son:

Competencia dentro de la población. Cuando una población alcanza una densidad alta, hay más individuos que tratan de usar la misma cantidad de recursos. Esto puede llevar a una competencia por alimento, agua, refugio, pareja, luz y otros recursos necesarios para la supervivencia y la reproducción $^{1}$ ‍.
Depredación. Las poblaciones con mayor densidad pueden atraer depredadores que no se molestarían en actuar sobre una población más escasa. Cuando dichos depredadores comen individuos de la población, la disminuyen, aunque pueden aumentar la cantidad de su propia población. Esto puede crear patrones cíclicos interesantes como los que veremos más adelante.
Enfermedades y parásitos. Es más probable que aparezca una enfermedad y que resulte en más muertes cuando los individuos de una población viven juntos en el mismo lugar. También es más probable que se diseminen los parásitos bajo estas condiciones.
Acumulación de desechos. La alta densidad poblacional puede provocar la acumulación de productos de desecho nocivos que maten a los individuos o afecten su reproducción, y disminuir así el crecimiento de la población.

La regulación dependiente de la densidad también puede tomar la forma de cambios fisiológicos o conductuales en los organismos que conforman la población. Por ejemplo, los roedores conocidos como lemmings responden a la alta densidad poblacional emigrando en grupos que buscan lugares nuevos y menos poblados para vivir

^{2, 3, 4}

. Este proceso ha sido malinterpretado en la cultura popular como un suicidio masivo porque los lemmings a veces mueren al intentar cruzar cuerpos de agua.

Factores limitantes independientes de la densidad

El segundo grupo de factores limitantes son los factores independientes de la densidad, que afectan la tasa de crecimiento per cápita sin importar qué tan densa es la población.

Como ejemplo, imaginemos que estalla un incendio en un bosque done viven venados. El fuego matará a cualquier venado desafortunado que esté presente, sin importar el tamaño de la población. La probabilidad de que un venado muera no depende en absoluto de cuántos venados más haya alrededor. Los factores limitantes independientes de la densidad a menudo toman la forma de desastres naturales, clima severo y contaminación.

A diferencia de los factores limitantes dependientes de la densidad, los densidad-independientes no pueden mantener una población en niveles constantes por sí solos. Esto se debe a que su fuerza no depende del tamaño de la población, por lo que no "corrigen" a la población cuando esta es demasiado grande. Por el contrario, pueden conducir a cambios erráticos y abruptos en el tamaño poblacional. Las poblaciones pequeñas pueden estar en riesgo de ser arrasadas por eventos esporádicos independientes de la densidad poblacional

^{5}

Fluctuaciones poblacionales

En el mundo real, muchos factores limitantes dependientes e independientes de la densidad poblacional pueden interactuar, e interactúan, para producir los patrones de cambio que vemos en una población. Por ejemplo, una población puede mantenerse por un tiempo cerca de la capacidad de carga mediante factores dependientes de densidad y luego experimentar una disminución abrupta debido a un evento independiente de la densidad, como un incendio o una tormenta.

Sin embargo, aun en ausencia de catástrofes, las poblaciones no siempre se mantienen estables en la capacidad de carga. De hecho, las poblaciones pueden fluctuar, o variar, su densidad en muchos patrones diferentes. Algunas experimentan picos y caídas en sus cifras. Por ejemplo, las algas pueden florecer cuando hay un aumento en el fósforo que provoca un crecimiento insostenible de la población

^{6}

. Otras poblaciones pueden tener ciclos regulares de crecimiento y disminución. Veamos con más detalle estos ciclos.

Ciclos poblacionales

Algunas poblaciones experimentan oscilaciones cíclicas en su tamaño. Las oscilaciones cíclicas son aumentos y disminuciones repetitivas del tamaño poblacional a lo largo del tiempo. Si hiciéramos una gráfica del tamaño de una población con oscilaciones cíclicas, se vería más o menos como la onda siguiente, ¡aunque probablemente no sería tan ordenada!

¿De dónde salen esas oscilaciones? En muchos casos, se producen por las interacciones entre las poblaciones de al menos dos especies diferentes. Por ejemplo, la depredación, la infección por parásitos y la fluctuación en la disponibilidad de comida producen oscilaciones

^{7}

. Estos factores dependientes de la densidad no siempre generan oscilaciones, sino que lo hacen solo bajo las condiciones adecuadas, cuando las poblaciones interactúan de maneras específicas.

Estudio de caso: los lemmings

Como ejemplo, veamos una población de lemmings en Groenlandia

^{7, 8, 9}

. Durante años, esta población presentó oscilaciones cíclicas en su tamaño, con un periodo —la longitud de un ciclo completo— aproximado de cuatro años. Los ecólogos encontraron que el ciclo podía explicarse por las interacciones entre los lemmings y cuatro depredadores: el búho, el zorro, el págalo (un ave) y el armiño. El búho, el zorro y el págalo son depredadores oportunistas que pueden usar varias fuentes de alimento y tienden a comer lemmings solo cuando estos son abundantes

^{7, 8}

. El armiño, en cambio, básicamente se alimenta solo de lemmings.

Así que ¿por qué ocurre este ciclo? Sigamos a los lemmings desde el punto de baja densidad de su ciclo. Dado que la densidad de los lemmings es baja, los búhos, págalos y zorros no les prestan mucha atención, y como consecuencia su población aumenta rápidamente. A medida que la población de lemmings aumenta, también lo hace la de los armiños, pero con un retraso. Esto refleja que los armiños se reproducen solo una vez al año —a diferencia de los lemmings que se reproducen constantemente— y solo pueden dejar descendencia numerosa después de un periodo en el que su fuente de alimento, los lemmings, es abundante

^{9}

Al aumentar la densidad poblacional de los lemmings, se ven atraídos búhos, zorros y págalos que empiezan a cazar lemmings con mayor frecuencia que cuando eran escasos. Esto opera como un límite dependiente de la densidad sobre el crecimiento de la población de lemmings y evita que su cantidad supere demasiado a la de los armiños

^{7, 8}

. La población de armiños aumenta y se vuelve lo suficientemente grande como para matar muchos lemmings, lo que deja solo unos pocos que se pueden reproducir y provoca una caída estrepitosa en la densidad poblacional de lemmings. Esta disminución es seguida un año después por una caída en la cantidad de armiños, ya que su fuente de alimento ha disminuido mucho, y el ciclo comienza de nuevo.

Este patrón general de interacción se ilustra en la gráfica siguiente. Puedes ver que la población de presas, como los lemmings, disminuye primero y luego se reduce también la de los depredadores, como el armiño.

¿Existen otros factores además de las interacciones entre depredador y presa que produzcan este patrón? Es posible, aunque los ecólogos lograron reproducir el patrón de oscilación en un modelo computacional basado únicamente en la información de campo sobre reproducción y depredación, lo que apoya la idea de que la depredación es el factor que lo genera

^{9}

Triste realidad: algunas poblaciones de lemmings ya no oscilan. Alcanzaron su punto máximo en 1998, debido a su ciclo normal, pero nunca se recuperaron de la disminución que le siguió

^{10}

. Los ecólogos creen que se debe a los inviernos inusualmente cálidos y los cambios en la caída de nieve en el Ártico, que probablemente redujeron el manto de nieve que protege a los lemmings cuando cuidan a sus crías. Como resultado, las especies de depredadores que se alimentan de lemmings pueden desaparecer de las regiones en las que poblaciones de lemmings cayeron dramáticamente

^{10, 11}

Estudio de caso: linces y liebres

Otro ejemplo famoso de este tipo de interacción entre depredador y presa involucra al lince de Canadá —el depredador— y a la liebre —la presa—, cuyas poblaciones varían conjuntamente en ciclos, en los que una disminución en la cantidad de liebres predice una baja en el número de linces. Es muy probable que este ejemplo venga en tu libro de texto. Al principio, los científicos creían que la depredación por parte del lince era el factor clave que producía la reducción de la población de liebres. Ahora sabemos que posiblemente estén implicados otros factores, como la disponibilidad de alimento para las liebres

^{7, 11}

. En cualquier caso, este es otro ejemplo en el que los factores dependientes de la densidad producen cambios cíclicos en una población.

Créditos

Este artículo es un derivado modificado de los siguientes artículos:

"Population regulation (Control poblacional)" por Robert Bear y David Rintoul, OpenStax CNX, CC BY 4.0
"Limits to population growth (Límites al crecimiento poblacional)" por Douglas Wilkin y Barbara Akre, CK-12 Foundation, CC BY-NC 3.0.

El artículo modificado está autorizado bajo una licencia CC BY-NC-SA 4.0.

Referencias citadas

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Referencias adicionales

American Association for the Advancement of Science. It's feast or famine: Predators may drive lemming cycles, science researchers say (Es festín o hambruna: según los investigadores, los depredadores pueden impulsar los ciclos de los lemmings). En ScienceDaily. Tomado el 5 de noviembre de 2003 de http://www.sciencedaily.com/releases/2003/11/031104063521.htm.

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benjacid1
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😊
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que comportamiento de la poblacion de linces entre 1875 y 1900
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nicolestephenscastruita
Publicado hace hace un mes. Enlace directo a la publicación “¿Los Factores limitantes ...” de nicolestephenscastruita
¿Los Factores limitantes independientes de la densidad pueden ser bióticos? Por ejemplo, una población de herbívoros que se alimenta de una planta en específico hasta que llega una plaga de insectos que arrasa con la principal fuente de alimentos de dichos herbívoros.
Entonces, ¿sería un factor biótico e independiente de la densidad? o se clasificaría simplemente como competencia interespecífica.
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