Descripción de la dinámica poblacional. Cómo cuantificar nacimientos, muertes y migraciones

Bautista, Susana

Cortina, Jordi

López Iborra, Germán M.

Raventós, José

Sanchez-Montahud, Juan-Rafael

Repositorio Institucional de la Universidad de Alicante

Ecología. Tema 9Tema 9. Ciclos vitales. Enfoque demográfico• Estrategias reproductivas• Semelparidad vs Iteroparidad• Concepto de cohorte• Tablas de vida: variables de estado: lx y mx• Tipos de curvas de supervivencia y fecundidad• Tasa reproductiva neta y Tiempo de generación• Valor reproductivoCICLOS DE VIDADescripción de la dinámica poblacional, integrando nacimientos, muertes y migraciones.Ecología. Tema 9Figura 5.5 Townsend et al.  2003. CICLOS DE VIDA : Representación cuantitativa del ciclo de vida del CarboneroFigura 5.2 Townsend et al.  2003. Las diferentes fases de un CICLO DE VIDA  Compromiso entre la asignación de recursos al crecimiento vegetativo y reproductivo.Compromiso entre la asignación de recursos al crecimiento vegetativo y reproductivo.Ecología. Tema 9Figura 5.3 Townsend et al.  2003. Asignación de recursos a distintas estructuras de una planta:a lo largo de su CICLOS DE VIDA. Ejemplo Sparaxis grandiflora FIGURA 14.3 Asignación de calorías en Senecio a distintas estructuras a lo largo del ciclo vitalBEGON et al Editorial Omega Tercera Edición   Un compromiso: estrategias reproductivas interóparas y semélparasEcología. Tema 9Figura 5.4 Townsend et al.  2003. CICLOS DE VIDA : Organismos iteróparos y organismos semélparos FIGURA 4.10 BEGON et al Editorial Omega Tercera Edición   Hay una gran variedad de combinaciones a partir de diferentes longevidades, fenologías, iteroparidad, semelparidad,...Cohorte: grupo de individuos de una población que han sido generados en unperíodo de tiempo definido, individuos coetáneos.Ecología. Tema 9Box 5.2  Página 164-165 Townsend et al.  2003.  Bases de las cohortes y las tablas de vida Tabla de vida de una cohorte de saltamontes (Chorthippus brunneus, Ortóptero)A partir de Begon et al. (1996)Ecología. Tema 9ESTADI X Nº INDIVIDUS AL PRINCIPI DE CADA ESTADI PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE SOBREVIU A CADA ESTADI ESPERANÇA DE VIDA PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE MOR A CADA ESTADI TAXA DE MORTALITAT ESPECÍFICA DE LA CLASSE PROGÈNIE PRODUIDA A CADA ESTADI FECUNDITAT INDIVIDUAL PROGÈNIE PRODUIDA PER INDIVIDU ORIGINAL A CADA ESTADI VALOR REPRODUCTIU   ax lx ex dx qx Fx mx lxmx vx OUS 0 44000 1.000 1.245 0.920 0.920 - - - 0.5 LARVARI I 1 3513 0.080 3.063 0.022 0.28 - - - 6.3 LARVARI 2 2 2529 0.058 2.845 0.014 0.24 - - - 8.7 LARVARI 3 3 1922 0.044 2.432 0.011 0.25 - - - 11.5 LARVARI 4 4 1461 0.033 1.909 0.003 0.11 - - - 15.1 ADULT 5 1300 0.030 1 - - 22617 17 0.51 17.0  ax: número total de individuos observados en cada clase de edad o estadio de desarrollo  o clases de tamaño, etc.lx: proporción de la cohorte inicial que sobrevive hasta el inicio del siguiente estadio. Estandarización de la variable ax para cualquier  población.lx = ax a0Ecología. Tema 9Figura 5.9 Townsend et al.  2003. CICLOS DE VIDA : Clasificación de las curvas de supervivencia: lx y riesgo de mortalidad en función de la edad FIGURA 4.12 BEGON et al Editorial Omega Tercera Edición   INGLESEcología. Tema 9Figura 5.3 Gráficas de supervivencia. Pianka (1982) TIPO I – Phlox drummondi (fanerógama polemoniácea), Ovis dalli (cabra de Dall), Cervus elaphus (ciervo), Homo sapiensTIPO II – Hydra sp. (hidrozoo), Ranunculus acris (fanerógama ranunculácea), Geospiza scandens (fringílido), Ambostyma texanum (salamandra)TIPO III – Lepidosaphes ulma (insecto agalla), Melilotus alba (fanerógama fabácea), Balanus glandula (crustáceo cirrípedo), Chorthippus brunneus (saltamontes), Lymantria dispar(lepidóptero).Mackenzie et al. 1998 Fig 1. Página 77Ecología. Tema 9La curva de supervivencia, aún siendo característica de la especie, también dependedel ambiente en que vive la población, por ejemplo de la densidad de individuos:Ejemplo Erophila verna Figura 5.10 Townsend et al.  2003. CICLOS DE VIDA : Ecología. Tema 9ESTADI X Nº INDIVIDUS AL PRINCIPI DE CADA ESTADI PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE SOBREVIU A CADA ESTADI ESPERANÇA DE VIDA PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE MOR A CADA ESTADI TAXA DE MORTALITAT ESPECÍFICA DE LA CLASSE PROGÈNIE PRODUIDA A CADA ESTADI FECUNDITAT INDIVIDUAL PROGÈNIE PRODUIDA PER INDIVIDU ORIGINAL A CADA ESTADI VALOR REPRODUCTIU   ax lx ex dx qx Fx mx lxmx vx OUS 0 44000 1.000 1.245 0.920 0.920 - - - 0.5 LARVARI I 1 3513 0.080 3.063 0.022 0.28 - - - 6.3 LARVARI 2 2 2529 0.058 2.845 0.014 0.24 - - - 8.7 LARVARI 3 3 1922 0.044 2.432 0.011 0.25 - - - 11.5 LARVARI 4 4 1461 0.033 1.909 0.003 0.11 - - - 15.1 ADULT 5 1300 0.030 1 - - 22617 17 0.51 17.0  “ex” : Esperanza de vida. Número de clases (de edad, estadios de desarrollo..) que por término medio vivirá un individuo de una determinada clase.1max−=⋅⎥⎦⎤⎢⎣⎡= ∑ xyxyyx lleEcología. Tema 9ESTADI X Nº INDIVIDUS AL PRINCIPI DE CADA ESTADI PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE SOBREVIU A CADA ESTADI ESPERANÇA DE VIDA PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE MOR A CADA ESTADI TAXA DE MORTALITAT ESPECÍFICA DE LA CLASSE PROGÈNIE PRODUIDA A CADA ESTADI FECUNDITAT INDIVIDUAL PROGÈNIE PRODUIDA PER INDIVIDU ORIGINAL A CADA ESTADI VALOR REPRODUCTIU   ax lx ex dx qx Fx mx lxmx vx OUS 0 44000 1.000 1.245 0.920 0.920 - - - 0.5 LARVARI I 1 3513 0.080 3.063 0.022 0.28 - - - 6.3 LARVARI 2 2 2529 0.058 2.845 0.014 0.24 - - - 8.7 LARVARI 3 3 1922 0.044 2.432 0.011 0.25 - - - 11.5 LARVARI 4 4 1461 0.033 1.909 0.003 0.11 - - - 15.1 ADULT 5 1300 0.030 1 - - 22617 17 0.51 17.0  dx: proporción de la cohorte original que muere en cada estadio. Sus valores se pueden sumar por tanto para obtener la proporción de la cohorte original que muere entre dos estadios. Si se expresa en log se denomina poder de mortalidad, “killing power”, o valor k (kx).qx: tasa de mortalidad específica de la clase; mide la intensidad de la mortalidad  o probabilidad de muerte en cada estadio. A diferencia de dx tiene en cuenta  el número de individuos remanentes en el estadio anterior. También qx=1-px, donde px: es la probabilidad  de supervivencia.1+−= xxx lld xxx ldq = 1loglog +−= xxx aakMortalidad específica de la clase y   “killing power”Ecología. Tema 9FIGURA 4.15 BEGON et al Editorial Omega Tercera Edición   Ejemplo de Crevus elaphusFIGURA 1.15.  BEGON et al 1996 Third Edition  Fx: número total de huevos (progenie, descendientes) depositados en cada estadio.mx: Fecundidad individual o tasa de nacimiento. Número  medio de huevos producidos por cada individuo perteneciente a este estadio.xxx aFm =Ecología. Tema 9ESTADI X Nº INDIVIDUS AL PRINCIPI DE CADA ESTADI PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE SOBREVIU A CADA ESTADI ESPERANÇA DE VIDA PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE MOR A CADA ESTADI TAXA DE MORTALITAT ESPECÍFICA DE LA CLASSE PROGÈNIE PRODUIDA A CADA ESTADI FECUNDITAT INDIVIDUAL PROGÈNIE PRODUIDA PER INDIVIDU ORIGINAL A CADA ESTADI VALOR REPRODUCTIU   ax lx ex dx qx Fx mx lxmx vx OUS 0 44000 1.000 1.245 0.920 0392 - - - 0.5 LARVARI I 1 3513 0.080 3.063 0.022 0.28 - - - 6.3 LARVARI 2 2 2529 0.058 2.845 0.014 0.24 - - - 8.7 LARVARI 3 3 1922 0.044 2.432 0.011 0.25 - - - 11.5 LARVARI 4 4 1461 0.033 1.909 0.003 0.11 - - - 15.1 ADULT 5 1300 0.030 1 - - 22617 17 0.51 17.0  Ecología. Tema 9ESTADI X Nº INDIVIDUS AL PRINCIPI DE CADA ESTADI PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE SOBREVIU A CADA ESTADI ESPERANÇA DE VIDA PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE MOR A CADA ESTADI TAXA DE MORTALITAT ESPECÍFICA DE LA CLASSE PROGÈNIE PRODUIDA A CADA ESTADI FECUNDITAT INDIVIDUAL PROGÈNIE PRODUIDA PER INDIVIDU ORIGINAL A CADA ESTADI VALOR REPRODUCTIU   ax lx ex dx qx Fx mx lxmx vx OUS 0 44000 1.000 1.245 0.920 0392 - - - 0.5 LARVARI I 1 3513 0.080 3.063 0.022 0.28 - - - 6.3 LARVARI 2 2 2529 0.058 2.845 0.014 0.24 - - - 8.7 LARVARI 3 3 1922 0.044 2.432 0.011 0.25 - - - 11.5 LARVARI 4 4 1461 0.033 1.909 0.003 0.11 - - - 15.1 ADULT 5 1300 0.030 1 - - 22617 17 0.51 17.0  R0: Tasa reproductiva básica. Número medio de descendientes por individuo de la cohorte original producidos. En especies anuales indica si la población ha crecido  o no (N1=N0 R)O lo que es lo mismo, el sumatorio de la probabilidad de llegar a un estadio multiplicado por el número medio de descendientes por individuo de este estadio.En el ejemplo R0 = Σlxmx = ΣFx/a0 = 0.51xxmlR ∑=000 aFR x∑=RVx: Valor reproductivo. Perspectivas de descendencia de un individuo de una clase de edad determinada. Tiene en cuenta la probabilidad de sobrevivir y el número medio de descendientes que dejan los individuos que llegan a las sucesivas clases.∑∑+=−=− ⋅⋅+=⋅⋅=ymàxxyyxyxyxymàxxyyxyxyx RmllmRmllRV1Ecología. Tema 9ESTADI X Nº INDIVIDUS AL PRINCIPI DE CADA ESTADI PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE SOBREVIU A CADA ESTADI ESPERANÇA DE VIDA PROPORCIÓ DE LA COHORT ORIGINAL QUE MOR A CADA ESTADI TAXA DE MORTALITAT ESPECÍFICA DE LA CLASSE PROGÈNIE PRODUIDA A CADA ESTADI FECUNDITAT INDIVIDUAL PROGÈNIE PRODUIDA PER INDIVIDU ORIGINAL A CADA ESTADI VALOR REPRODUCTIU   ax lx ex dx qx Fx mx lxmx vx OUS 0 44000 1.000 1.245 0.920 0392 - - - 0.5 LARVARI I 1 3513 0.080 3.063 0.022 0.28 - - - 6.3 LARVARI 2 2 2529 0.058 2.845 0.014 0.24 - - - 8.7 LARVARI 3 3 1922 0.044 2.432 0.011 0.25 - - - 11.5 LARVARI 4 4 1461 0.033 1.909 0.003 0.11 - - - 15.1 ADULT 5 1300 0.030 1 - - 22617 17 0.51 17.0  valor reproductivo actual + valor reproductivo futuroEl valor reproductivo frecuentemente muestra una curva unimodal, pero no siempreEcología. Tema 9Figura 5.5  Valor reproductivo respecto a la edad  para distintas poblaciones.  Pianka (1982) FIGURA 14.4 BEGON et al Editorial Omega Tercera Edición   ¿Como se puede calcular la tasa de crecimiento de la población cuando las generaciones se solapan?En este caso las tablas de vida estáticas (ax es el númer de individuos en cada clase de edad en un momento determinado) ofrecen una solución, aunque pobreCuando hay solapamiento, Ro continua correspondiendo con la descendencia que por término deja un individuo, considerando la probabilidad de supervivencia, pero ya no es una estimación valida de la dinámica de la poblaciónSe puede usar la siguiente estimación:Ecología. Tema 900 RNNT ∗=1) RNN ∗= 01 RNN ∗= 12 tt RNN ∗= 02) TT RNN ∗= 0RTRRR T lnln 00 ∗=⇒= TRr 0ln=y si  lnR=r,Donde r = tasa intrínseca de incremento natural o crecimiento, cuyo cálculo se puede aproximar mediante la expresión: cTRr 0ln=donde Tc es el tiempo medio de generación, y calculando Tc sabiendo que es igual a la suma entretodos los periodos entre nacimientos dividido por la suma de todos los nacimientos, es decir:0RxmlmlxmlFxFT xxxxxxxxc∑∑∑∑∑∗∗=∗∗∗=∗= trtt eNRNN ∗∗=∗= 0y por tanto NtseráDonde Ro tasa reproductiva básica (paso de una generación a otra) y R es tasa reproductiva neta fundamental (en sucesivos momentos en el tiempo, no necesariamente generaciones)DISPERSIÓN. A veces puede explicar la la persistencia de poblaciones que de otra manera no podrian existirEcología. Tema 9FIGURA 15.19  BEGON et al Editorial Omega Tercera Edición   Variación de la mrtalidad y de la producción de semillas en Cakile edentula MIGRACIÓN. Se puede considerar un tipo de dispersión, pero afecta a grupos de individuos (movimientos en masa). Pueden ser desplazamientos cíclicos: no siempre supone la colonización de nuevos espacios. Puede estar relacionada con recursos, pero no siempre.Ecología. Tema 9FIGURA 5.14  BEGON et al Editorial Omega Tercera Edición  Esquemas de migración Ecología. Tema 9Bibliografía Tema 9Begon,M.; Harper,J.L.; Townsend, C.R.(1999). Ecología. Individuos, poblaciones y comunidades. Editorial Omega. Tercera Edición. Begon,M.; Mortimer M..; Thompson, D.J.(1996). Population Ecology. A Unified Study of Animals andPlants. Blackwell Science Publishing. Third Edition. Mackenzie, A, Ball A,S., Virdee, S.R. (1998). Instant Notes in Ecology. Bios Scientific Publishers. Primera Edición. Molles, M.C. (2005) Ecología. Conceptos y aplicaciones. Editorial McGraw-Hill. Interamericana.Pianka, E.R. (1982) Ecología evolutiva. Editorial Omega.  Ricklefs, R.E. (1998). Invitación a la ecología. La economía de la naturaleza. Editorial Médica Panamericana. Smith, R.L. y Smith, T.M. (2001). Ecología. Editorial  Addison-Wesley. Madrid.Townsend, C.R.;  Michael Begon, and John L. Harper.(2003) Essentials of Ecology, 2nd Edition (2003).  Blackwell Publishing. 

Tema 9. Ciclos vitales. Enfoque demográfico

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