Ecosistemas y Capacidad de carga

María Ramírez C.Estudiante PhD en BiologíaUniversidad de Antioquia

ECOLOGÍALa interacción de los organismos vivos con su medio ambiente

Ecosistemas

Ecosistemas o Biomas

Organismo

Población

ComunidadEcosistema

Niveles ecológicos

• Fotosíntesis (Azucar, O2)

• Respiración

• Descomposición

Descomponedores

Ecosistemas

Biótico Abiótico

Cadena trófica o pirámide alimenticia Factores ambientales

Luz AguaNutrientes CO2OxígenoPrecipitaciónHumedadSuelopHTemperatura

La Ecología estudia de las comunidades…..

Cada especie en la comunidad tiene su propio hábitat (lugar) y nicho (función) especifico

1

2

3

La comunidad se caracteriza por:

Diversidad de especies Dominancia de especies Perturbación

Riqueza de especies

Dominancia de especies

Disturbio natural

Disturbio antropógenico

Población: es un grupo de individuos de la misma especie que viven en una particular.

La Ecología de poblaciones estudia:

• Natalidad

• Mortalidad

• Inmigraciones y emigraciones

• Dinámica de la población

Densidad

Dispersión

Abundancia

Historia de vida Modelos de crecimiento

•Crecimiento exponencial

•Crecimiento logístico

Espacio

Tamaño: Número de individuos (N).

Densidad: Número de individuos por unidad de área o volumen (N/area).

Dispersión: Patrón de distribución de los individuos de una población.

Tiempo

Tasa de nacimientos y mortalidad.

Crecimiento poblacional y su dinámica.1900 1934

La densidad cambia cuando se añade y remueve individuos en la población.

Nacimientos e inmigraciones

Muerte e emigración

Adicionan

Remueven

Tamaño de la población

Método: Medir la población, densidad y captura y recaptura

Patrón de distribución canguro

Australia

Influenciada por factores sociales y ambientales

Agrupado Azar

Uniforme

Patrón social o distribución de

recursos

No hay patrón

Indica competencia entre los individuos

Tasa de natalidad: Número de nacimiento/ unidad de tiempo.

Varia entre individuos

Depende de la edad y los factores ambientales

Tasa de mortalidad: Número de muertes/ por unidad de tiempo.

Depende de la edad y el sexo

Factores ambientales

Tablas de vida: Resume datos de supervivencia y reproducción por categorías de edad.

Determina cambios en el tamaño y la estructura de la población.

Demografía: Estadísticas de una población. Permite hacer predicciones de los cambios de una población.

Natalidad, mortalidad, inmigración y emigraciones

(1000/1000)

Proyecto MSP

Esperanza de vida

Distribución por edad y sexo de la población

Permite predecir el crecimiento de la población humana.

Kenia US Italia

Calendario reproductivo

Edad y frecuencia de reproducción

Número de la progenie

Estrategias de reproducción

Producir pocos o muchos individuos (r y k).

Reproducirse una sólo una vez o muchas veces.

Estrategia r

Vida corta

Cuerpo pequeño

Reproducción frecuente

Producir muchas crias

Poco cuidado parental

Alta tasa de mortalidadPeces, roedores, bacterias, insectos, etc

Ejemplo: Salmón produce una alta descendencia con bajas probabilidades de supervivencia de los estados juveniles.

• Estrategia k

Ciclo vida largo

Tamaño grande del cuerpo

Reproducción lenta Poca descendencia

Alto cuidado parental

Humanos, elefantes, jirafas…

La tasa de cto de una población= tasa de nacimientos (b) – tasa de mortalidad (d).

N=tamaño de la población T: tiempo

∆N/ ∆T= b – d

No tiene en cuenta inmigraciones y emigraciones

Permite predecir el cambio del tamaño de la población en el tiempo.

Permite determinar las condiciones que favorece el cto de una población.

Mide el tamaño de la población sin tener en cuenta la densidad y restricciones ambientales.

Curvas J

Tasa de crecimiento per capita = r = (b - d)

N

t = rN

Si r > 0, crecimiento de la población

Si r < 0, Disminución de la población

Si r = 0, Población continua igual

Crecimiento exponencial

En 1910 habían 4 machos y 22 hembras

En 1940 habían cerca 2000 indv.

Reno, St. Paul, Alaska

r = Potencial biótico, tasa intrínsica de cto

Nt = Noert

Alteración de su ambiente Avances tecnológicos

▪ Revolución cultural▪ Revolución agrícola▪ Revolución médica e industrial

Tamaño de la población

1800 1 billones 1930 2 billones 1960 3 billones 2000 6 billones 2015 7.3 billones 2025 8.5 billones 2050 9.1 billones

Distribución de la población mundial por Distribución de la población mundial por región, 1998 y 2050región, 1998 y 2050

Este modelo describe el cto dependiente de la densidad y con restricciones ambientales.

Limite de recursos.

dN/dt = r maxN (1 - N/K)

K = Capacidad de carga

Modelo

Capacidad de carga: Tamaño máximo de una población que puede sostener un ambiente de manera sostenible.

dN/dt=rN

r=b-d

b=b0-aN

d=d0+cN

dN/dt=[(b0-d0)-(a+c)N]N

dN/dt=(b0-d0)[1-(a+c)/(b0-d0)*N]N

dN/dt=r N(1-N/K)

K=(b0-d0)/(a+c)

Un ensayo sobre la población (1798).

La población crece más rápido que la producción agricultura.

La población podría crecer exponencialmente, mientras que el alimento sólo podría incrementar aritmeticamente.

Capacidad de carga Limites en disponibilidad de alimento

Acumulación de desechos toxicos

Incremento de enfermedades

Competencia y depredación

Descubrimiento por polineses ~ 1000 D.C.

Sobrepoblación

Uso de los arboles para canoas ….caza de delfines

Uso del bosque para cocinar

Comian aves, huevos y vegetales

Agotamiento de recursos

Sin canoas y delfines Guerra entre tribus Suelos erosionados

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Moái una estatua de piedra monolítica

La población de los humanos crece y la demanda de recursos incrementa.

La capacidad de carga de los humanos es incierta

La capacidad de carga incrementa con el desarrollo tecnológico

• La mayoría de recursos no son renovables

• Destrucción de bosques

• Disminución de los recursos

• Más CO2 liberado

• Desechos tóxicos

• Basura

Sobrepesca

• Crecimiento lento• Baja tasa reproductiva• Maduración sexual tardia

• Enfermedades

• Contaminación

• Sobrepesca

• Cambio climático

Decadencia del Bacalao

Deforestación

Desertificación

Métodos de control de la población

Educación libre y un niño por familia

Libertad en el control de nacimientos

Financiación: Salario, Pensión, Vivienda, Servicio médico

1970: Población de 818.315.000 personas

2014: Población de 1.367.820.000 personas

Amenazas

1.Agotamiento de los recursos

2. Cambio climático

3. Incremento de enfermedades

4. Incremento de catástrofes

Aumento de la producción agrícola

Disponibilidad de recursos ambientales

Agua superficial

Energías sostenibles

Conservación de EcosistemasCohen (2014)

Gracias

Nt= N0ert

Ejemplo:

Población Ciervos: N0=300, r=0.5, después de 5 años, cuál será el tamaño de la población?

N5= N0ert=300*exp(0.5*5)=3655

(495, 815, 1344, 2216, 3655) t=10, ?

Predición del crecimiento de la Predición del crecimiento de la poblaciónpoblación

44,524