poblaciones: elementos. densidad y disposición espacial...

POBLACIONES:

ELEMENTOS.

Densidad y Disposición espacial en poblaciones

Trabajo Práctico

Colaborar con la conservación de la Taruka y su hábitat, preservando la viabilidad genética y demográfica de las distintas sub-poblaciones y a lo largo de su distribución en Argentina.

Alta singularidad y valor desde el punto de vista patrimonial natural y cultural, la Taruka posé un elevado valor intrínseco de biodiversidad, representando uno de los mayores herbívoros del Noroeste Argentino.

Ecología de poblaciones: rama de la ecología que estudia la estructura y dinámica de las poblaciones.

Población: un grupo de individuos de la misma especie que viven juntos en un área de tamaño suficiente para llevar a cabo sus funciones normales (sobrevivir y reproducirse), incluyendo la migración.

¿Cuáles son los límites para definir una población? •Los individuos que forman una población son ecológicamente equivalentes:•Presentan el mismo ciclo de vida•Los organismos que están en un mismo estadío están involucrados en los mismos procesos•Las tasas de los procesos son básicamente las mismas para todos los individuos.•Existe intercambio de información genética entre ellos .•Comparten un mismo espacio físico que permite su dispersión

Las poblaciones tienen propiedades que no presentan los individuos que las conforman. Por eso se conocen como propiedades emergentes. Las características y procesos del nivel poblacional están determinados por las características y procesos del nivel individual, pero no todas son la simple suma de estos

Características individuales

Características poblacionales

Edad o estadíoTamañoSexoComportamiento

Densidad o abundanciaDistribución de edades oestadíosProporción de sexosDisposición espacial

http://www.medioambientes.com/2012/04/que-es-una-poblacion.html

Procesos individuales Procesos poblacionales

Desarrollo y Crecimiento MovimientosReproducciónAlimentaciónMuerte

Crecimiento poblacionalCambios en la distribución de edadesMortalidadNatalidad Dispersión

Factores: Son los componentes del sistema, están caracterizados por sus valores.Procesos: Son los eventos que producen cambios en el sistema poblacional: natalidad, mortalidad, dispersión. Son descriptos por sus tasas (=velocidad): núm de eventos/ unidad de tiempo,

Valores de Factores Tasas de procesos

Densidad poblacionalEstructura de edadesProporción de sexosDisposición espacialdensidad de predadoresAbundancia de alimentoTemperatura

Tasa de reproducciónTasa de desarrolloTasa de crecimientoTasa de dispersiónTasa de alimentaciónMortalidad por predaciónMortalidad por competencia

Pirámide de la población

Representación gráfica de la estructura de edades (las clases de edades se representan en barras). Indica el estado actual de la población

b: nacimientos, d: mortalidad

El análisis de las figuras geométricas permite determinar las posibilidades de crecimiento de la población

Cambios de estructura poblacional en diferentes poblaciones humanas

Observar las pirámides y sugerir las explicaciones de cambios en estructura poblacional por diferentes fatores:

Los índices de mortalidad bajan por mejoras en las técnicas agrícolas (que aumentan los rendimientos), tecnológicas, los avances en medicina y alfabetización. Estos cambios contribuyen decisivamente a alargar la esperanza de vida de las personas y a reducir la mortalidad.

http://es.wikipedia.org/wiki/Agricultura

http://es.wikipedia.org/wiki/Medicina

http://es.wikipedia.org/wiki/Alfabetizaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Esperanza_de_vida

Agrupamiento de los miembros de la población en las

diferentes clases de edades ( proporciones).

Estructura de edades en Nothofagus sp.

Estructura de edades de los brotes observados en clones de Carex arenaria con fertilizante y sin fertilizante

Begon et al., 1988

Distribución de edades y sexo

Proporción de sexos: proporción de machos dentro de la población. podemos estimarla como Nº de machos / Nº de hembras x 100.

ESTUDIOS POBLACIONALES DE NEMATUS OLIGOSPILUS FOERSTER

(HYMENOPTERA: TENTHREDINIDAE), EN TUCUMAN, PLAGA DE SAUCES (SALICACEAE)

EN ARGENTINA

Tesis

Mariela Alderete

Perfil de vegetación y aspectos climáticos de estudio de las poblaciones de N. oligospilus.

Defoliación severa de N. oligospilus en Tafí del Valle, 1995

Estructura Espacial Estructura Temporal

DisposiciónEspacialEstuctura de HábitatMetapoblaciones

Ciclos diurnosCiclos estacionalesCiclos multianuales

Estructura de una población

Para comprender las fuerzas que determinan la abundancia de una población, se necesitan conocer las fases de vida de los organismos constituyentes.

Se necesita conocer la secuencia de eventos que ocurren en los ciclos de vida de los organismos.

(Begon et al., 2006)

Son monocárpicas las plantas anuales, las bianuales

Generación: tiempo que transcurre desde la puesta de huevos hasta el adulto reproductor.

Generación univoltina: una generación reproductiva durante un momento de actividad o tiempo dado. ALgunos insectos coleópteros que emergen como adultos en primavera, tienen un evento reproductivo en verano y entran en diapausa en estado avanzado de desarrollo de individuos inmaduros.

Generación multivoltina: varios generaciones reproductivas simultáneas: el hombre, pero otras especies de insectos, por ejemplo, N. oligospilus que al muestrearse en verano en el Valle de Tafí coinciden adultos de dos generaciones. Se debe discretizar las generaciones entre sí para contabilizar lo individuos de cada generación (diferentes métodos).

Duración de la cohorte (días) y número de generaciones por año de N. oligospilus en San Miguel de Tucumán y en el Valle de Tafí durante 1997 al 2002. Referencias: D.C.: duración del ciclo (días); N° G.: N° de generaciones / año.

Año S.M. Tucumán

valle de Tafí

área 1 área 2 área 3 área 4

D. C. N° G

D. C. N° G

D. C. N° G

D. C. N° G

D. C. N° G

1997-1998 48,99 3 48,99 3 48,83 4 48,83 4

1998-1999 37,121 8 49,34 4 49,34 3 47,58 4 47,58 3

1999-2000 39,365 7 51,14 3 51,14 3 49,89 4 49,89 4

2000-2001 47,33 5 47,33 4 46,51 5 46,51 5

2001-2002 48,79 4 48,79 3 47,76 4 47,76 4

El número de generaciones durante un período de actividad (del 1° de octubre al 15 mayo para el valle de Tafi y desde el 20 de setiembre al 30 de junio para S. M. Tucumán) se estimó haciendo el cociente entre la duración del mismo y la duración del desarrollo de una generación según la temperatura media durante el período de actividad.

Mónica B. Martella et al (2012) Reduca. Poblaciones silvestres.

Métodos de medición del tamaño o densidad de una poblaci

Conteo directo de todos los individuos de la población (censos). Permite obtener el parámetro real. En poblaciones reducidas y localizadas, territoriales sin migración.

Métodos de captura-recaptura. Censos muestrales sobre proporciones no bien delineadas del área a censar. Esta falta de precisión en determinar el área muestral hace que no se puedan evaluar apropiadamente las propiedades estadísticas de los estimados (por ejemplo métodos de captura-recaptura).

Métodos indirectos de medición: conteos de señales e indicios.

MÉTODOS DIRECTOS

Censosconteo total de individuos o especies, en una escala absoluta. Raramente utilizado.Sólo en grupos agregados (bandadas) o territoriales.

Tipos de censos:Mapeo territorial: utilizado para el censado espacial, frecuente en estudios y manejo de fauna silvestre. En general requiere relevamientos repetidos hasta que todos losindividuos sean censados. Este método es frecuentemente empleado para el estudio de aves, ya sea utilizando el canto, huellas en la nieve.

Contaje por ahuyentamiento: este método frecuentemente se utiliza para el conteo de poblaciones de grandes mamíferos, por ejemplo venados. Usualmente se requiere de dos grupos de trabajo, uno encargado de ahuyentar y otro de contar.Censos aéreos: también suelen emplearse para grandes mamíferos y aves.

Medición de tamaño poblacional

Abundancia: número (absoluto) de individuos de una población.Abundancia relativa: número de individuos de una especie en relación alnúmero total de individuos de todas las especies.densidad: número de individuos / unidad de espacio (superficie o volumen total).

densidad específica o ecológica: se utiliza el espacio que efectivamentepuede ser colonizado por una población dada (insectos/hoja, parásito/huésped).

EjemploDensidad de una especie de pez "x" en un área protegida. Suponer que el área protegida “ El bosque Y" tiene una superficie de 100.000 m2 (espacio total), la superficie del lago de 500 m2 (hábitat) y la población total de truchas es (200). Si quieres obtener la densidad absoluta seria algo así como 200/100.000 m2 y la ecológica seria algo como 200/500 m2.

Se utiliza biomasa por unidad de espacio /o unidad de superficie como una medida adecuada de la densidad cuando no puede cuantificarse individuos.

biomasa: gramos de materia seca

Cobertura: porcentaje de terreno ocupado por la proyección de la parte aérea deun conjunto de plantas.

OJO:

• Los métodos de distancia suponen la selección al azar de puntos o ubicación al azar de las transectas y disposición espacial al azar de los Individuos.

• Las distancias entre puntos y transectas deben ser tales que no se cuente el mismo individuo en dos puntos o transectas distintos.

Planilla de campo detoma de datos paracalcular densidad deuna población sésilpor el método de loscuartos.

Disposición espacial

Búsqueda de alimentos

Condiciones físicas

interacciones

Conocimiento de la disposición espacial incide en

Eficiencia de planes de muestreo

Análisis e interpretación de los datos, testear hipótesis ecológica

Para una toma de decisión en manejo de población

Densidad de la población

Estimación mediante el muestreo con alto grado de precisión

Requisito es conocer la distribución estadística que interprete la disposición espacial

Estimar la abundancia eficientemente

DISPOSICIÓN ESPACIONAL EN POBLACIONES

Para dos especies de aves indicadoras dependientes del ecosistema marino (Petrel Damero (Daption capense) y el Petrel antártico (Thalassoica antarctica) se estudió la distribución de sus abundancias en cuatro áreas contiguas de la Antártica

Thalassoica antarctica

Daption capense

Tabla 1. áreas de disitribución de aves censadas en la Antártida durante las campañas 88, 90, 91, 93, 94, 95 y 96 con sus totalidades de censos realizados

área 88 90 91 93 94 95 96

Shetland 274 502 88 455 463 552 483

Scotia 166 92 40 165 179 150 222

Mar de Weddell

392 515 No censado 280 322 385 319

Oeste Pensinsula Antartica

164 135 107 137 125 239 169

Pje Drake 93 244 21 128 137 138 194

Objetivo: Determinar si existe distribución gregaria en las dos especies de aves en diferentes áreas y Relacionar el efecto de agregación con algún factor ambiental.

Tabla 1. Registro de los censos de D. capense (D.cap) y T. antárticus (T.ant) para 4 áreas oceanográficas de la Antártida durante las campañas 94, 95 y96.

Area año 1 año 2 año 3

Oeste Penínsu

la Antártic

a

total de censos 126 240 170

% censos con 0 individuos

82,54 D. cap 77,5 D. cap 97,06 D. cap

98,41 T. ant 93,75 T. ant 97,06 T. ant.

% censos con 1o más individuos

17,46 D. cap 22,5 D. cap 2,94 D. cap

1,59 T. ant 6,25 T. ant 2,94 T. ant.

Maxima cantidad de individuos en un

censo

14 D. cap 30 D. cap 2 D. cap

1 Tant 6 Tant 2 Tant

Shetland total de censos 467 549 485


68,95 D. cap 51,55 D. cap 67,63 D. cap

98,93 T. ant 96,54 T.tan 97,53 T.tan


31,05 D.cap 48,45 D. cap 32,37 D. cap

1,07 Tant 3,47 T.ant 2,47 T.ant


censo


13 T.ant 4 T.ant 53 T. ant



Scotia total de censos 180 150 226


71,11 D. cap 42 D. cap 43,81 D. cap

94,44 T. ant 86,67 T. ant 95,58 T.ant


28,89 D. cap 58 D. cap 56,19 D. cap

5,56 T. ant 13,33 Tant 4,42 T.ant


censo


56 T. ant 7 Tant 6 Tant

Weddell total de censos 322 336 290


99,38 D.cap 99,70 D. cap 97,93 D. cap

42,55 T.ant 57,45 T.ant 37,93 T. ant


0,62 D. cap 0,3 D. cap 2,07 D. cap

57,45 T.ant 44,94 T.ant 62,07 T.ant


censo


500 T.ant 955 T.ant 500 T.ant

Tipos de disposición espacial

Uniforme: los individuos se colocan a una distancia unos de otros en ambientes muy limitados. Competencia intraespecífica (diferencias de sexo o edad). Sustancias alelopáticas en vegetales

Al azar: en especies con altos límites de tolerancia y por lo tanto no se reúnen en grupos.

Agregada. individuos en grupos densos separados de otros grupos también densos. En plagas, ,reproducción y dispersión (gemación). Condiciones físicas, comportamiento social.

Ejemplos de poblaciones en diferentes disposiciones espaciales

Townsend CR, BegonM, Harper JL. 2008. Essentials of Ecology –

Distribución espacial de áfidos de una especie de árbol

Dependencia de escala de observación

Tabla . Ajuste de la distribución binomial negativa en distribuciones según el área, año y especie de ave. El signo * indica diferencias significativas entre los valores observados y el ajuste de la distirbución binomial negativa.

área especie temporada K estimado X2 Grados de libertad

probabilidad

Oeste de la península Anártica

D.capense 1994 0,025 0,59 2 >0,05

1995 0,00001 0,91 8 >0,05

1996 0,004 0,02 1 >0,05

T.antarticus 1995 0,024 0,53 3 >0,05

Mar de Weddell T.antarticus 1994 0,025 7,32 14 >0,05

1995 0,011 1,66 8 >0,05

1996 0,026 6,29 9 >0,05

Scotia D. capense 1994 0,078 15,37 6 <0,05 *

1995 0,168 75,35 6 <0,05 *

1996 0,071 36,42 12 <0,05 *

T. antarticus 1994 0,009 0,27 1 >0,05

1995 0,027 0,66 2 >0,05

1996 0,0076 0,076 1 >0,05

Shetland D. capense 1994 0,034 8,61 11 >0,05

1995 0,060 38,12 16 <0,05 *

1996 0,046 17,20 11 >0,05

Resultados de la investigación de los petreles antárticos:

Existe disposición de los individuos de manera agregada por diferentes métodos estadísticos

Figura. Regresión entre log de promedio y log de varianza para D. capense (Ley Taylor)

Figura. Regresión entre log varianza vs log promedio en T. antarctica (ley Taylor).

Figura 4. Relación entre índice de apiñamiento medio vs n° aves/censo de D. capense (IWAO).

Figura 5. Relación entre índice de apiñamiento y aves/censo de T.antarticus (IWAO).

Distribución de petreles por tipo y disposición de hielo. Recurso alimentario

A) Estimación de disposición espacial en organismos móviles

1) Indices de dispersión por conteo por cuadrante. Relación varianza/media. Pueden calcularse con datos provenientes de un muestreo

2) En términos probabilísticos por ajuste de frecuencias en muestreo a distribuciones de variables discretas: poisson, binomial negativa, etc.

3) Método de regresión: se necesitan varios muestreos (Iwao, Taylor)

B) Estimación de disposición espacial en organismos sésiles (vegetales y nidos o almejas por ejemplo)

1) Método de vecino más cercano.

2) Método de los cuartos

1) Índice de dispersión para conteos en cuadrantes

1) Relación varianza/media

Series de conteos de cantidades de plantas o animales individuales, tomados de n cuadrantes con forma y tamaño definido

Cociente varianza/media (I) basado en distribución Poisson

I=S2/media

S2=media, I=1, distribución aleatoria

S2 >media, I>1, distribución agregada

S2 <media, I<1, distribución uniforme

Desventaja: puede no registrar la no aleatoriedad: a)agregado y bimodal,b) fuerte gradiente. Usar índice Morisita y derivados de otros estadísticosFuente: Krebs, 1999

Ejemplo de Margalef (1977) cociente varianza/media como medida de agregación en organismos planctónicos. Tal vez pueda deberse a alta tasa multiplicativa y lenta dispersión.

Referencias bibliográficas

Bliss, C. I., 1971. The aggregation of species within spatial units. In: Statistical Ecology. Vol 1: Spatial patterns and statistical distribution. Patil, Pielou and Waters eds.: 311-335.

Begon, M.; Harper, J.L. y Townsend, C.R. 1999. Ecología: individuos, poblaciones y comunidades. 3ª Edición. Ediciones Omega, Barcelona. 1172 pp.

Downing J., Rochon Y. and Perusse P. 1993. Spatial aggregation, body size, and reproductive success in the freshwater mussel Elliptio complanata. J. N. Am. Benthol. Soc. 12(2):148-156

Krebs C. 1999. Ecological Methodology. Second edition.University Of British Columbia. Chapter 6: 191-223. Margalef R. 1977. Ecología. Segunda edición. Capítulo 10. Evaluación de las poblaciones:317-358.

Matteucci y Colma A. 1982. Metodología para el estudio de la vegetación. Monografía N°22. Serie de Biología OEA.

Piñol J. y Martínez Vilalta. 2006. Ecología con números. Una introducción a la ecología con problemas y ejercicios de simulación. Bellaterra: Lynx. Capítulo 3:50-52.

Referencias bibliográficas

Dra Mariela Alderete

Serra, G., La Porta, Mazuferi y Avalos.2005. Distribución espacial de huevos de Colicas Lesbia (Lepidoptera: Pieridae) en lotes de alfalfa en la región central de Córdoba (Argentina). Agriscientia. Vol 22 (2): 79-85.

Martella B., Trumper E., Bellis L., Renison D., GiordanoP., Bazzano G., Gleiser R. 2012. Manual de Ecología Poblaciones: Introducción a las técnicas para el estudio de las poblaciones silvestres. Reduca (Biología). Serie Ecología. 5 (1): 1-31.

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