Biología, la vida en la tierra con fisiología TOMO 02-páginas-7

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Crecimiento y regulación poblacional 4 9 1
tiem po (años)
Número
de
Número
de
i^ k ¡: águilas
(p o b .1 )
agutes 
* » b . 2)
n 2 2
6 8 4
12 52 18
18 362 86
24 2,504 392
30 17,314 1,764
< F IG U R A 26-2 L a s c u rv a s d e c re c im ie n to 
e c p o n e n d a l t ie n e n fo rm a d e J La gráfica 
nuestra el crecimiento de dos poblaciones 
hipotéticas d e águilas, cada una comienza con 
n ía sola pareja, pero difieren en la edad a la que 
comienza la reproducción. Aunque am bas curvas 
muestran la forma J d e crecimiento exponencial, 
a los 24 artos, la población que com ienza a 
reproducirse a los cuatro artos d e edad e s seis 
veces mayor que la población q ue comienza a 
reproducirse a los seis artos. Durante los 30 artos 
de v id a de los pares fundadores, la población 
que comienza a reproducirse a los cuatro artos 
alcanza 1 0 veces e l tamaño d e la población que 
b hace a los seis artos (consulta la tab la).
se usa e l e jem p lo del p o ten c ia l b ió tico d e l águ ila d o rada (rea l), 
u n a especie cuya v id a es re la tivam en te larga, au n q u e d e reproduc­
c ió n m ás b ien len ta . Se su po nd rá q ue las águ ilas doradas v iv e n 30 
añ os y q ue cada pareja p rod uce dos descend ientes a l a ñ o después 
d e a lcanzar la m adurez sexual.
La F IG U R A 26-2 ilustra el crec im ien to d e dos poblaciones 
h ipotéticas de águilas (cada un a fundada p o r un a so la pareja re­
p rod uctiva ) duran te los 30 años d e v id a d e la pareja fundadora, 
l a lín ea ro ja m uestra la curva I d e crec im ien to pob lac io na l s i la 
reproducción com ienza a los cuatro años d e edad, y la línea azul 
gráfica e l crec im ien to pob lac io na l s i s e supone q ue la reproducción 
com ienza a los seis añ os de edad. En cada caso ocurre crec im ien to 
exponencial y las form as d e las curvas so n idénticas. S in embargo, 
observa que, después d e 24 años, la p o b la d ó n d e águilas cuyos 
m iem bros com ienzan a rep rodud rse a los cuatro añ os d e edad es
m ás d e seis veces m ayo r que la p o b la d ó n cuyos m iem bro s com en ­
zaron a reprodudrse a los seis años; a los 30 años , seria 10 veces 
m ayo r (ufase la tab la e n la figura 26-2). C o m o lo ilustra este e jem ­
p lo , la rep roduedón dem orada retrasa d e m anera s ign ificativa el 
c red m ien to p ob lad o n a l. E s to tam b ién se ap lica a los seres h u m a ­
nos; s i cada m u jer criara tres h ijos e n sus añ os d e adolescenda, la 
p o b la d ó n crecería con m ayor rapidez q ue s i cada m u jer criara dn- 
c o h ijos , pero ten iend o c l p rim ero después d e los 30 añ os de edad.
N o obstante, inc luso ba jo cond idones ideales, las muertes 
son inevitables y el potencial b iótico d e una p o b la d ó n tom a en 
cuen ta tasas d e m ortalidad m ín im as. La F IG U R A 26-3 com para tres 
p ob ladones bacterianas hipotéticas que experim entan diferentes
¿Te has preguntado...
por qué tantas moscas arruinan tu día de campo?
la s moscas que revolotean sobre tu comida definitivamente 
pjeden reducir tu apetito. ¿De dónde provienen todas ellas? Las 
moscas domésticas hembras pueden poner alrededor de 12 0 
huevos a la vez. lo s huevos incuban y maduran en dos semanas, 
efe modo que. durante los meses más calurosos del arto, pueden 
producirse con facilidad siete generaciones. SI esto no se frenara 
por la resistencia ambiental, la séptima generación contendría 
aproximadamente seis billones de moscas, jtodas descendientes 
de una sola hembra prcftadal Se agradece a las aves, a Inviernos 
Irlos y a otras formas de resistencia ambiental que esto no suceda.
¿E l alto potencial biótico de las m oscas domésticas 
ofrece alguna comprensión del crecimiento potencial d e la 
población hum ana? En 1708, Johann Sebastian Bach. el famoso 
compositor alemán, tuvo a l primero d e sus 2 0 h ip s . d e los 
cuales 10 vivieron hasta la edad adulta. S i sus descendientes 
sobrevivientes hubieran tenido cada uno 10 hijos sobrevivientes 
y asi sucesivamente, en la actualidad los descendientes de Bach 
serian alrededor de unos 12 m il millones de personas (haciendo 
suposiciones razonables acerca d e los factores que influyen 
sobre e l potencial biótico): aproximadamente 8 0 * m ás que toda 
h población actual de la Tierra.
A F IG U R A 26-3 E l e fe c to d e la s t a s a s d e m o r ta l id a d so b re 
e l c r e d m ie n to p o b la d o n a l Fsta gráfica supone que una 
población bacterial se duplica cada 20 minutos. Observa que ambas 
muestran la característica forma e n J de las curvas d e crecimiento 
exponencial, aunque la población con mayor tasa d e mortalidad 
tarda más tiem po en lograr cualquier tamaño dado.
tiempo • 'oras)
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4 9 2 Com porum i*iuo y ecología
usas d e m o ru lidad . Observa que las o es curvas tienen la m ism a 
forma J. K n u n to los nacim ientos superen las muertes, la p ob ladó n 
evenm alm ente se vo lverá enorm e, p ero conform e la u s a d e m o ru li­
dad a u m e n u , u rd a m ás tiem po e n alcanzar u n determ inado urna- 
ñ o pob ladona l.
26.2 ¿C Ó M O S E R E G U L A E L C R E C IM IE N T O 
PO B LA C IO N A L?
En 1859, C harles D arw in escrib ió: *N o hay excep aón a la regla de 
q ue cada ser orgánico a u m e n U d e m anera natural a un a tasa U n 
a lu que, s i n o se destruye, la T ierra p ron to esU ría cubierta por la 
p rogenie d e u n so lo par*. C laram ente, e l cre r im ien to d e la p o b la ­
d ó n n o puede con tinuar d e m anera indefin ida.
E l crecim iento exponencial ocurre 
sólo bajo condiciones especiales
Ids pob ladones naturales fluctúan e n la u s a de cred m ien to y en 
consecuencia n u n ca m uestran cred m ien to exponenc ia l perfecto. 
S in em bargo, ba jo circunstancias espedales, las pob ladones natu­
rales pueden aproxim arse a l a e d m ie n to ex p o n en d a l, lo q ue p ro ­
duce curvas d e a e d m ie n to con form a de |.
E l c red m ien to exp o n en da l o cu rre en pob lac iones 
q u e m uestran d c lo s d e au g e y decadencia 
Id a e d m ie n to exponendal ocurre e n pob ladones que ex p e rimen- 
l a n d d o s regulares e n los q ue e l credm iento p o b lad o n a l ráp ido 
es seguido por un a s ú b iu m uerte m asiva. Estos d c lo s d e au g e y 
d ecad en c ia ocurren e n varios organismos por razones complejas 
y variadas. Muchas espedes de v id a corta y reproducrión rápida, des­
de m icrob ios fotosintéticos hasta inseaos, tienen dclos pobladona- 
les e su do na les ligados a cam b ios e n la pluvicwidad, la temperatura 
o los nutrim entos disponibles, co m o se m uestra m ediante un a po­
b la d ó n de bacterias fotosintéticas e n la R G U R A 26-4*. lo s d c lo s de 
auge y decadenria e n éstos y otros m iaoorgan ism os am áñeos pue­
den im pactar la salud hum ana, co m o se describe e n 'G u a rd iá n d e la 
salud: lo s ciclos de a u jy y decadencia pueden traer m alas n o tid a s '.
Fj i los c lim a s tem p lad os , las p o b la c io n es d e in se a o s cre­
cen ráp idam ente duran te la p rim avera y el verano , luego se des­
p lo m an con las letales he lad as d e los inv ie rnos duros. Factores 
m ás com p le jos p roducen d d o s d e ap rox im adam ente cuatro 
añ os para roedores pequeños co m o los cam paño les y lem m ings 
(F IG U R A 26-4b), y d c lo s pob lac iona les m u ch o m ás largos para 
liebres, m usarañas y urogallos. Las pob ladones d e lem m ings, por 
e jem p lo , pueden crecer hasta que agotan su frágil ecosistem a de 
tun d ra ártica . I j fa lta de a lim en to , las a e d e n te s pob laciones 
d e depredadores y e l estrés causado p o r la so b rep o b lad ó n 
pueden co n tr ib u ir a un a sú b ita e levad ó n d e la m orta lidad . M u ­
chas m uertesocu rren co n fo rm e o las d e lem m ings em igran desde 
regiones d e alta d ensidad p o b la d o n a l. D u ran te estos d ram áticos 
m o v im ie n to s m asivos, los lem m in g s son un b lan co fád l para los 
depredadores. M uchos se ah og an cu an d o encuen tran cuerpos de 
agua q ue in ten tan atravesar nadando . C o n el tiem p o , la redund a 
p o b la d ó n de lem m ings co n trib uye a u n declive e n el n ú m e ro de 
depredadores, a s i co m o a la recu peradón d e la co m u n id ad ve ­
getal d e la q ue se a lim e n tan los lem m ings. Estas respuestas, a su 
vez, m ontan el escenario p ir a la s igu ien te ronda d e a e d m ie n to 
exponencial e n la p o b la d ó n d e lem m ings (véase la Figura 26-4b).
E l c red m ien to exp o n en da l o cu rre cuando 
se reduce la re s is te n a a am b ien ta l
En p ob lad o nes que n o experim entan d c lo s de auge y decaden­
cia, e l a e d m ie n to exponencial puede ocurrir tem poralm ente bajo 
d reunstandas espedales, por e jem p lo , s i la fiiente d e a lim ento 
aum enta, o s i otros faao res q ue con tro lan la p o b la d ó n , com o 
los depredadores, se e lim inan . C o m o es e l caso de la p o b la d ó n 
d e gru llas trompeteras, q ue credo exponencia lm ente desde q ue las 
grullas se protegieron por prim era ocasión d e la caza y la perturba- 
d ó n hum ana, e n 1940 (R G U R A 26-5).
E l crec im ien to exponenc ia l tam b ién puede o cu rrir cuando 
los in d iv id u o s in vaden u n nuevo háb ita t co n co n d id o n es favora ­
b les y poca com petencia . Las e sp e c ie s In v a s o ra s (q u e se descri­
be e n el ca p itu lo 2 7 ) so n organism os co n a lto p o te n d a l b ió lico 
q u e se in tro d u cen (d e lib e rad a o a c a d e n ta lm e n le ) e n ecosistemas 
donde n o e vo lu d o n a ro n y donde e n a ie n tra n poca resistenda 
am b ien ta l. C o n frecuencia , las especies invasoras m uestran aec i- 
m ie n to pob lac io na l exp los ivo . C o m o se describ ió anterio rm ente .
80
1950 1955 1960 1965
año
*>) C ld o s d e auge y d ecad encia en uno pob lación d e lemmings
A F IG U R A 26-4 G d o s p o b la c io n a le s d e a u g e y d ecad en c ia
(a ) l a densidad de una población hipotética de bacterias fotosintéticas 
en un lago a lo largo d e l tiempo durante un d d o anual de auge y 
decadencia. Estos microorganismos se mantienen a un nivel bajo 
a lo largo del otoño, invierno y primavera. A principios de Julio, las 
condiciones se vuelven favorables para el credmiento exponencial 
durante el mes d e agosto. A principios de septiembre, cuando tas 
condiciones cambian, la población cae vertiginosamente, (b ) Esta 
población de lemmings de Alaska sigue un d d o aproximado de cuatro 
años d e auge y decadencia (datos de Polnt Barrow. AJaska). 
P R E G U N T A ¿ }u é faao res pueden hacer que los datos en la gráfica 
de los lemmings sean un tanto erráticos e Irregulares?
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G uard ián de la salud
Crecimiento y regulación poblacional 4 9 3
En agosto d e 2003, en el lago Erie occidental (uno de los 
G ran des Lagos que se halla e n la frontera d e Estados Unidos 
y Canadá), explotaron poblaciones d e la bacteria fotosintétlca 
M icrocystis. Aunque son m icroscóp icas (50 form adas en 
fila apenas abarcarían el punto al fina l d e esta o rac ión ), sus 
cuerpos form aron un a gruesa espum a sobre c l lago y llegaron a 
la o rIBa e n m arañas putrefactas con mal olor.
Durante las tres décadas pasadas, en todo el mundo 
han ocurrido con crec ien te frecuencia, a fina les de 
verano, explosiones poblacionales d e protistas y bacterias 
fotosintéticas, en ocasiones tóxicas. Llam adas co lectivam ente 
flo recim ien to d e a lg a s nocivas (HAB, por sus s ig las en inglés), 
estas exp losiones poblacionales de m icroorganism os tóxicos 
m atan peces y enferm an personas. Tam b ién causan grandes 
pérdidas económ icas a la Industria pesquera porque almejas, 
m ejillones y veneras se alim entan de estos organism os y 
concentran los venenos en sus cuerpos, lo que representa 
un pelig ro para los consum idores. A lgunos de los venenos 
m ás pern iciosos son neurotoxinas producidas por un puñado 
de especies de d inoflagelados (protistas d e una so la célula), 
como la Karen ia b rev ls (F IG U R A E26-1), q ue pueden alcanzar 
densidades d e 2 0 m illones por litro d e agua. Ésta y otras 
especies d e protistas pueden cau sa r mareas ro jas q ue resultan 
en m uertes m asivas de peces (véase la figura 2 0 -1 1 ).
M uchas d e las bacterias y p rotistas q ue producen 
exp losiones de a lgas dañ inas son residentes naturales de 
lagos y aguas costeras. ¿Q ué hace q ue estas poblaciones 
f lo rez can y exploten*? l a s razones son com plejas y varían con 
la especie, pero se requieren tem peraturas cá lidas d e agua y 
los nutrim entos adecuados, com o fósforo y nitrógeno. La fuga 
de estos nutrim entos proveniente d e las activ idades agrícolas 
hum anas aum enta la frecuencia e intensidad d e l HAB a lo largo 
del mundo. El ca lentam iento g lob a l puede sum arse a l problema 
al prom over el crecim iento m ás rápido d e estos protistas y 
extender su época d e crecim iento, la s poblaciones q ue florecen 
entran en 'decadencia* cuando las enorm es poblaciones de 
células agotan c l agua local d e nutrim entos y la ca íd a d e la
A H G U R A E26-1 L a c a u s a d e la s m a re a s ro ja s El
di no flagelado Karen ia b revls (visto e n color artificial e n esta 
m icrografia de barrido electrónico) provoca las mareas rojas en 
Estados Unidos.
temperatura del agua en otoño e invierno reduce aún m ás su 
tasa de reproducción.
Agendas gubernam entales aumentan los esfuerzos de 
investigación a fin de m ejorar su capacidad para monitorizar 
el HAB, por e jem plo, con e l uso d e imágenes d e satélite 
que muestran cam bios e n e l color d e l agua debido a la 
gran densidad de microorganismos. Tam bién patrocinan 
investigación acerca de las condiciones q ue estim ulan los HAB. 
para perm itir una predicción m ás temprana y m ás precisa. 
Asimismo, se realizan estudios enfocados a encontrar la forma 
de suprim ir e l crecimiento d e los organism os causantes de 
HAB (sin dañar a otras form as de vida).
350
oo rJ2 0
sa/w
275
ocn _aDU
■ V .a225
OAA I200
175
100
120
ÍOÜ
75
50
25
0V 1 1 1 1 1
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
M R G U R A 26-5 C r e d m ie n to e x p o n e n a a l d e g ru lla s 
t ro m p e te ra s l a cacería y la destrucción d e l hábnat redqjeron la 
población d e grullas trompeteras del mundo en aproximadamente 
20 individuos antes d e ser protegidas en 1940. Para 2005, su 
población silvestre creció a 340 individuas. Observa la característica 
curva en J d e l crecimiento exponencial, cato» tomados del US. Fishand 
Wlldilfe Service (Servicio de vida sa¡va)e y sesea de Estados Unidos). 2008. 
Internationa recovtry plan for ihe whoopíng erane.
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4 9 4 Comportamiento y ecología
las ra las q ue acom p añ aron a los co lon izadores po lines io s a la Isla 
d e Pascua so n un e jem p lo . En o lro caso, las personas in tro d u je ­
ro n 100 sapos d e caña e n Austra lia e n 1935 co m o un a fo rm a de 
co n tro la r a los escarabajos q ue destrufan la caña de azúcar. Las 
hem bras de los sapos de caña p o n en d e 7 ,000 a 35,000 huevos 
a la vez; adem ás, e n su n u e v o am b ien te los sapos d e caña e n ­
con traron pocos depredadores. A l d ispersarse desde su p u n to de 
liberac ión , ah o ra hab itan un área d e m ás d e u n m illó n d e k iló ­
m etros cuadrados y m igran ráp idam ente hacia nuevos hábitats; 
e llo representa un a am enaza para las espedes nativas, y a q u e se 
a lim en tan d e ellas o las desplazan. S u p o b la d ón , ahora estim ada 
en m ás de 2 0 0 m illo n es , sigue c re d e n d o exponenc ia lm en te .
C o m o aprenderás e n la siguiente secdón, todas las p ob la ­
d o n e s q ue m uestran crec im ien to exponencial even tua lm en te de­
ben estabilizarse o caer. S i el dec live es sú b ito y d ram ático , se 
describe co m o desplome poblacional.
L a r e s is t e n d a a m b ie n ta l l im it a 
d c r c d m ic n t o p o b la c io n a l
Im ag ina un a caja de Pe tr i co n cu ltivo estéril donde constantemente 
se co locan nutrim entos y se rem ueven los desechos. Si se agrega­
ra u n pequeño núm ero d e célu las ep idérm icas vivas, se pegarían 
a l fondo y com enzarían a reprodudrse m ed ian te d iv is ión celu lar 
m itótica . S i cuentas las célu las d iariam en te ba jo un m icroscopio 
y gráficas su núm ero , p o r un m om ento tu gráfica se parecerá a la 
cu rva e n form a d e I característica d e l crec im ien to exponencial. Pero 
con fo rm e las células com enzaran a ocupar todo e l esp ado d isp o ­
n ib le d e la caja d e Petri, su tasa d e c re d m ie n to frenaría y con el 
tiem p o caería a cero, lo q ue haría que e l tam año d e la pob lación 
p erm anedera constante.
E l c r e d m ie n to lo g is t ic o o c u r r e c u a n d o la s p o b la d o n e s 
n u e v a s se e s ta b iliz a n c o m o re s u lta d o 
d e l a re s is te n d a a m b ie n ta l
T u gráfica del nú m ero d e células d e p ie l ah o ra se parecerá a la de 
la R G U R A 26-6a. Este patrón d e cred m ien to , descrito co m o c r e ­
d m ie n t o p o b la c io n a l lo g is t ico , es característico d e pob ladones 
q ue aum entan hasta el nú m ero m áx im o que puede sostener su 
m ed io am biente, y luego se estab ilizan. E l tam año de la pob lación 
m áx im o q ue puede sostener un ecosistem a durante u n periodo ex­
tenso s in daño a l ecosistem a se llam a c a p a d d a d d e c a rg a ( J í ) .
t ie m p o
(a) U n a c u r v a d e c r e c i m i e n t o c o n f o r m a d e S s e e s t a b ü ó a e n la c a p a c i d a d d e c a r g a
► R G U R A 26-6 L a c u rv a S 
d e l c r e d m ie n to p o b la d o n a l 
lo g is t ico (a ) Durante el crecim iento 
bgistlco, una población permanecerá 
pequeña durante un tiem po 
antes de que su número se eleve 
dramáticamente. Con e l tiempo, 
h tasa de crecim iento se vuelve 
tras lenta conforme la población 
encuentra creciente resistencia 
ambiental dependiente d e la densidad. 
Rnalmenie, el crecimiento pobladonal 
cesa en o cerca de la capacidad de 
carga <K¡. El resultado es una curva 
con forma d e “S holgada’ , ( b ) Las 
poblaciones pueden exceder la 
capacidad de carga (K \ pero sólo 
cUrante un tiem po limitado. Se Ilustran 
tres posibles resultados.
t lo m p o
(b) C o n s e c u e n c i a s d e e x c e d e r la c a p a c i d a d d e c a r g a
c a p a c i d a d d e 
c a r g a (o r ig in a l)
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