como las bacterias, en cada generación se duplica el tamaño poblacional. Comenzando con una bacteria, en 20 ciclos reproductivos se alcanza más de un millón de ellas, lo que, dependiendo de las condiciones ambientales, puede ocurrir en unas pocas horas. Evento reproductivo n.° de individuos n.° de nuevos individuos 0 1 0 1 2 1 2 4 2 3 8 4 4 16 8 5 32 16 6 64 32 7 128 64 8 256 128 9 512 256 10 1024 512 Crecimiento geométrico N úm er o de in di vi du os Número de eventos reproductivos 1200 1000 800 600 400 200 0 0 2 4 6 8 10 nidad 3 Biosfera: s s componentes y procesos principales 32 Entonces, para una población cualquiera, si los nacimientos son mayores que las muertes, la tasa de crecimiento r será positiva y la población crecerá; por el contrario, si los nacimientos son menores que las muertes, r será negativo y la población decrecerá. Asimismo, si queremos incluir los procesos de inmigración (i) y emigración (e), bastaría con agregar un nuevo término que dé cuenta de ellos en nuestra ecuación: r = (b - d) + (i - e) De esta manera, podríamos ver el efecto de los procesos migratorios en la dinámica poblacional. Es necesario mencionar que estos modelos teóricos de crecimiento en la práctica rara vez ocurren, porque no siempre nace o muere la misma cantidad de individuos, el ambiente no es estable y, puesto que los recursos no son ilimitados, las poblaciones no pueden crecer indefinidamente. Aun así, este modelo sirve de punto de partida para otros modelos más realistas. Crecimiento logístico: cuando los recursos son limitados Como ya dijéramos, en la naturaleza los recursos como alimento, refugio y sitios de anidación no son ilimitados. Esto establece una lucha por la existencia en que los organismos mejor dotados tienden a dejar una mayor descendencia. Si los recursos no fueran limitados, cada individuo de la población podría expresar su potencial reproductivo, y el resultado de esto sería un crecimiento geométrico o exponencial. Sin embargo, en la medida que los recursos escasean, la menor provisión de estos determina que en promedio cada individuo tenga una menor cantidad de recursos disponibles para realizar sus funciones vitales, entre ellas, la reproducción. Esto hace que, en promedio, en la población se vayan produciendo cada vez menos crías mientras la población crece y la limitación de recursos aumenta. Esta limitación se hace máxima cuando el tamaño de la población se acerca a la capacidad de carga del ambiente (K), es decir, al número máximo de individuos de una población que se pueden mantener en un ambiente con ciertas condiciones y en un determinado período. Sería de esperar que cuando la especie se acerque a la capacidad de carga, su crecimiento se detenga, pero en la naturaleza esto no siempre ocurre de esta manera. Debido a los ciclos estacionales, la abundancia de recursos cambia en los ambientes, y muchas especies utilizan las épocas más favorables, en términos de las condiciones ambientales y abundancia de recursos, para reproducirse. Como resultado, el número de crías es alto y el tamaño poblacional también aumenta. Si la abundancia de recursos disminuye con el cambio estacional, la capacidad de carga del ambiente también se aminora y con esto se reduce drásticamente la disponibilidad de recursos de la población. Si el tamaño poblacional se encuentra sobre K, entonces la mortalidad aumenta y la población se reduce. Esto también podría ocurrir en especies con tiempos gestacionales largos, puesto que en este caso la fecundación se puede producir en un momento en que los recursos sean abundantes y las crías nacer en un período de menor abundancia de recursos. Veamos un ejemplo en el gráfico, considerando lo que sucede con una población de guppies en un acuario. Los términos utilizados en los modelos de crecimiento derivan de palabras en inglés. Es así como la tasa de natalidad se expresa como b, proveniente de irths, que significa nacimientos, y la tasa de mortalidad, como d, ya que se asocia a la palabra deaths, que significa muertes. AYUDA Crecimiento logístico N úm er o de in di vi du os Número de eventos reproductivos Curva calculada considerando r = 1.0 y K = 100 120 100 80 60 40 20 0 0 2 4 6 8 10 12 Evento reproductivo n.° de individuos n.° de nuevos individuos 0 1 0 1 2 1 2 4 2 3 8 4 4 15 7 5 28 13 6 47 20 7 72 25 8 92 20 9 99 7 10 100 1 2 3 Biología 4º medio n evo explor@ndo 33 Estrategias reproductivas La reproducción es un proceso que consume gran cantidad de energía a los organismos. El número de crías depende, entre otras cosas, del tamaño de la especie y de la cantidad de energía que se invierta en la reproducción. Por otra parte, la mortalidad también está en parte determinada por el tamaño de los organismos. El balance entre reproducción y mortalidad y su relación con el tamaño de la especie dan cuenta de distintas estrategias que emplean para reproducirse. Estrategia r En la mayoría de las especies, las etapas tempranas del ciclo de vida pueden ser más vulnerables debido a su reducido tamaño, fuerza, capacidad de movimiento o tolerancia a las condiciones abióticas. Muchas especies contrarrestan esto mediante una producción abundante de descendencia per cápita. Esto significa que cada organismo que llega a edad reproductiva produce una gran cantidad de descendientes. Debido a las altas tasas de mortalidad, solo unos pocos lograrán sobrevivir y pasar a formar parte de la población reproductiva. Este tipo de estrategia se conoce como estr tegi tipo r, porque depende de la tasa intrínseca de crecimiento (r). Las especies con estrategia r tienden, además, a ser especies con ciclo de vida corto, de menor tamaño, con reducidas capacidades competitivas y, por lo mismo, fácilmente excluidas por especies de mayor tamaño y/o con mayores capacidades competitivas. Estas especies por lo general tienen amplios rangos de tolerancia a las condiciones ambientales o son generalistas en la utilización de los recursos, lo que les permite utilizar ambientes que para otras resultarían inhóspitos. Gracias a sus extraordinarias capacidades reproductivas y de tolerancia, tienden a ser las primeras en llegar a los ambientes luego de una perturbación (especies sucesionales tempranas). Su estrategia, por lo tanto, no solo contrarresta los efectos de una alta mortalidad temprana, sino que a nivel comunitario les permite la coexistencia con otras especies superiores a nivel competitivo. Estas especies son comunes en ambientes donde las fuentes de mortalidad abiótica son las predominantes, en comunidades en estados tempranos de sucesión o en ambientes fluctuantes o inhóspitos. Estrategia K Muchas de las especies de mayor tamaño en las comunidades suelen ser las dominantes o más fuertes en términos competitivos. El mayor tamaño tiene costos asociados que se relacionan con la cantidad de energía y de tiempo que debe invertirse para alcanzar este estado. Los costos, sin embargo, son compensados con algunas ventajas comparativas de un individuo de mayor tamaño. Por ejemplo, muchas fuentes de mortalidad se reducen progresivamente al aumentar el tamaño, como la susceptibilidad a los depredadores. Además, en general, los organismos más grandes tienen una mayor reserva energética que se traduce en una menor susceptibilidad a la inanición, una mayor resistencia a las condiciones climáticas adversas y a las enfermedades. Todo esto reduce considerablemente las fuentes de mortalidad, particularmente las de mortalidad temprana. Sin embargo, para aumentar el tamaño de las crías es necesario invertir una gran cantidad de energía y tiempo, lo que limita el número de estas en cada evento reproductivo y a lo largo de la vida de los progenitores. Especies con estrategia tipo r Las especies con estrategia r suelen ser de pequeño tamaño, como las hormigas y las mariposas. nidad 3 Biosfera: s s componentes y procesos principales 34 Puesto que las crías de mayor tamaño son más costosas de producir, los organismos con esta estrategia invierten una gran cantidad de tiempo en el cuidado y crianza de estas, el que aumenta con el tamaño y la longevidad de la especie. Estas especies, como ya mencionamos, tienden a ser las dominantes en las comunidades y, por lo tanto, su estrategia se basa en maximizar sus capacidades competitivas y hacer un uso eficiente de los recursos, lo que les permite explotar los ambientes a niveles cercanos a su capacidad de carga (K), de ahí el nombre de este tipo de estrategia. Estas especies pueden ser más abundantes en comunidades cercanas al clímax sucesional y en ambientes con condiciones ambientales