Modelamiento ecologico

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA VIDA

FICHA DE LA PRÁCTICA PARA LABORATORIO

LABORATORIO:

(Nombre del laboratorio donde se realiza la práctica)

PRÁCTICA Nº

12

BIOG1001

FECHA

NOMBRES COMPLETOS: PARALELO: TEMA DE LA PRÁCTICA: VALOR DE LA PRÁCTICA:

MODELAMIENTO ECOLÓGICO CALIFICACIÓN

INTRODUCCIÓN: Las poblaciones biológicas son unidades dinámicas, con propiedades cambiantes como el tamaño, es decir, el número de individuos que conforman la población. El tamaño poblacional depende del equilibrio entre las tasas de incremento (natalidad e inmigración) y las de decremento (mortalidad y emigración). El crecimiento de la población se puede modelar de distintas maneras, entre estas, como un crecimiento de tipo exponencial o un crecimiento de tipo logístico. En el crecimiento exponencial se asume que los recursos que necesita la población son ilimitados y, por tanto, no hay un freno para su crecimiento. Este modelo se usa para describir el potencial biótico, es decir, cómo crecería la población si solo dependiera de sus características internas, como tasas de reproducción. La ecuación de este modelo es:

Nt = N0 . e r.t Donde: Nt es el número de individuos de la población en tiempo t N0 es el número inicial de individuos en la población t es el tiempo transcurrido r es la tasa intrínseca de crecimiento Por el contrario, en el crecimiento logístico se asume que sí existe un freno, debido a que el ambiente no puede albergar a todos los individuos que nacenm sino que tiene una capacidad de carga limitada. Este modelo también se conoce como dependiente de la densidad o densodependiente y su ecuación es:

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𝒅𝑵 𝑲−𝑵 = 𝐫. 𝐍 ( ) 𝒅𝒕 𝑲 la cual es una ecuación diferencial, que se puede resolver de la siguiente forma:

𝑵𝒕 =

𝑵𝟎 . 𝑲 𝑵𝟎 + (𝑲 − 𝑵𝟎 ). 𝒆−𝒓.𝒕

Donde: Nt es el número de individuos de la población en tiempo t N0 es el número inicial de individuos en la población t es el tiempo transcurrido r es la tasa intrínseca de crecimiento K es capacidad de carga (o tamaño máximo de la población) La Figura 1 ilustra la relación entre el potencial biótico o curva de crecimiento exponencial, el crecimiento logístico y la resistencia ambiental o capacidad de carga en una población.

Figura 1: Ejemplos de curvas de crecimiento exponencial y logístico de una población

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Los modelos de simulación emplean ecuaciones que describen cambios dinámicos y sirven para elaborar predicciones, así como comprender mejor un problema o fenómeno. El programa POPULUS de la Universidad de Minnesota constituye una de las herramientas más comúnmente utilizadas de los cursos de Ecología y Genética de Poblaciones, para la simulación de procesos biológicos en las poblaciones. En la presente actividad práctica se simularán el crecimiento exponencial y el logístico, que constituyen las bases del estudio de la dinámica de poblaciones, utilizando el programa POPULUS. Mediante este programa podemos visualizar en pocos instantes, procesos ecológicos o evolutivos que en la naturaleza serían difíciles de observar y además, manipulando variables, podemos hacer predicciones sobre lo que pudiera ocurrir en escenarios futuros.

OBJETIVO GENERAL: Aplicar bases de modelamiento ecológico en la simulación de crecimiento exponencial y logístico de poblaciones empleando el software POPULUS.

PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS:

1.- Descargar el software Populus => http://cbs.umn.edu/populus/overview en el computador (compatible con todo sistema operativo). Instalar Java en el computador antes de correr el software (disponible en la misma página web). 2.- Siguiendo las instrucciones del profesor elegir los modelos de crecimiento mencionados en el software, ingresar los parámetros y observar y descargar las gráficas resultantes para el informe. En primer lugar, empezaremos con un ejemplo de modelo de crecimiento exponencial.

A. CRECIMIENTO EXPONENCIAL Considere una población con reproducción continua que crece de acuerdo al modelo de crecimiento exponencial y que tiene un N0 = 50 individuos y un r = 0,365 individuos/año. Simule el crecimiento de la población en el programa POPULUS.

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1.

Proyecte el crecimiento poblacional por 5, 10, 15, 20 generaciones (pegue los gráficos).

2.

Anote los tamaños poblacionales obtenidos, observando los gráficos.

3.

Note lo que pasa si r = 0 y si r > 1, si se proyecta el crecimiento por 20 generaciones. Explique lo que pasa y pegue los gráficos.

4.

¿Qué valor debe tener r para que la población luego de 50 años, alcance un valor de Nt = e x N0 Explique la resolución matemática del problema. ¿Qué forma aproximada tiene la curva de crecimiento poblacional resultante si se alimenta el modelo con estos datos?

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B. CRECIMIENTO LOGISTICO Ahora, considere una población con reproducción continua que crece en un ambiente con recursos limitados y tiene un N0 = 5 individuos, un r = 0,2 individuos/año y un K = 500 individuos. Simule el crecimiento de la población en el programa POPULUS. 1. Proyecte el crecimiento poblacional por 50 generaciones (pegue el gráfico).

2. Observe lo que pasa si se incrementa la tasa de crecimiento poblacional desde r = 0.2 hasta r = 5 (pegue el gráfico y explique).

3. ¿Qué pasa ahora si se disminuye r = 5 hasta que r = 0 (pegue el gráfico y explique).

4. Incremente r hasta su valor original (r = 0.2) y empiece a incrementar N0 paulatinamente. ¿Qué pasa cuando N0 es menor que K? (pegue el gráfico y explique).

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5. ¿Qué pasa cuando N0 es mayor que K? (pegue el gráfico y explique).

6. ¿Qué pasa cuando N0 es igual a K? (pegue el gráfico y explique).

7. ¿Qué pasa cuando N0=0 y cuando K=0? (pegue el gráfico y explique).

CUESTIONARIO (utilizando otras referencias):

1. Contraste las siguientes terminologías: Nicho ecológico vs. hábitat

Población vs. especie

Factores denso-dependientes vs. factores denso-independientes

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2. ¿De qué factores depende la capacidad de carga de un ecosistema?

3. ¿De qué factores depende la tasa intrínseca de crecimiento poblacional (r)?

CONCLUSIONES:

RECOMENDACIONES:

REFERENCIAS:

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