Resistencia ambiental: factores y ejemplos

La resistencia ambiental son los factores que en su conjunto limitan el crecimiento de una población natural. Estos pueden ser dependientes de la densidad de la población, como la competencia, depredación, parasitismo o la calidad ambiental. También pueden ser independientes de la densidad como las catástrofes o la estacionalidad climática.

En ausencia de factores de regulación ambiental, cualquier población natural crecería según su potencial biótico, de forma exponencial. Sin embargo, los efectos de la resistencia ambiental limitan el crecimiento de la población, alcanzando un equilibrio.

Depredación. Factor de resistencia ambiental densodependiente. Autor: www.flirck.com

Las diferentes interacciones entre los factores que ejercen resistencia ambiental en el crecimiento poblacional generan dinámicas poblacionales altamente variables.

Generalmente las poblaciones alcanzan un equilibrio dinámico que se representa gráficamente en curvas que oscilan alrededor de un valor de equilibrio.

¿En qué consiste la resistencia ambiental?

El modelo más simple de la dinámica de una población asume que, en condiciones ambientales óptimas, el número de individuos incrementa según el potencial biótico de la población.

Es decir, que la tasa de crecimiento per capita (r) es siempre la misma, cualquiera que sea el tamaño poblacional. Bajo estas premisas el crecimiento de la población sería exponencial.

En la naturaleza, las poblaciones pueden crecer de manera exponencial en una fase inicial, pero no pueden mantener esta dinámica infinitamente. Existen factores que limitan o regulan el crecimiento de esta población. A la suma de estos factores se le conoce como resistencia ambiental.

Los factores que ejercen una resistencia ambiental actúan disminuyendo la tasa de crecimiento per capita a medida que la población se acerca a su tamaño óptimo, mejor conocido como capacidad de carga.

Esta dinámica genera un crecimiento logístico que generalmente alcanza un equilibrio dinámico, con fluctuaciones periódicas estables alrededor de la capacidad de carga (K).

Factores de la resistencia ambiental

-Densoindependientes

Cuando los factores que generan resistencia ambiental son independientes de la densidad de individuos, se dice que son densoindependientes.

Algunos factores independientes de la densidad pueden ocurrir periódicamente con las estaciones, como el fuego, la sequía, las inundaciones o las heladas. Estos intervienen en la regulación del tamaño poblacional.

Al constituir de forma recurrente año tras año, ejercen una presión selectiva constante, que en ocasiones ha generado adaptaciones específicas en los individuos que les ha permitido incrementar su aptitud y sobrevivir año a año, a pesar de su efecto regulador.

Otros efectos densoindependientes aleatorios, como cambios extremos en el clima, erupciones volcánicas y otros desastres naturales, pueden producir cambios erráticos en las poblaciones. Estos no pueden mantener el tamaño poblacional en niveles constantes o en un punto de equilibrio.

-Densodependientes

Si los factores que regulan el crecimiento de la población dependen de la densidad de individuos, entonces son llamados densodependientes. Estos factores pueden ser abióticos o bióticos.

Factores abióticos

Los factores de resistencia ambiental densodependientes abióticos son aquellos que ocurren cuando el incremento en el tamaño poblacional altera las condiciones fisicoquímicas del hábitat.

Por ejemplo, una densidad poblacional alta puede generar la acumulación de desechos nocivos que disminuyan la sobrevivencia o la tasa de reproducción de los individuos.

Factores bióticos

Los factores bióticos son los resultantes de la interacción entre individuos de una especie o de diferentes especies. Por ejemplo, la competencia, la depredación y el parasitismo.

Competencia

La competencia ocurre cuando los recursos vitales utilizados por individuos de una misma especie o de especies diferentes son limitados. Algunos recursos limitantes pueden ser los nutrientes, el agua, el territorio, los refugios ante depredadores, los individuos del sexo opuesto, la luz, entre otros.

En la medida en que la población incrementa, disminuye la disponibilidad per capita de recursos, con lo cual se reduce la tasa reproductiva de los individuos y la tasa de crecimiento de la población. Este mecanismo genera una dinámica de crecimiento logístico.

Depredación

La depredación es un tipo de interacción entre especies mediante la cual un individuo de una especie (depredador) caza a un individuo de otra especie (presa) para consumirlo como alimento. En este tipo de interacción, la densidad de cada población ejerce una regulación sobre la otra.

En la medida en que la presa incrementa su tamaño poblacional, la población del depredador incrementa por la disponibilidad de alimento. Pero, al incrementar la densidad de depredadores, la población de presas disminuye por un incremento en la presión de depredación.

Este tipo de interacción genera curvas de crecimiento poblacional cuyo equilibrio es dinámico. No se alcanza un tamaño poblacional estático en la capacidad de carga, sino que las poblaciones se mantienen constantemente oscilando alrededor de este valor.

Parasitismo

El parasitismo es una interacción mediante la cual un individuo de una especie (parásito) se beneficia de los individuos de otra especie (huésped), produciendo una disminución en su probabilidad de sobrevivencia o de reproducción. En este sentido, también se la considera como un mecanismo de regulación poblacional.

La interacción entre parásitos y hospederos puede generar dinámicas similares a la de depredadores y presas. Sin embargo, la diversidad de tipos de interacciones parasito-hospedero en la naturaleza es infinita, por lo cual, pueden generarse también dinámicas más complejas.

-Interaccciones

En la naturaleza, los efectos dependientes e independientes de la densidad interactúan en la regulación de las poblaciones, produciendo gran diversidad de patrones.

Una población puede mantenerse en un tamaño cercano a la capacidad de carga por efecto de factores dependientes de la densidad, y eventualmente experimentar una disminución abrupta debido a una catástrofe natural independiente de la densidad.

Ejemplos

Crecimiento bacteriano

Cuando un inoculo de bacterias se siembra en un medio de cultivo, puede observarse una curva de crecimiento con cuatro fases. En esta curva se puede apreciar claramente el crecimiento exponencial inicial y el efecto de la regulación ambiental.

Se evidencia inicialmente una fase estacionaria y por último un efecto de declive en el tamaño poblacional.

Durante la primera fase de adaptación las bacterias no se reproducen, sino que sintetizan ARN, enzimas y otras moléculas. Durante esta fase no se observa un crecimiento poblacional.

Curva de crecimiento bacteriano. Autor: M•Komorniczak -talk-Illustration by : Michał KomorniczakThis file has been released into the Creative Commons 3.0. Attribution-ShareAlike (CC BY-SA 3.0)If you use on your website or in your publication my images (either original or modified), you are requested to give me details: Michał Komorniczak (Poland) or Michal Komorniczak (Poland).For more information, write to my e-mail address: [email protected] [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons

En la siguiente fase ocurre la división celular. Las bacterias se reproducen por fusión binaria, una célula se divide en dos células hijas.

Este mecanismo genera un crecimiento exponencial en el que el tamaño poblacional se duplica en cada período de tiempo consecutivo. Sin embargo, esta fase no puede continuar infinitamente porque los nutrientes del medio comienzan a ser limitantes.

La tercera fase de la curva es estacionaria. La reducción de los nutrientes y la acumulación de toxinas traen como consecuencia la reducción de la taza de crecimiento poblacional hasta alcanzar un valor constante en el número de bacterias. En este punto la tasa de producción de nuevas bacterias se equilibra con la tasa de muerte bacteriana.

En la fase final de la curva ocurre una disminución abrupta del número de bacterias. Esto ocurre cuando se han agotado todos los nutrientes del medio de cultivo y las bacterias mueren.

Linces y liebres

El ejemplo típico de la regulación poblacional entre poblaciones de depredador y presa es el de los linces y las liebres. Una disminución en el tamaño poblacional de las liebres produce una merma en el número de linces.

Un menor número de linces disminuye la presión de depredación de las liebres y produce a su vez un incremento en el número de linces.

Es importante considerar que en la dinámica poblacional de las liebres también está mediada por la disponibilidad de alimento para estas.

Dinamica poblacional generada por la regulación ambiental entre linces (depredadores) y liebres (presas). Autor: CNX OpenStax [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)], via Wikimedia Commons

Lemmings

Un caso de estudio interesante ocurre con los Lemmings en Groenlandia. La población de estos mamíferos es regulada por cuatro especies depredadoras: un búho, un zorro, una especie de ave y el armiño (Mustela erminea).

Los tres primeros son depredadores oportunistas que se alimentan de los lemmings solo cuando estos son abundantes. Mientras que el armiño se alimenta exclusivamente de los lemmings.

Esta interacción entre los diferentes factores de regulación produce oscilaciones periódicas en el crecimiento poblacional que genera ciclos de cuatro años en los lemmings. Esta dinámica puede ser explicada de la siguiente forma.

Cuando los lemmings se encuentran en tamaños poblacionales bajos son depredados únicamente por los armiños. Al tener una presión de depredación relativamente baja, incrementa rápidamente su tamaño poblacional.

Al  incrementar la población de lemmings, los depredadores oportunistas comienzan a cazarlos con más frecuencia. Por otro lado, los armiños también incrementan su tamaño poblacional, al haber una mayor disponibilidad de alimento. Esta situación genera un límite dependiente de la densidad sobre la población de lemmings.

El incremento en el número de especies depredadoras y en el tamaño de sus poblaciones genera una presión de depredación muy fuerte sobre los lemmings provocando una disminución abrupta en el tamaño poblacional.

Esta disminución de la presa se refleja en una reducción del tamaño poblacional de armiños al año siguiente, debido a una disminución en el alimento, dando comienzo a un nuevo ciclo.

Diferencia con potencial biótico

El potencial biótico es la máxima capacidad de crecimiento de una población natural sujeta a condiciones ambientales óptimas.

Por ejemplo, cuando el alimento es abundante, las condiciones ambientales de humedad, pH y temperatura son favorables, y sus individuos no están expuestos a depredadores o enfermedades.

Relación teorica entre potencial biótico, resistencia ambiental y capacidad de carga. Modificado de: flickr.com/photos/internetarchivebookimages

Esta característica poblacional está determinada por la capacidad reproductiva de los individuos (generalmente de las hembras), es decir, por cuánta descendencia es capaz de producir a lo largo de su vida, lo cual depende de la edad de la primera reproducción, el número de hijos en cada evento reproductivo y de la frecuencia y cantidad de estos eventos.

El potencial biótico de una población es limitado por la resistencia ambiental. La interacción entre ambos conceptos genera la capacidad de carga.

Referencias

  1. Colaboradores de Wikipedia. Crecimiento bacteriano [en línea]. Wikipedia, La enciclopedia libre, 2018 [fecha de consulta: 22 de diciembre del 2018]. Disponible en es.wikipedia.org.
  2. Hasting, A. 1997. Population Biology: Concepts and Models. Springer. 244 pp.
  3. Turchin, P. 1995. Chapter 2: Population Regulation: Old Arguments and a New Synthesis. En: Cappuccino, N. & Price P.W. Population Dynamics: New Approaches and Synthesis. Academic Press. London, UK.
  4. Tyler Miller, Jr. and Scott E. Spoolman. 2009. Essentials of Ecology. 5a edición. G. Tyler Miller, Jr. and Scott E. Spoolman. 560 pp.
  5. Wikipedia contributors. (2018, December 11). Biotic potential. In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 16:17, December 22, 2018, from en.wikipedia.org.
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Licenciada en Biología. Mención Ecología. Universidad Central de Venezuela.

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