En esta lección
- Video de la lección (próximamente)
- Apuntes de la lección
- Ejemplos resueltos
- Ideas clave
- Alineación con NGSS
Llévatelo
Pregunta esencial
¿Qué controla qué tan grande puede llegar a ser una población?
Los conejos se reproducen rápido, pero las poblaciones de conejos no llenan toda la pradera. Algo los frena. En esta lección aprenderás qué limita el tamaño de una población, cómo el hacinamiento cambia el efecto de algunos límites y por qué la capacidad de carga puede cambiar. Al final, deberías poder usar datos para explicar qué limita a una población.
Video de la lección próximamente. Mientras tanto, lee la lección que aparece abajo.
Factores limitantes
- Un factor limitante impide que una población crezca más
- Recursos: comida, agua, espacio, refugio
- Otros límites: depredadores, enfermedades, competencia, clima extremo
- El recurso más escaso fija el límite
Un factor limitante es cualquier cosa que impide que una población crezca más. Algunos son recursos que los organismos necesitan, como comida, agua, espacio y refugio. Otros son presiones sobre la población, como los depredadores, las enfermedades, la competencia y el clima extremo. Cuando un recurso escasea, limita a la población aunque los demás recursos abunden, así que el recurso más escaso suele fijar el límite. En conjunto, los factores limitantes determinan la capacidad de carga (K), la población más grande que el ambiente puede sostener a lo largo del tiempo.
Factores dependientes e independientes de la densidad
- Densidad: qué tan hacinada está una población
- Dependiente de la densidad: el efecto crece con el hacinamiento
- Ejemplos: competencia, enfermedades, depredación
- Independiente de la densidad: el efecto no depende del hacinamiento
- Ejemplos: incendio forestal, inundación, sequía, frío extremo
Los factores limitantes se dividen en dos grupos. Un factor dependiente de la densidad tiene un efecto más fuerte cuando la población está más hacinada. Las enfermedades se propagan más fácilmente entre animales hacinados, y los individuos hacinados compiten con más fuerza por la comida. Un factor independiente de la densidad afecta a la población sin importar qué tan hacinada esté. Un incendio forestal o una ola de frío extremo pueden dañar por igual a una población pequeña y a una grande. Los factores dependientes de la densidad tienden a frenar el crecimiento cuando una población se acerca a su capacidad de carga, y por eso ayudan a explicar la gráfica en forma de S de la lección anterior.
Condiciones estables y cambiantes
- En condiciones estables, el tamaño de la población se mantiene cerca de K
- Los números suben y bajan un poco alrededor de K
- Un cambio en un factor limitante cambia K
- Entonces la población se desplaza hacia el nuevo K
Mientras las condiciones se mantienen estables, las interacciones entre los organismos y su ambiente mantienen el tamaño de una población bastante constante. Sube un poco cuando los recursos abundan y baja un poco cuando escasean, y se mantiene cerca de su capacidad de carga. La capacidad de carga no es fija. Si un factor limitante cambia, como una sequía que reduce el suministro de comida, la capacidad de carga también cambia y la población se desplaza hacia el nuevo nivel, más bajo. Si las condiciones cambian mucho o durante mucho tiempo, los tipos y los números de organismos del ecosistema también pueden cambiar.
Ejemplos resueltos
Primero intenta resolver cada problema por tu cuenta y luego abre la solución para revisar tu trabajo.
Ejemplo 1: Peces en un estanque
Un estanque produce 12,000 kg de algas cada año. Cada pez del estanque necesita 40 kg de algas por año, y la comida es el único factor limitante. Estima la capacidad de carga para los peces. Luego encuentra la nueva capacidad de carga después de que una sequía reduce el suministro de algas en 25%.
Mostrar la solución
- Capacidad de carga: 12,000 kg de algas por año ÷ 40 kg por pez por año = 300 peces
- Algas después de la sequía: 12,000 kg × 0.75 = 9,000 kg por año
- Nueva capacidad de carga: 9,000 kg ÷ 40 kg por pez = 225 peces
- Cambio: 300 − 225 = 75 peces menos
- Razonamiento: un suministro de comida más pequeño sostiene una población más pequeña, así que K bajó.
- Respuesta: K = 300 peces; después de la sequía, K = 225 peces.
Ejemplo 2: Hacinamiento y reproducción
Unos investigadores midieron cuántas crías produjo cada hembra en poblaciones de distintas densidades (datos de ejemplo). Describe el patrón. ¿Cuántas crías por hembra se produjeron con 40 individuos por hectárea? ¿En qué porcentaje bajaron las crías por hembra entre la densidad más baja y la más alta? Aquí, ¿el hacinamiento es un factor dependiente o independiente de la densidad?
Mostrar la solución
- Patrón: conforme la densidad aumenta, las crías por hembra disminuyen.
- Con 40 por hectárea: 4.0 crías por hembra.
- Porcentaje de disminución: (6.0 − 1.0) ÷ 6.0 × 100 = 83%
- Clasifica: dependiente de la densidad, porque el efecto sobre la reproducción cambia según qué tan hacinada está la población.
- Razonamiento: en una población hacinada, los individuos compiten por recursos limitados, así que se producen menos crías. Esto frena el crecimiento de la población.
- Respuesta: Las crías por hembra disminuyen conforme la densidad aumenta; 4.0 con 40 por hectárea; disminución de 83%; dependiente de la densidad.
Ejemplo 3: Una sequía y la capacidad de carga
La gráfica muestra el tamaño de una población de venados durante 20 años (datos de ejemplo). Una sequía empezó en el año 11. Usa la gráfica para escribir un enunciado de afirmación, evidencia y razonamiento sobre cómo cambió la sequía a la población. Incluye los tamaños medios de la población de los años 1 a 10 y de los años 11 a 20.
Mostrar la solución
- Media de los años 1 a 10: los diez valores suman 4,000, así que la media es 4,000 ÷ 10 = 400 venados.
- Media de los años 11 a 20: los diez valores suman 2,400, así que la media es 2,400 ÷ 10 = 240 venados.
- Cambio porcentual: (400 − 240) ÷ 400 × 100 = 40% menos
- Afirmación: la sequía redujo la capacidad de carga, así que la población bajó a un tamaño más pequeño.
- Evidencia: antes de la sequía la población se mantuvo entre 380 y 420 venados, con una media de 400. Después de que empezó la sequía, bajó a 290 en el año 11 y la media de los años 11 a 20 fue de 240, que es 40% menos.
- Razonamiento: en condiciones estables, la población se mantiene cerca de K. Una sequía reduce la comida y el agua, que son factores limitantes, así que el ambiente sostiene menos venados y la población se desplaza a un nuevo nivel, más bajo.
- Respuesta: La sequía bajó K; la media cayó de 400 a 240 venados, una disminución de 40%.
Práctica
Clasifica los factores limitantes en dependientes e independientes de la densidad, estima la capacidad de carga a partir del suministro de un recurso y usa datos para explicar qué limita a una población. Inténtalo primero por tu cuenta y luego revisa tu trabajo con la clave de respuestas.
- Hoja de práctica: Factores limitantes (PDF) (en inglés)
- Clave de respuestas: Factores limitantes (PDF) (en inglés)
Diapositivas de la lección
Ideas clave
- Un factor limitante impide que una población crezca más
- Los factores dependientes de la densidad se hacen más fuertes cuando una población se hacina
- Los factores independientes de la densidad actúan sin importar el hacinamiento
- La capacidad de carga depende del suministro de los recursos limitantes
- Si un factor limitante cambia, la población se desplaza hacia una nueva capacidad de carga
De vuelta a la pregunta esencial: los recursos y otros factores limitantes controlan qué tan grande puede llegar a ser una población. Los factores dependientes de la densidad, como la competencia y las enfermedades, se hacen más fuertes cuando una población se hacina, lo que la mantiene cerca de su capacidad de carga. Si las condiciones cambian, la capacidad de carga cambia y la población se ajusta. A continuación, compararás cómo se reproducen distintas especies.
Alineación con NGSS
Esta lección avanza hacia estas expectativas de desempeño de los Estándares de Ciencias de Nueva Generación (NGSS):
- HS-LS2-1: Usar representaciones matemáticas o computacionales para respaldar explicaciones sobre los factores que afectan la capacidad de carga de los ecosistemas a distintas escalas.
- HS-LS2-6: Evaluar las afirmaciones, la evidencia y el razonamiento de que las interacciones complejas en los ecosistemas mantienen números y tipos de organismos relativamente constantes en condiciones estables, pero que los cambios en las condiciones pueden dar como resultado un nuevo ecosistema.
Ideas disciplinarias básicas: LS2.A Relaciones de interdependencia en los ecosistemas; LS2.C Dinámica, funcionamiento y resiliencia de los ecosistemas