Crecimiento poblacional logístico

Crecimiento de la población

Las poblaciones están formadas por grupos de individuos de una especie concreta que viven en un área determinada. El tamaño de una población se refiere al número total de individuos de esa población en un área específica, mientras que la densidad de la población se refiere al tamaño de la población en relación con el hábitat que ocupa (normalmente se muestra como individuo por unidad de área, como por ^km2).

El crecimiento de la población se refiere al aumento del número de individuos de una población de una especie a lo largo de un periodo de tiempo. Se reconocen dos tipos de crecimiento de la población: exponencial y logístico. El crecimiento exponencial de la población es muy poco frecuente en la naturaleza, siempre es temporal y se produce cuando la tasa de crecimiento per cápita de una población determinada permanece constante, independientemente de su tamaño. El crecimiento exponencial se observa con mayor frecuencia en entornos experimentales con bacterias, pero puede observarse durante breves periodos en organismos más grandes (por ejemplo, los humanos durante el siglo XX y principios del XXI). La razón de que siempre sea temporal es que las poblaciones siempre se ven afectadas por factores externos e internos que inevitablemente limitan el crecimiento sin fin. A lo largo del resto del artículo trataremos el escenario más habitual de crecimiento de la población, el crecimiento logístico de la población.

Definición de crecimiento logístico de la población

El crecimiento logístico de lapoblación es, con mucho, el tipo más común de crecimiento de la población y se produce cuando la tasa de crecimiento per cápita de la población de la especie disminuye a medida que aumenta su tamaño. La tasa de crecimiento de la población disminuye a medida que se acerca a la capacidad de carga, en la que influyen factores limitantes dependientes de la densidad e independientes. Los factores limitantes dependientes de la densidad suelen estar relacionados con los recursos. Por ejemplo, una especie presa que experimenta una explosión demográfica puede experimentar también mayores niveles de depredación, mientras que una especie depredadora que experimenta un gran aumento de su población puede sufrir inanición o un aumento de la competencia entre individuos. Los factores limitantes dependientes de la densidad también pueden incluir el aumento de la propagación de enfermedades contagiosas, debido a poblaciones de mayor densidad con un mayor número de individuos muy próximos entre sí.

Los factores limitantes independientes de la densidad suelen implicar acontecimientos catastróficos, como erupciones volcánicas, incendios forestales o tsunamis. En los seres humanos, sin embargo, los incendios forestales pueden ser en realidad dependientes de la densidad, ya que más personas equivalen a más posibilidades potenciales de provocar un incendio forestal provocado o accidental. Ambos tipos de factores limitantes tienen como resultado el tamaño máximo de una población determinada: su capacidad de carga.

Las poblaciones también suelen variar significativamente a lo largo de periodos de tiempo. Estas variaciones se conocen como dinámica poblacional y desempeñan un papel importante en las tasas de crecimiento per cápita de las poblaciones. Las tasas de natalidad, mortalidad, inmigración y emigración se conocen colectivamente como tasas vitales de la dinámica de poblaciones. Las tasas de natalidad e inmigración por sí solas se conocen como reclutamiento de la población.

Ejemplo de crecimiento logístico de la población

Dar ejemplos de crecimiento logístico de la población es muy fácil, ya que prácticamente todas las poblaciones que se dan de forma natural experimentan este tipo de crecimiento, pero te daremos un ejemplo para que puedas entender mejor el concepto.

Un buen ejemplo de crecimiento logístico de la población que observaron los biólogos en tiempo real fue la recuperación del caimán americano (Alligator mississippiensis) en el sureste de Estados Unidos durante la segunda mitad del siglo XX. A muchos os sorprenderá saber que esta especie actualmente abundante (sobre todo en Florida y Luisiana) estuvo en su día al borde de la extinción. En 1967, los caimanes fueron clasificados en peligro de extinción en Estados Unidos y se les concedió protección. En 1987, sin embargo, su número había aumentado hasta tal punto que ya no se consideraban amenazados. En la actualidad, los caimanes americanos se cuentan por millones, aunque siguen enfrentándose a amenazas localizadas y todavía se están recuperando en algunas zonas marginales de su área de distribución (por ejemplo, el sureste de Oklahoma).

A medida que aumentaba la población de caimanes, la abundancia de presas y la disponibilidad de hábitat actuaban como factores limitantes dependientes de la densidad que afectaban a la capacidad de carga de la especie. A medida que las zonas de hábitat alcanzaban su capacidad, los caimanes recolonizaban otras zonas de hábitat adecuado cercanas. Este proceso continuó durante décadas y, con el tiempo, la especie recolonizó la mayor parte de su área de distribución histórica conocida. La expansión ulterior y el crecimiento de la población están limitados por factores dependientes de la densidad (hábitat y presas) e independientes de la densidad (clima más frío).

Por ejemplo, el área de distribución natural más septentrional del caimán se extiende hasta Merchant's Millpond, en el norte de Carolina del Norte (cerca de la frontera con Virginia), en la costa oriental, y hasta el Refugio Nacional de Vida Silvestre de Holla Bend, en el centro de Arkansas, y el Área de Gestión de la Vida Silvestre de Red Slough, en el sureste de Oklahoma, en el oeste (Fig. 1). Los climas más fríos y el hábitat inadecuado impiden una mayor expansión hacia el norte, hacia estados como Virginia y Misuri, y por tanto impiden un mayor crecimiento de la población. En el suroeste, sin embargo, intervienen otros factores. Factores dependientes de la densidad, como la competencia con otra especie (el cocodrilo de Morelet, Crocodylus moreletii) y un hábitat limitado para ambas especies, impiden la expansión de las poblaciones reproductoras hacia México desde el sureste de Texas.

Modelo logístico de crecimiento de la población: ¿qué ecuación utilizamos?

El crecimiento de la población puede modelizarse utilizando tanto ecuaciones matemáticas como trazando gráficos. Para el crecimiento logístico de la población veremos la ecuación de la tasa de crecimiento per cápita y el tipo de curva que se produce cuando se representa gráficamente el crecimiento logístico.

La ecuación, o fórmula, de la tasa de crecimiento per cápita de una población se escribe como la diferencia de tamaño de la población (N) dividida por la diferencia de tiempo (t): dN/dt= rN. Para el crecimiento exponencial de la población, esto es todo lo que se necesita, ya que la población no se ve afectada significativamente por ningún factor limitante ni por la capacidad de carga.

Sin embargo, en el crecimiento logístico de la población, debemos tener en cuenta la capacidad de carga (K), para producir nuestra tasa de crecimiento logístico de la población. Esta ecuación se escribe como dN/dt=rN(1-N/K). Consulta la tabla siguiente para repasar lo que representa cada variable.

Gráfico de crecimiento logístico de la población

Al trazar un gráfico de crecimiento logístico de la población, se producirá una curva en forma de S. Esto se debe a que el crecimiento de la población se ralentiza gradualmente y se nivela al alcanzar la capacidad de carga. Esto contrasta con el crecimiento exponencial de la población, que produce una curva en forma de J, ya que el crecimiento continúa sin control (Fig. 2). En el mundo real, todas las poblaciones, incluso las que experimentan un breve periodo de crecimiento exponencial, acabarán produciendo una curva de crecimiento en forma de S.

Figura 2: Curva de crecimiento logístico (en forma de S) de la población contrastada con la curva de crecimiento exponencial (en forma de J). Fuente: Enciclopedia Británica, Inc.