Ecología de Poblaciones: Leyes, herramientas y aplicaciones

Abstract

Es indudable el vertiginoso salto y los cambios que sufrió la sociedad hacia fines del siglo XX y comienzos del nuevo milenium. El desarrollo tecnológico, cibernético, informático y de la inteligencia artificial, ha superado ampliamente la capacidad de ajuste individual y poblacional de la sociedad a este crecimiento y a sus cambios inesperados. Así, propone nuevos paradigmas y genera un tembladeral de las estructuras sociales que no alcanzan a absorber la exponencial globalización. En las ciencias socio-ambientales, abocadas tradicionalmente a acumular, empacar y procesar sus datos sobre la base de la información previa y la búsqueda de más y nuevas respuestas locales y universales, sus investigadores se vieron fuertemente avasallados por el “tsunami” de libre distribución de información proveniente de infinitas fuentes: confiables, dudosas, erróneas…. y consecuentemente estalla la era de la modelización de los sistemas ambientales-ecológicos y sociales que se apoyaron inicialmente en el tan controversial paradigma del desarrollo sustentable. Este paradigma generó una formulación gráfica de un triángulo equilátero invertido que presenta un apoyo: el ambiente sostiene la amplia base del triángulo que representa la sociedad y su economía, generando intuitivamente una histórica disociación y supremacía de la sociedad humana respecto del resto de las especies biológicas que integran e interaccionan con las variables abióticas de los ambientes “naturales”. La profundización en el conocimiento de las complejas interacciones ambientales y sociales, genera una consecuente evolución desde el concepto piramidal al de redes biológicas. De este modo, el vertiginoso avance y empleo de este último concepto bajo algoritmos (computacionales, no computacionales, cuantitativos o cualitativos) combinado con el desarrollo de herramientas informáticas y de modelación, permitió visualizar con más claridad la necesidad de ordenar y pautar en forma más cuidadosa (teórica y práctica) el filoso equilibrio dinámico, que debe ejecutarse y monitorearse permanentemente, entre la explotación y la conservación saludable de la biosfera. Así, los docentes también debíamos enfrentar el desafío y seleccionar nuevos sistemas de estudio, que permitieran a los estudiantes aprovechar lo más posible el cambio. Es decir, aprender a seleccionar más apropiadamente la información -redes informáticas, fuentes de datos propios y/o de otros investigadores- que la mayoría de las veces no está entre las primeras ofertas del buscador, ya que el orden de aparición lo otorgan las empresas de difusión y responden a diferentes objetivos y algoritmos. En general, nos conformamos con solo mirar los primeros resultados de la primera hoja de ofertas, pensando con comodidad que son las mejor vinculadas a nuestro interés. Sin embargo, como todo acto humano, la elaboración de los algoritmos de apoyo: el ambiente sostiene la amplia base del triángulo que representa la sociedad y su economía, generando intuitivamente una histórica disociación y supremacía de la sociedad humana respecto del resto de las especies biológicas que integran e interaccionan con las variables abióticas de los ambientes “naturales”. La profundización en el conocimiento de las complejas interacciones ambientales y sociales, genera una consecuente evolución desde el concepto piramidal al de redes biológicas. De este modo, el vertiginoso avance y empleo de este último concepto bajo algoritmos (computacionales, no computacionales, cuantitativos o cualitativos) combinado con el desarrollo de herramientas informáticas y de modelación, permitió visualizar con más claridad la necesidad de ordenar y pautar en forma más cuidadosa (teórica y práctica) el filoso equilibrio dinámico, que debe ejecutarse y monitorearse permanentemente, entre la explotación y la conservación saludable de la biosfera. Así, los docentes también debíamos enfrentar el desafío y seleccionar nuevos sistemas de estudio, que permitieran a los estudiantes aprovechar lo más posible el cambio. Es decir, aprender a seleccionar más apropiadamente la información -redes informáticas, fuentes de datos propios y/o de otros investigadores- que la mayoría de las veces no está entre las primeras ofertas del buscador, ya que el orden de aparición lo otorgan las empresas de difusión y responden a diferentes objetivos y algoritmos. En general, nos conformamos con solo mirar los primeros resultados de la primera hoja de ofertas, pensando con comodidad que son las mejor vinculadas a nuestro interés. Sin embargo, como todo acto humano, la elaboración de los algoritmos de búsqueda está realizada por personas que involuntaria o voluntariamente sesgan el orden de aparición de la información, de acuerdo a sus intereses. Este libro de la “Cátedra de Ecología de Poblaciones” de la FCNyM-UNLP, no solo intenta ser un manual, sino un aporte formativo desde los trayectos en investigación que realizan sus docentes que, en algunos casos como en la llamada ecología de poblaciones aplicada (conservación, explotación y control de especies dañinas) presentan una fuerte relación con la extensión. Cada uno de los experimentados miembros de este plantel docente, año a año han ido enriqueciendo la propuesta que llega a los estudiantes. En este contexto, y teniendo en cuenta especialmente, que tal asignatura corresponde al Ciclo Superior (4º año) de la carrera de Biología, Orientación Ecología —puede tomarse como materia optativa para otras orientaciones (Zoología, Botánica o Paleontología) y hasta como curso de Postgrado—, resulta muy importante que los estudiantes aprovechen al máximo los cambios, aprendan y practiquen la forma de seleccionar las estrategias, metodologías, y herramientas de obtención y validación de datos -muchas veces provenientes de acervos muy numerosos y disímiles en calidad y cantidad- y de resultados, acorde a las hipótesis y objetivos planteados, es decir que los acerquen a los desafíos teóricos y empíricos que deberán afrontar como futuros profesionales responsables en la toma de decisiones. Es así que, siguiendo las premisas planteadas, y desde la experiencia de los docentes (autores) en sus respectivos campos disciplinares, se desarrollaron los siguientes ejes temáticos fundamentales para abordar la ecología de poblaciones:

a.- Marco teórico (leyes y concepto de la ecología de poblaciones) (Cap. 1). En este capítulo, se brinda un marco formal de la ecología de poblaciones dentro de las ciencias naturales. Además, se propone como concepto central y unificador, que revista un significado preciso e inequívoco. Desde esta óptica, la población sería la mejor y más lógica opción para el concepto central. Y, como se verá más abajo, la ecología de poblaciones presenta un paquete importante de leyes que le permiten erigirse en ciencia. Es así que, las leyes disciplinares ya descriptas permiten definir marcos teóricos y empíricos con ajustes correspondientes a las ciencias duras (físicas y matemáticas).

b.- Procura de datos y fiabilidad (muestreo, distribución y abundancia de poblaciones) (Cap. 2). Los objetivos son reconocer los diferentes factores que afectan al muestreo de poblaciones animales o vegetales y reunir los conocimientos y el criterio adecuado para planificar y diseñar un muestreo eficiente para la recolección de datos. Incluye: el muestreo preliminar, la elección de la unidad de muestra y la forma, el tamaño y número de unidades muestrales. Así también, la descripción de algunos de los métodos y tipos de muestreo. Luego, se hace referencia a la disposición o arreglo especial de una población en la naturaleza, en función de los factores que la definen, con la exposición de técnicas para su determinación, análisis e interpretación del patrón de estos arreglos y su importancia ecológica.

c.- Dinámica del cambio (crecimiento) en tamaño y biomasa (Cap. 3). El estudio del crecimiento en tamaño y biomasa de los individuos desde que nacen hasta que mueren resulta ser una información importante para el conocimiento de la ecología de poblaciones. El crecimiento individual se expresa principalmente como la variación de una dimensión corporal de un organismo, como por ejemplo la longitud total o el peso, en función de la edad. Esta función corresponde a una curva de tipo asintótico donde existe un aceleramiento inicial, cuando el individuo está desarrollándose plenamente, para luego ir disminuyendo a medida que va alcanzando el tamaño máximo. Si bien estos estudios se han aplicado inicialmente a las pesquerías, para intentar obtener rendimientos óptimos de capturas o biomasas comerciales, resultó al mismo tiempo que era muy importante que las mismas fueran sostenibles en el tiempo.

d.- Dinámica del cambio (crecimiento) en numerosidad (Cap. 4). Una preocupación permanente de la ecología es y ha sido conocer los procesos, fuerzas y factores que provocan los cambios cualitativos y cuantitativos -históricos, presentes y futuros- en la naturaleza. Como unidad evolutiva, la población ha sido objeto de una búsqueda de modelos -descriptivos, matemáticos y otros- que permitan evaluar su dinámica numérica o variabilidad del tamaño poblacional en tiempo y/o espacio. En este capítulo se presentan desde los primeros modelos descriptivos a los de proyección más complejos, de amplia aplicación para el desarrollo de estrategias del control, monitoreo y manejo de poblaciones de interés aplicado a la conservación, control de entidades dañinas o sujetas a explotación, por ejemplo, agropecuaria.

e.- Ajustes en espacio y tiempo de las poblaciones al ambiente (Conceptos de Nicho) (cap. 5). En este capítulo se aborda la emergencia, a principios del siglo XX, y evolución del concepto de Nicho o Nicho ecológico que, desde una disciplina descriptiva, se propone el análisis de los procesos ecológicos y desarrolla metodologías dirigidas a diagnosticar y proyectar la dinámica de las estrategias cuali-cuantitativas que presentan las diferentes unidades organísmicas como respuesta a las presiones ambientales y biológicas que sufren durante su ciclo de vida. La teoría moderna del nicho, cambia el enfoque del concepto de nicho, ya no considerándolo como el intervalo de condiciones ambientales que permiten sobrevivir a una especie, sino como la distribución de la utilización de recursos por las especies. Se destaca el importante salto cuali-cuantitativo realizado por el llamado nicho Hatchinsoniano y se describen sus limitaciones conceptuales. Por último, se presentan metodologías de la aplicación biogeográfica actual.

f.- Interacciones competitivas (Caps. 6). En este capítulo se abordan las interacciones competitivas que ocurren tanto a nivel intraespecífico (es decir, entre individuos de la misma especie), como a nivel interespecífico (es decir, entre individuos de distintas especies). Estas interacciones tienen efectos negativos sobre las poblaciones, lo cual puede evidenciarse como crecimiento dependiente de la densidad en el caso de la competencia intraespecífica, y cambios en el tamaño de una población cuando éstos se producen en una especie competidora. Se analiza la competencia, como interacción recíprocamente negativa, por medio del modelo de Lotka y Volterra, y también se exponen diferentes metodologías experimentales utilizadas para el estudio de la competencia interespecífica. Finalmente, se ilustran los contenidos expuestos por medio de varios ejemplos aplicados.

g.- Interacciones depredación, parasitoidismo y depredación intragremio (Caps. 7). En este capítulo se aborda la depredación, el parasitoidismo o interacción entre insectos parasitoides y sus hospedadores (otros artrópodos), y la depredación intragremio. Esta última puede considerarse como un caso de competencia por interferencia y caracteriza las redes alimentarias de agua dulce, marinas y terrestres. Se analiza la dinámica de las densidades poblacionales de los depredadores y sus presas, así como de los parasitoides y sus hospedadores, que constituyen un circuito de retroalimentación negativa cuya estabilidad depende de las propiedades de ambas poblaciones. Se presentan los modelos de Lotka-Volterra y de Nicholson- Bailey, en sus formas más simples y con modificaciones de algunas funciones que los componen, para comprender tanto la naturaleza cíclica que tiende a la inestabilidad de las interacciones depredador-presa y parasitoide-hospedador, así como los mecanismos que las estabilizan. Desde el punto de vista aplicado, estas tres interacciones entre poblaciones son muy comunes en la naturaleza, tienen un rol importante en la estructuración de las comunidades, y son relevantes en programas de conservación de especies amenazadas y de control biológico de plagas agrícolas. Se presenta como caso de estudio, una investigación del Grupo de Ecología de Plagas y Control Biológico del CEPAVE (CEPAVE-UNLP) al que pertenecen las autoras del capítulo.

h.- Herramientas generales de cuali-cuantificación de las poblaciones (modelos) (Cap. 8). Se ha considerado muy importante incluir en este libro, un repaso general de la evolución conceptual, teórica, empírica y de aplicación de esta, en muchos casos, potente herramienta de análisis de los procesos ecológicos poblacionales. Aquí se plantean algunos de ellos y se ofrecen ejemplos de aplicación para que le facilite al estudiante la elección del modelo más apropiado a sus fines.

i.- Conservación de la Biodiversidad y ecología de poblaciones (Cap. 9). La ecología de poblaciones ha desarrollado herramientas teóricas y empíricas que facilitan no sólo la investigación de las poblaciones, sino que también permiten establecer estrategias de manejo de manera más eficiente. Además, un plan de manejo que afecta positiva o negativamente una población-blanco debe contemplar un abordaje multidisciplinario de personas e instituciones (llamados comúnmente “actores clave"). En este capítulo -además de discutir estos aspectos particulares- presentamos casos de manejo poblacional en Argentina, tanto para uso sustentable y control como para conservación. Por último, debemos señalar, que en cada capítulo se incluyen particularmente las conclusiones más relevantes alcanzadas.