Tema 4: C) Estructura de una población

Guiones para el tema 4 del programa de Principios, Instrumentación y Metodologías en Botánica y Fisiología Vegetal (Grado de Biología).

Tema 4.- Métodos básicos para el estudio de las poblaciones y comunidades vegetales.
Partes del tema 4: [A) Flora y vegetación] [B) Clasificación versus determinación] [C) Población] [D) Comunidades vegetales]
Partes de este guión: [Introducción] [Importancia] [Estructura] [Referencias]
C. Romero Zarco, Universidad de Sevilla. 20-12-09

 
Introducción: concepto de población
  • Población.- Conjunto de individuos de la misma especie que ocupan un área lo suficientemente contínua como para permitir habitualmente el intercambio genético de forma natural, teniendo en cuenta su sistema de reproducción y la capacidad de dispersión de sus gametos y semillas.
  • Metapoblación (Levin, 1970).- Una población de "subpoblaciones" que pueden extinguirse localmente e inmigrar de nuevo. En el espacio ocupado por la metapoblación se producen extinciones y neocolonizaciones. Podemos definirla por tanto como: conjunto formado por varias poblaciones que son el resultado de:
    • la fragmentación de una población mayor
    • la expansión a partir de una misma población
  • Población relíctica.- Resultado de un proceso de reducción del área ocupada inicialmente por la especie.
  • Poblaciones disyuntas.- Cuando la especie tiene solo dos o unas pocas poblaciones muy alejadas geográficamente.
Nota.- En el estudio de poblaciones es muy importante conocer el sistema de reproducción y el ciclo biológico de la especie. Estos temas se tratarán extensamente en la asignatura de Botánica (2º curso).

Importancia del concepto de población
  • En los estudios de taxonomía es muy importante conocer la variabilidad dentro de una población y entre poblaciones distintas, para poder valorar la importancia de los caracteres taxonómicos. Cuando se describe una especie la situación ideal es estudiar un gran número de individuos de diferentes poblaciones.
  • Los estudios de Fenología, Biología de la Reproducción y Conservación Vegetal se basan en el estudio de poblaciones.
    • Fenología.- Para estudiar los cambios estacionales se estudian una o más poblaciones. Ver ejemplo
    • En los estudios de reproducción el comportamiento de las plantas puede variar con las características del medio y con las característica genéticas de la población.
    • En conservación vegetal:
      • Para catalogar las especies en función de su riesgo de extinción se analiza el número y el tamaño de las poblaciones y cómo han variado en los últimos años.
      • Para estimar las posibilidades de supervivencia y para los planes de recuperación es muy importante el concepto de población mínima viable, que depende básicamente de las características biológicas de la planta.

Estructura de una población de plantas
  • Estructura de edades.- Criterios de edad y madurez sexual:
    • Plántulas: brotes producidos por la germinación de la semilla y que conservan las hojas embrionarias (cotiledones)
    • Juveniles (individuos inmaduros). En muchas especies de plantas se pueden propagar vegetativamente (multiplicación vegetativa), contribuyendo a aumentar el tamaño de la población. La fase juvenil puede ser muy importante para la colonización del hábitat.
    • Adultos (individuos maduros o reproductores). La madurez sexual se alcanza a una edad determinada dependiendo de la especie y las características genéticas de la población.
    • Plantas seniles. Con escasa capacidad reproductora
  • La longevidad puede variar entre varias semanas y varios miles  de años (unos 5.000 años parece ser el récord).
    • Las especies de ciclo corto suelen tener una estructura poblacional de tipo piramidal, con altos porcentajes de plántulas y de individuos juveniles, lo que indica que muchas plántulas sobreviven y pasan a formar parte estable de la población: reclutamiento.
      • Las anuales renuevan completamente la población cada año. Su dependencia de la producción de semillas (y del banco de semillas del suelo) es total.
    • Las especies más longevas tienen una estructura poblacional en pirámide invertida o en forma de copa: muy pocos individuos juveniles, ya sea por:
      • Fallos en la reproducción (pocas semillas o pocas plántulas)
      • Fallos en el reclutamiento (escasa superviviencia de las plántulas)
    • 3 ejemplos de estructura de edades: Ver figura
      1. Pocos seniles y adultos que producen una enorme descendendia => comienzo de una expansión o mortalidad acusada en la fase adulta
      2. Muchos adultos y seniles y pocos juveniles => fallos en la reproducción o el reclutamiento y peligro de extinción
      3. Estructura equilibrada, la mortalidad está repartida uniformemente
    • El banco de semillas del suelo (o de esporas) es muy importante en la dinámica de las poblaciones de plantas.
      • Muchas especies de bosques tropicales tienen semillas que germinan inmediatamente o pierden pronto su capacidad de germinación.
      • Muchas especies de las zonas templadas o frías tienen semillas con período de dormancia largo y que mantienen durante varios años su capacidad de germinación.
  • Estructura sexual: la mayoría de las plantas tienen órganos masculinos y femeninos en el mismo individuo (ya sea en las mismas flores o en flores diferentes), sin embargo un porcentaje apreciable tiene dos o más tipos de individuos:
    • plantas masculinas y femeninas. Ejemplos: el lentisco, el pepinillo del diablo
    • plantas masculinas y hermafroditas. Ejemplo: la mercurial
    • otras situaciones más complejas se estudian en Biología de la Reproducción
  • Estructura genética: pautas de diversidad de los marcadores moleculares. Permite establecer la calidad de las poblaciones y las relaciones entre ellas. Es muy importante para estimar la viabilidad de las poblaciones en estudios de conservación y para comprender el origen y la historia de las especies. Ver ejemplo de estudio en plantas mediterráneas. Desde el punto de vista genético las poblaciones de plantas se componen de dos tipos de individuos:
    • Genets.-Individuos potencialmente diferentes en su genoma por ser el resultado de una reproducción sexual con intercambio genético
    • Ramets.-Individuos o brotes vegetativos genéticamente idénticos (clónicos) que forman una colonia o población.
  • Dinámica de la población.-Tipo y amplitud de los cambios en el tiempo:
    • Especies de ciclo corto => muy dinámicas, variaciones a lo largo del año y cambios bruscos de un año al siguiente.
    • Especies de ciclo largo => muy estáticas, variaciones en períodos amplios (décadas o siglos).
    • En plantas la dinámica natural de la población depende principalmente de:
      • Variaciones del clima
      • Interacciones con animales: herbivoría, polinización, predación o dispersión de semillas. Las interacciones planta-animal constituyen uno de los temas de mayor interés actual en Ecología y Biología Evolutiva y en Sevilla es una de las líneas de investigación de la Estación Biológica de Doñana.


Referencias:

Últimas modificaciónes de este guión: 12-IV-10; 28-XII-15