Modelo de población

La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 5 de abril de 2022; la verificación requiere 1 edición .

Un modelo de población es un modelo matemático utilizado para estudiar la dinámica de la población .

Justificación

Los modelos permiten una mejor comprensión de cómo proceden los procesos con interacciones complejas. El modelado de interacciones dinámicas en la naturaleza puede proporcionar una forma manejable de comprender cómo cambian los números con el tiempo o en relación unos con otros. Se pueden observar muchos patrones utilizando modelos de población [1] .

En el modelado ecológico de una población se determina la dinámica de los cambios en el tamaño de la población (número de individuos) y su distribución por edad . Esto puede depender de la interacción con el medio ambiente, individuos de la misma y otras especies [2] .

Los agrónomos utilizan modelos de población para determinar el rendimiento máximo, comprender la dinámica de las invasiones biológicas y proteger el medio ambiente . Los modelos de población también se utilizan para comprender la propagación de parásitos, virus y enfermedades [2] .

Otra forma de usar modelos de población es evaluar si una especie está en peligro de extinción. Los modelos de población pueden rastrear especies en peligro de extinción y sugerir medidas para contener su declive [1] Archivado el 28 de julio de 2018 en Wayback Machine .

Historia

A fines del siglo XVIII, los biólogos comenzaron a desarrollar técnicas de modelado de poblaciones para comprender la dinámica de crecimiento y declive de todas las poblaciones de organismos vivos. Thomas Malthus fue uno de los primeros en notar que la población crecía exponencialmente [3] , aunque esto ya lo hacía implícitamente Fibonacci . Uno de los principales modelos de crecimiento poblacional fue el modelo logístico de crecimiento poblacional , formulado por Pierre François Verhulst en 1838. El modelo logístico toma la forma de una curva sigmoidea y describe el crecimiento de la población como exponencial con un crecimiento más lento debido a la presión ambiental [1] .

El modelado de la población se volvió de particular interés para los biólogos en el siglo XX después de que el biólogo Raymond Pearl notara el impacto de los medios de vida limitados en el crecimiento de la población en partes de Europa. En 1921, Pearl invitó al físico Alfred Lotka para que lo ayudara en su laboratorio. Lotka desarrolló ecuaciones diferenciales por pares que mostraban el efecto de un depredador sobre su presa. El matemático Vito Volterra propuso ecuaciones que describen la relación entre dos especies (depredador y presa) independientemente de Lotka. Juntos, Lotka y Volterra formularon el modelo de competencia Lotka-Volterra , que aplica una ecuación logística a dos especies e ilustra la interacción en un sistema depredador-presa de dos especies [3] . En 1939, Patrick Leslie contribuyó al modelado de población cuando comenzó a trabajar en el campo de las biomatemáticas. Leslie enfatizó la importancia de los gráficos de vida para comprender el impacto de las estrategias clave de historia de vida en la dinámica de la población en su conjunto. Leslie aplicó álgebra matricial en combinación con tablas de vida para ampliar el trabajo de Lotka [4] . Los modelos matriciales de población calculan el crecimiento de la población con variables de historia de vida. Posteriormente , Robert MacArthur y E.O. Wilson creó la biogeografía insular. El modelo de equilibrio de la biogeografía insular describe el número de especies en una isla como un equilibrio de inmigración y extinción. El modelo logístico de población, el modelo de ecología comunitaria de Lotka-Volterra, el modelo de matriz de tablas de vida, el modelo de equilibrio de la biogeografía insular y sus variaciones son la base del moderno modelo ecológico de poblaciones [5] .

Ecuaciones

Ecuación de crecimiento logístico  :

Ecuación de Lotka-Volterra:

Biogeografía de la isla  :

Relaciones de especies:

Ejemplos de modelos individuales

Véase también

Notas

  1. ↑ 1 2 Worster, Donald. Economía de la naturaleza  (neopr.) . - Prensa de la Universidad de Cambridge , 1994. - S. 398-401.
  2. ↑ 1 2 Uyenoyama, Marcy. La Evolución de la Biología de Poblaciones  (neopr.) . - Cambridge University Press , 2004. - S. 1-19.
  3. ↑ 12 McIntosh , Robert. Los antecedentes de la ecología  (neopr.) . - Cambridge University Press , 1985. - S. 171-198.
  4. ↑ Kingsland, Sharon. Modelado de la naturaleza: episodios en la historia de la  ecología de poblaciones . - Prensa de la Universidad de Chicago , 1995. - P. 127-146.
  5. ↑ Gotelli, Nicolás. Una cartilla de ecología  (neopr.) . — Sinauer, 2001.

Enlaces