El estudio de las poblaciones parte de dos modelos de crecimiento. El exponencial en tiempo continuo (dN/dt = rN) describe una población que crece sin límite de recursos, con tasa proporcional a su tamaño, y genera una curva en forma de J. El logístico (dN/dt = rN[(K − N)/K]) incorpora la densodependencia mediante la capacidad de carga y produce una curva sigmoidea (en forma de S) que se estabiliza cerca de K. La capacidad de carga (K) es el número máximo de individuos que un ambiente puede sostener de manera indefinida con los recursos disponibles.
Las estrategias reproductivas se dividen en r-estrategas (alta tasa reproductiva, tamaño pequeño, madurez temprana, ambientes inestables) y K-estrategas (reproducción lenta, mayor tamaño, cuidado parental y poblaciones cercanas a K). Las tablas de vida permiten trazar tres curvas de supervivencia: tipo I (mortalidad alta en edades avanzadas), tipo II (mortalidad constante con la edad) y tipo III (mortalidad alta en edades tempranas). Además de la densidad, la población se describe por su estructura de edades y por su distribución espacial, que puede ser uniforme (regular), aleatoria o agregada.
Las interacciones interespecíficas se clasifican por su efecto neto (+, − o 0) sobre cada especie:
El modelo depredador-presa de Lotka-Volterra predice oscilaciones cíclicas desfasadas en ambas poblaciones. El principio de exclusión competitiva (Gause) establece que dos especies con requerimientos idénticos (mismo nicho) no coexisten indefinidamente. Hutchinson distinguió el nicho fundamental (condiciones donde una especie podría vivir sin interacciones) del nicho realizado (la porción efectivamente ocupada tras la competencia).
La comunidad se caracteriza por su riqueza (número de especies), su dominancia y su diversidad. A partir de tablas de abundancias se calculan índices: el de Shannon (H' = − Σ pi·ln pi) combina riqueza y equidad, aumentando con más especies y distribuciones equitativas; el de Simpson (D = Σ pi²) estima la probabilidad de que dos individuos al azar sean de la misma especie (dominancia), y su complemento 1 − D expresa la diversidad. Una especie clave (keystone) ejerce un efecto desproporcionado respecto a su abundancia, y la hipótesis de la perturbación intermedia predice diversidad máxima con niveles intermedios de perturbación.
1. El modelo matemático dN/dt = rN describe el crecimiento de una población en un ambiente con recursos ilimitados, donde la tasa de cambio es directamente proporcional al tamaño poblacional. ¿Qué forma adopta la curva que resulta de graficar el tamaño poblacional (N) contra el tiempo bajo este modelo?
El modelo exponencial dN/dt = rN genera una curva en J porque la tasa de crecimiento aumenta conforme aumenta N, sin ningún factor que la frene; la curva en S corresponde al modelo logístico. (Modelo malthusiano dN/dt = rN; Smith, T. M. & Smith, R. L., Ecología)
2. Una población de bacterias parte de 100 individuos y crece según el modelo exponencial dN/dt = rN, con una tasa intrínseca de crecimiento r = 0.5 por hora. ¿Cuál es la tasa de cambio poblacional (dN/dt) en el instante en que la población tiene 100 individuos?
dN/dt = rN = 0.5 × 100 = 50 individuos por hora; confundir el resultado con N o con r equivale a omitir la multiplicación, y 200 resulta de invertir la operación (N entre r). (Modelo malthusiano dN/dt = rN; Smith & Smith, Ecología)
3. En el modelo logístico dN/dt = rN[(K − N)/K], la tasa de crecimiento poblacional (dN/dt) alcanza su valor máximo absoluto en un punto específico respecto a la capacidad de carga (K). ¿En qué valor de N ocurre este máximo?
Al derivar dN/dt respecto a N, el punto de inflexión de la curva logística (su máxima pendiente) ocurre en N = K/2; en N = K la tasa de crecimiento es cero porque el factor (K−N)/K se anula. (Verhulst (1838); Molles, M. C., Ecología: Conceptos y Aplicaciones)
4. El modelo logístico de crecimiento poblacional, a diferencia del exponencial, incluye un factor de densodependencia basado en la capacidad de carga. ¿Cuál es la expresión correcta de este modelo?
La expresión logística multiplica la tasa exponencial rN por el factor de frenado densodependiente (K−N)/K, que se aproxima a cero cuando N se acerca a K; las demás omiten N o invierten la razón. (Verhulst (1838); Smith & Smith, Ecología)
5. En una isla con superficie fija, la población de venados creció rápidamente durante los primeros años tras su introducción, pero después la tasa de crecimiento comenzó a disminuir conforme aumentó la competencia por alimento y espacio, hasta que el tamaño poblacional se estabilizó. ¿Qué modelo describe mejor esta dinámica completa?
La disminución de la tasa de crecimiento conforme aumentan la competencia y el tamaño poblacional, hasta estabilizarse, es la firma del crecimiento logístico regulado por K. (Molles, M. C., Ecología: Conceptos y Aplicaciones)
6. En ecología poblacional, ¿cómo se define la capacidad de carga (K) de un ambiente?
K se define como el límite superior sostenible de la población dados los recursos del ambiente; no debe confundirse con la tasa intrínseca de crecimiento (r) ni con un umbral mínimo de viabilidad. (Molles, M. C., Ecología: Conceptos y Aplicaciones)
7. En una reserva cerrada, la población de conejos superó temporalmente la capacidad de carga (K) del ecosistema debido a una temporada con lluvias excepcionalmente abundantes que incrementó momentáneamente la vegetación disponible. Al año siguiente, las lluvias volvieron a su nivel normal. Según el modelo logístico, ¿qué es más probable que ocurra con la población de conejos?
Cuando N supera K, el factor (K−N)/K se vuelve negativo y la tasa de crecimiento es negativa, por lo que la población tiende a disminuir hasta reajustarse cerca de K, no a colapsar totalmente ni a seguir creciendo. (Molles, M. C., Ecología: Conceptos y Aplicaciones)
8. ¿Cuál de las siguientes combinaciones describe correctamente las características típicas de una especie r-estratega?
Los r-estrategas se caracterizan por alta fecundidad, tamaño pequeño, maduración rápida y adaptación a ambientes cambiantes; la primera opción describe en cambio a los K-estrategas. (MacArthur, R. & Wilson, E. O. (1967), The Theory of Island Biogeography)
9. Un ave rapaz de gran tamaño produce un solo huevo por año, alcanza la madurez sexual hasta los cinco años de edad, invierte gran cuidado parental en su única cría y su población se mantiene relativamente estable y cercana a la capacidad de carga de su hábitat. Un mosquito, en cambio, pone cientos de huevos varias veces al año, madura en pocos días y sus poblaciones fluctúan drásticamente según la disponibilidad temporal de agua. De acuerdo con la teoría de selección r/K, ¿cómo se clasifica cada especie?
El ave rapaz muestra los rasgos típicos K (baja fecundidad, madurez tardía, cuidado parental, estabilidad cerca de K) y el mosquito los rasgos r (alta fecundidad, madurez rápida, poblaciones fluctuantes), por lo que no pueden clasificarse igual. (MacArthur, R. & Wilson, E. O. (1967), The Theory of Island Biogeography)
10. Las interacciones interespecíficas se clasifican según el efecto que tienen sobre cada una de las dos especies participantes, usando los signos +, − o 0. ¿Qué combinación de signos corresponde al mutualismo?
El mutualismo se define por un beneficio recíproco (+/+) para ambas especies; +/0 corresponde a comensalismo, −/− a competencia y +/− a depredación o parasitismo. (Odum, E. P., Fundamentos de Ecología; Smith & Smith, Ecología)
11. ¿Qué establece el principio de exclusión competitiva formulado por Gause a partir de sus experimentos con protozoarios del género Paramecium?
El principio de Gause plantea que cuando dos especies ocupan exactamente el mismo nicho, la competencia lleva a la exclusión de una de ellas; las demás opciones distorsionan esta relación. (Gause, G. F. (1934), The Struggle for Existence)
12. En un cultivo de laboratorio, dos especies de Paramecium (P. aurelia y P. caudatum) se colocan juntas en el mismo recipiente con una fuente de alimento idéntica y limitada. Después de varias semanas, P. caudatum desaparece por completo del cultivo, mientras que P. aurelia persiste. ¿Qué principio ecológico explica mejor este resultado?
Este es el experimento clásico de Gause: al compartir un nicho idéntico y un recurso limitado, la especie con ligera ventaja competitiva excluye a la otra; no hubo partición de nicho porque justamente no llegaron a coexistir. (Gause, G. F. (1934), The Struggle for Existence)
13. En el estudio del nicho ecológico, ¿cuál es la diferencia entre el nicho fundamental y el nicho realizado de una especie?
Hutchinson definió el nicho fundamental como el espacio de condiciones y recursos potencialmente utilizable en ausencia de interacciones, y el realizado como el subconjunto efectivamente ocupado tras la competencia; las demás opciones invierten o distorsionan la relación. (Hutchinson, G. E. (1957); Smith & Smith, Ecología)
14. Dos especies de aves insectívoras habitan el mismo bosque y, en ausencia de competencia, ambas podrían alimentarse en cualquier estrato del dosel (alto, medio y bajo). Sin embargo, en el bosque donde coexisten, se observa que una especie se alimenta casi exclusivamente en el estrato alto y la otra en el estrato bajo. ¿Cómo se interpreta esta observación en términos del concepto de nicho?
La segregación en estratos distintos, pese a que ambas podrían usar todo el dosel, es el patrón clásico de partición de nicho: el nicho realizado es más estrecho que el fundamental debido a la competencia. (Hutchinson, G. E. (1957); Smith & Smith, Ecología)
15. En una relación de comensalismo entre dos especies, como la que ocurre entre un ave que anida en las ramas de un árbol sin afectarlo, ¿qué efecto tiene la interacción sobre cada una de las especies involucradas?
El comensalismo se define por un efecto +/0: el ave se beneficia y el árbol no experimenta un efecto neto apreciable; +/+ sería mutualismo, +/− depredación o parasitismo, y 0/0 neutralismo. (Odum, E. P., Fundamentos de Ecología; Smith & Smith, Ecología)
16. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las interacciones interespecíficas es INCORRECTA?
El parasitismo se clasifica como +/−: el parásito se beneficia pero el hospedero resulta perjudicado, no beneficiado; las demás opciones describen correctamente depredación, competencia y comensalismo. (Odum, E. P., Fundamentos de Ecología; Smith & Smith, Ecología)
17. El modelo depredador-presa de Lotka-Volterra predice un patrón característico en las abundancias de ambas poblaciones a lo largo del tiempo. ¿Cuál es este patrón?
Lotka y Volterra demostraron que las abundancias de depredador y presa oscilan cíclicamente, con los picos de depredadores retrasados respecto a los de las presas, en lugar de alcanzar un equilibrio inmediato o crecer sin límite. (Lotka (1925), Volterra (1926); Begon, Townsend & Harper, Ecología: de individuos a ecosistemas)
18. En un ecosistema boreal se registraron los siguientes datos aproximados de abundancia relativa a lo largo de varios años: la población de liebres aumentó primero y alcanzó un máximo; algunos años después, la población de linces que se alimentan de ellas también alcanzó su máximo, tras lo cual ambas poblaciones descendieron y el ciclo volvió a repetirse. ¿Qué modelo ecológico describe mejor este patrón de datos?
El desfase entre el pico de presas (liebres) y el pico posterior de depredadores (linces), seguido de descensos cíclicos en ambos, es la firma característica de la dinámica depredador-presa de Lotka-Volterra. (Lotka (1925), Volterra (1926); Begon, Townsend & Harper, Ecología: de individuos a ecosistemas)
19. En ecología de poblaciones, ¿cómo se define la densidad poblacional?
La densidad poblacional se define como el número de individuos por unidad de área o volumen; no debe confundirse con la estructura de edades ni con la distribución espacial, que son conceptos relacionados pero distintos. (Krebs, C. J., Ecología; Smith & Smith, Ecología)
20. En un muestreo de campo se contaron 240 individuos de una especie de roedor dentro de un área de estudio de 8 hectáreas, asumiendo un conteo completo del área sin migración durante el muestreo. ¿Cuál es la densidad poblacional de esta especie en el área muestreada?
La densidad se calcula dividiendo el número de individuos entre el área: 240 ÷ 8 = 30 individuos por hectárea; el valor de 1 920 resulta de multiplicar en vez de dividir. (Krebs, C. J., Ecología (densidad poblacional = N/área))
21. ¿Cuáles son los tres patrones básicos de distribución espacial que pueden presentar los individuos de una población dentro de su hábitat?
Los tres patrones reconocidos de distribución espacial son uniforme, aleatorio y agregado; los distractores mezclan términos de modelos de crecimiento poblacional que no son patrones espaciales. (Krebs, C. J., Ecología; Smith & Smith, Ecología)
22. En una colonia de aves marinas que anidan en un acantilado, cada pareja defiende agresivamente un territorio de tamaño similar alrededor de su nido, lo que mantiene una separación bastante regular entre los nidos vecinos. ¿Qué patrón de distribución espacial describe mejor esta población?
La defensa territorial que espacia regularmente a los individuos produce un patrón uniforme; el hecho de que todos aniden en el mismo acantilado se evalúa a escala de los nidos individuales, no del sitio general. (Krebs, C. J., Ecología; Smith & Smith, Ecología)
23. Los individuos de un banco de peces se agrupan en cardúmenes densos y compactos que se desplazan juntos, dejando grandes áreas del cuerpo de agua sin peces. ¿Qué patrón de distribución espacial ilustra este comportamiento?
La formación de grupos densos con zonas vacías entre ellos es el ejemplo clásico de distribución agregada; "exponencial" no es un patrón espacial sino un modelo de crecimiento temporal. (Krebs, C. J., Ecología; Smith & Smith, Ecología)
24. A partir del análisis de tablas de vida, Deevey distinguió tres tipos de curvas de supervivencia según cómo se distribuye la mortalidad a lo largo de la vida de los individuos. ¿Qué caracteriza a la curva de supervivencia tipo III?
La curva tipo III, típica de especies con muchas crías y poco cuidado parental, muestra mortalidad muy alta en etapas tempranas; la tipo I concentra la mortalidad en edades avanzadas y la tipo II es constante. (Deevey, E. S. (1947); Smith & Smith, Ecología)
25. Una especie de mamífero grande tiene pocas crías por camada, invierte un cuidado parental prolongado y la mayoría de los individuos sobrevive hasta edades avanzadas, momento en el cual la mortalidad aumenta notablemente. ¿A qué tipo de curva de supervivencia corresponde esta especie?
La supervivencia alta hasta edades avanzadas seguida de un aumento marcado de la mortalidad es característica de la curva tipo I; no existe un "tipo IV" reconocido en la clasificación de Deevey. (Deevey, E. S. (1947); Smith & Smith, Ecología)
26. Un estudio demográfico compara dos poblaciones de la misma especie de venado. La población A tiene una pirámide de edades con una base muy amplia (muchos individuos juveniles) y una cúspide angosta (pocos individuos viejos). La población B tiene proporciones similares de individuos jóvenes, adultos y viejos, formando una columna casi rectangular. Considerando la estructura de edades como indicador de la tendencia poblacional, ¿qué se puede inferir de cada población?
Una base amplia de juveniles respecto a adultos y viejos indica una población en crecimiento, mientras que proporciones similares entre clases de edad indican una población estable; esto es un principio básico del análisis de estructura de edades. (Smith & Smith, Ecología (estructura de edades y tendencia poblacional))
27. En una tabla de vida de una población de venado cola blanca (Odocoileus virginianus) en una Unidad de Manejo para la Conservación de Vida Silvestre (UMA) de Nuevo León, la mayoría de los individuos sobrevive hasta edades avanzadas y la mortalidad se concentra en los últimos grupos de edad registrados. ¿A qué tipo de curva de supervivencia de Deevey corresponde este patrón?
La curva tipo I se caracteriza por mortalidad baja en edades tempranas y alta en edades avanzadas, típica de especies con cuidado parental; no debe confundirse con la curva en J, que describe crecimiento poblacional exponencial, no supervivencia. (Deevey, E. S. (1947); Smith & Smith, Ecología (Pearson).)
28. Las tortugas marinas que anidan en playas de Oaxaca y Quintana Roo depositan cientos de huevos por nidada, pero solo una fracción mínima de las crías llega a la edad adulta debido a la depredación y otros factores durante las primeras etapas de vida. Este patrón de mortalidad corresponde a la curva de supervivencia tipo:
La curva tipo III presenta mortalidad muy alta en las primeras edades y luego se estabiliza, típica de especies con muchas crías y poco cuidado parental; la distribución agregada es un patrón espacial, no de supervivencia. (Deevey, E. S. (1947); Smith & Smith, Ecología.)
29. En una tabla de vida elaborada para una población de aves paseriformes del desierto de Sonora, la tasa de mortalidad específica por edad (qx) se mantiene aproximadamente constante en todos los intervalos registrados. Esta población se ajusta mejor a una curva de supervivencia tipo:
La curva tipo II refleja una probabilidad de muerte constante e independiente de la edad; la forma sigmoidea corresponde al crecimiento logístico poblacional, no a la supervivencia. (Deevey (1947); Smith & Smith, Ecología.)
30. Una tabla de vida simplificada para una cohorte de 1000 crías de teporingo (Romerolagus diazi) registra los siguientes sobrevivientes (lx) por intervalo de edad: 1000 al nacer, 300 al final del primer intervalo, 280 al segundo, 270 al tercero y 260 al cuarto. ¿Qué tipo de curva de supervivencia describen mejor estos datos?
La caída drástica de 1000 a 300 sobrevivientes en el primer intervalo, seguida de descensos pequeños, indica mortalidad temprana alta característica de la curva tipo III; el tipo de curva se determina con los valores de lx, sin requerir datos de natalidad. (Deevey (1947); Smith & Smith, Ecología.)
31. En una tabla de vida, la columna lx generalmente representa:
lx es la columna de supervivencia acumulada; qx representa la mortalidad específica, dx el número de muertes por intervalo y ex la esperanza de vida, columnas distintas de la misma tabla. (Smith & Smith, Ecología (Pearson); Deevey (1947).)
32. Un ecólogo compara dos especies marinas del Golfo de California: el pez sierra, que produce un enorme número de huevos con muy baja probabilidad de supervivencia larvaria, y el lobo marino de California, que produce una sola cría por año con alto cuidado parental y buena supervivencia juvenil. ¿Qué combinación de curvas de supervivencia de Deevey es más consistente con este par de especies?
La alta mortalidad temprana del pez sierra corresponde a la curva tipo III, mientras que el cuidado parental y la baja mortalidad juvenil del lobo marino corresponden a la curva tipo I. (Deevey (1947); Smith & Smith, Ecología.)
33. Muchas poblaciones naturales, como la del ajolote (Ambystoma mexicanum) en los canales de Xochimilco, no se ajustan de manera pura a un único tipo de curva de supervivencia de Deevey durante todo su ciclo de vida. Esto se debe principalmente a que:
Las curvas de Deevey son un modelo simplificado; en la práctica muchas especies combinan patrones (mortalidad alta en larvas, más constante en adultos), generando curvas compuestas, sin relación directa con la exclusión competitiva o la capacidad de carga. (Deevey (1947); Smith & Smith, Ecología.)
34. El conjunto total de condiciones ambientales y recursos bajo los cuales una especie podría sobrevivir y reproducirse en ausencia de competidores u otras interacciones bióticas limitantes se conoce como:
El nicho fundamental es el espacio de condiciones y recursos teóricamente disponible para la especie sin restricciones bióticas; el nicho realizado, en cambio, es la porción efectivamente ocupada tras las interacciones. (Hutchinson, G. E. (1957); Smith & Smith, Ecología.)
35. La porción del nicho fundamental que una especie ocupa efectivamente una vez que se consideran interacciones bióticas como la competencia interespecífica o la depredación se denomina:
El nicho realizado es la fracción del nicho fundamental que la especie ocupa efectivamente tras las interacciones bióticas; el nicho fundamental es el espacio potencial sin esas restricciones. (Hutchinson (1957); Smith & Smith, Ecología.)