Capacidad de carga de una población que se difunde en un entorno heterogéneo
Autores: DeAngelis, D.L.; Zhang, Bo; Ni, Wei-Ming; Wang, Yuanshi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Capacidad de carga de una población que se difunde en un entorno heterogéneo
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Capacidad de carga
Ecuaciones de reacción-difusión
Tamaño de la población
Crecimiento logístico
Espacio heterogéneo
Difusión.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 53
Citaciones: Sin citaciones
La capacidad de carga del ambiente para una población es uno de los conceptos clave en ecología y se incorpora en el término de crecimiento de las ecuaciones de reacción-difusión que describen poblaciones en el espacio. El análisis de modelos de reacción-difusión de poblaciones en un espacio heterogéneo ha mostrado que, cuando la tasa máxima de crecimiento y la capacidad de carga en una función de crecimiento logístico varían en el espacio, existen condiciones en las que el tamaño total de la población en equilibrio (i) supera a la población total que ocurriría en ausencia de difusión y (ii) supera a la que ocurriría si el sistema fuera homogéneo y la capacidad de carga total, calculada como la integral sobre las capacidades de carga locales, fuera la misma en los casos heterogéneos y homogéneos. Aquí revisamos el trabajo de los últimos años que ha explicado estos resultados aparentemente contraintuitivos en términos de la forma en que la entrada de energía u otro recurso limitante (por ejemplo, un nutriente) varía en todo el sistema. Informamos tanto sobre análisis matemáticos como experimentos de laboratorio que confirman que el tamaño total de la población en un sistema heterogéneo con difusión puede superar al de un sistema sin difusión. Sin embargo, informamos también que cuando el recurso de la población en cuestión se modela explícitamente como una variable acoplada, como en un modelo de quimostato de reacción-difusión en lugar de un modelo con crecimiento logístico, el tamaño total de la población en el sistema heterogéneo con difusión no puede superar al tamaño total de la población en el sistema homogéneo correspondiente en el que las capacidades de carga totales son las mismas.
Descripción
La capacidad de carga del ambiente para una población es uno de los conceptos clave en ecología y se incorpora en el término de crecimiento de las ecuaciones de reacción-difusión que describen poblaciones en el espacio. El análisis de modelos de reacción-difusión de poblaciones en un espacio heterogéneo ha mostrado que, cuando la tasa máxima de crecimiento y la capacidad de carga en una función de crecimiento logístico varían en el espacio, existen condiciones en las que el tamaño total de la población en equilibrio (i) supera a la población total que ocurriría en ausencia de difusión y (ii) supera a la que ocurriría si el sistema fuera homogéneo y la capacidad de carga total, calculada como la integral sobre las capacidades de carga locales, fuera la misma en los casos heterogéneos y homogéneos. Aquí revisamos el trabajo de los últimos años que ha explicado estos resultados aparentemente contraintuitivos en términos de la forma en que la entrada de energía u otro recurso limitante (por ejemplo, un nutriente) varía en todo el sistema. Informamos tanto sobre análisis matemáticos como experimentos de laboratorio que confirman que el tamaño total de la población en un sistema heterogéneo con difusión puede superar al de un sistema sin difusión. Sin embargo, informamos también que cuando el recurso de la población en cuestión se modela explícitamente como una variable acoplada, como en un modelo de quimostato de reacción-difusión en lugar de un modelo con crecimiento logístico, el tamaño total de la población en el sistema heterogéneo con difusión no puede superar al tamaño total de la población en el sistema homogéneo correspondiente en el que las capacidades de carga totales son las mismas.