Factores abióticos
La capacidad de carga, o el número máximo de individuos que un entorno puede sostener a lo largo del tiempo sin destruir o degradar el medio ambiente, viene determinada por unos pocos factores clave: la disponibilidad de alimentos, el agua y el espacio. Estos factores clave tienen la capacidad de limitar, o incluso reducir, una población mediante la disminución de las tasas de natalidad, el aumento de la tasa de mortalidad o el fomento de la migración. Por ello, se denominan “factores limitantes”. Cuando no hay factores limitantes, una población puede crecer exponencialmente.
Estos factores limitantes pueden desglosarse en abióticos o bióticos. Los factores abióticos son elementos físicos y químicos no vivos del ecosistema, como la luz solar, la temperatura, el suelo, el agua y el oxígeno. Los factores bióticos son organismos vivos o que estuvieron vivos en el ecosistema, como el alimento, las enfermedades, la competencia y los depredadores. Como ejemplo, podemos fijarnos en los bisontes del Parque Nacional de Yellowstone. Tienen que competir con los alces y otros ungulados cuando buscan comida, un factor biótico. Un factor abiótico que limita al bisonte es el clima, ya que las fuertes nevadas invernales pueden expulsarlo del parque.
Factores dependientes de la densidad
Tengo entendido que un factor limitante en las poblaciones de animales no humanos es que el aumento de las poblaciones de patógenos disminuye las poblaciones de animales al matarlos, lo que disminuye la densidad de los animales, lo que hace más difícil que los patógenos infecten a otros animales. Sin embargo, los patógenos, al menos en las naciones desarrolladas, no parecen matar a un número suficientemente grande de personas como para que éste sea el principal factor limitante. Entonces, ¿cuáles son los otros factores limitantes?
Uno de los factores limitantes es el número de huéspedes no infectados. A medida que un patógeno se extiende, la probabilidad de que alguien infectado con él infecte a otra persona disminuye, ya que es más probable que la persona contagie a alguien que ya lo tiene en lugar de a alguien que no lo tiene, lo que impide que el tamaño de la población del virus aumente. Para más información, véase esto.
¿Qué factores limitan el crecimiento de la población humana en el pasado
Las poblaciones crecen a un ritmo geométrico o exponencial en presencia de recursos ilimitados. Las poblaciones geométricas crecen a través de la reproducción pulsátil (por ejemplo, la reproducción anual de los ciervos, que tienen una temporada de apareamiento y reproducción limitada). Las poblaciones exponenciales crecen continuamente, con una reproducción que se produce en cualquier momento, como en el caso de los seres humanos. Todas las poblaciones comienzan el crecimiento exponencial en entornos favorables y con bajas densidades de población. Por ello, el crecimiento exponencial puede aplicarse a poblaciones que establecen nuevos entornos, durante condiciones favorables transitorias y por poblaciones con baja densidad de población inicial.
Los factores dependientes de la densidad pueden influir en el tamaño de la población mediante cambios en la reproducción o la supervivencia. Wauters y Lens (1995) estudiaron cómo la disponibilidad de alimento y la densidad se combinan para limitar las tasas de reproducción de la ardilla roja. La ardilla roja (Sciurus vulgaris) es un pequeño roedor que habita en los bosques de Europa y Asia. Estudiaron a las ardillas en bosques de coníferas y caducifolios e investigaron cómo las limitaciones en la alimentación daban lugar a limitaciones en la reproducción a medida que aumentaba la densidad de la población. Descubrieron que cuando las densidades de ardillas eran altas, la territorialidad relegaba a algunas hembras a un territorio de baja calidad, lo que a su vez reducía su éxito reproductivo. Cuando las densidades de ardillas eran bajas, ninguna hembra ocupaba el territorio de baja calidad. Por tanto, no todos los individuos sufrieron una reducción de la capacidad reproductiva (por ejemplo, de la fecundidad) debido al aumento de la densidad. Por el contrario, una mayor proporción de la población vivía en un hábitat de baja calidad, mientras que los que seguían viviendo en un hábitat bueno seguían teniendo éxito. Esto, a su vez, provocó una disminución de la tasa de natalidad per cápita, una limitación del crecimiento de la población en función de la densidad de población.
Factores limitantes para la población humana
En el ser humano que hace ejercicio, el consumo máximo de oxígeno (VO2máx) está limitado por la capacidad del sistema cardiorrespiratorio para suministrar oxígeno a los músculos que se ejercitan. Esto se demuestra en tres líneas principales de evidencia: 1) cuando se altera el suministro de oxígeno (por dopaje sanguíneo, hipoxia o bloqueo beta), el VO2máx cambia en consecuencia; 2) el aumento del VO2máx con el entrenamiento se debe principalmente a un aumento del gasto cardíaco máximo (no a un aumento de la diferencia a-v O2); y 3) cuando una masa muscular pequeña se sobreperfunde durante el ejercicio, tiene una capacidad extremadamente alta de consumir oxígeno. Por lo tanto, se considera que el suministro de O2, y no la extracción de O2 del músculo esquelético, es el principal factor que limita el VO2máx en los seres humanos que hacen ejercicio. Sin embargo, las adaptaciones metabólicas en el músculo esquelético son fundamentales para mejorar el rendimiento de resistencia submáxima. El entrenamiento de resistencia provoca un aumento de la actividad de las enzimas mitocondriales, lo que mejora el rendimiento al aumentar la oxidación de las grasas y disminuir la acumulación de ácido láctico a un VO2 determinado. El VO2máx es una variable importante que establece el límite superior del rendimiento de resistencia (un atleta no puede funcionar por encima del 100% del VO2máx, durante períodos prolongados). La economía de carrera y la utilización fraccionada del VO2máx también afectan al rendimiento de la resistencia. La velocidad en el umbral de lactato (LT) integra estas tres variables y es el mejor predictor fisiológico del rendimiento en carreras de distancia.
