Modelación matemática de la dinámica de poblaciones: desarrollo histórico y uso práctico en Cuba

Abstract

La modelación matemática ha cobrado auge en los estudios ecológicos, ya que permite optimizar el uso de controles biológicos al determinar las condiciones de equilibrio del ecosistema. Se recoge la evolución histórica de la modelación matemática en el campo de la ecología cuantitativa de poblaciones y las investigaciones realizadas en Cuba. Se muestra la utilidad práctica del método grados-días como instrumento de medición. Se presentan los modelos de crecimiento y dinámica más conocidos: logístico, presa-depredador y hospedante-parásito. Por último, se mencionan las modificaciones realizadas al modelo Lotka-Volterra y la factibilidad de modelar la dinámica del ciclo de vida, incluyendo todas las fases de la población que se estudia. Se establecen, entre los retos para la temática en Cuba: a) desarrollar estudios que permitan determinar la influencia de los cambios de temperatura ambiental en los parámetros biológicos de poblaciones plagas en cultivos de importancia económica; b) implementar nuevas variantes de modelación como son la estadística bayesiana y la geo-estadística para aumentar el nivel de las predicciones; c) continuar el trabajo multidisciplinario encaminado a incorporar la interpretación biológica de los modelos matemáticos en la toma de decisiones para el manejo integrado de plagas.
Palabras clave: Biomatemática, Ecología Cuantitativa de Poblaciones, modelos poblacionales, temperaturas umbrales, Manejo Integrado de Plagas.

MATHEMATICAL MODELING OF THE POPULATION DYNAMICS: HISTORICAL DEVELOPMENT AND PRACTICAL USE IN CUBA

ABSTRACT: The mathematical modeling has the highest point in the ecological studies because it allows optimizing the use of biological controls when determining the conditions of balance in the ecosystem. The historical evolution of the mathematical models in the field of the quantitative ecology of populations and the investigations carried out in Cuba are shown. The practical utility of the grades-days method as a measuring instrument is illustrated. The most known growth models, such as the logistical, prey-predator and host parasite, are presented. Lastly, we refer to the modifications carried out to the Lotka-Volterra Model and the feasibility of modeling the dynamics of the life cycle. For this topic in Cuba, the challenges established were: a) development of studies determining the influence of the environmental  temperature changes on the biological parameters of pest populations in crops of economic importance, b) implementation of new modeling variants like the bayesian statistics and geo-statistics to increase the level of the predictions, c) continuation of multidisciplinary works guided to incorporate the  biological interpretation of the mathematical models in the making of decisions in the integrated pest management.
Key words: Biomathematics, Quantitative Ecology of Populations, population models, temperature thresholds, Integrated Pest Management.