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Lesson 3.2Competition in Ecosystems
Populations and ResourcesLesson Guides
Lesson 3.2
© The Regents of the University of California
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Populations and Resources—Lesson 3.2—Activity 2
Rereading “Jelly Population Explosion”
You will reread a section of the “Jelly Population Explosion” article to help you answer the Investigation Question: What can affect the size of a population besides its resource or consumer populations?
1. Reread and annotate the first three paragraphs in the last section of the article titled “Competition for Food.”
2. As you read and annotate, highlight information that helps you answer the question below.
3. When you are done reading, discuss your ideas with a partner. Then record your thinking below.
The sardines are not the jellies’ resource population or consumer population, but they still caused the jelly population in North Benguela to increase. How did this happen?
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Active Reading Guidelines
1. Think carefully about what you read. Pay attention to your own understanding.
2. As you read, annotate the text to make a record of your thinking. Highlight challenging words and add notes to record questions and make connections to your own experience.
3. Examine all visual representations carefully. Consider how they go together with the text.
4. After you read, discuss what you have read with others to help you better understand the text.
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Populations and Resources—Lesson 3.2—Activity 3
Competition in the Sim
Part 1: Investigating Competition in the Sim
Some populations use the same resource, such as eat the same resource population (or food). In this Sim mission you will first find two populations that compete for the same resource. Then you will try to increase one population by changing the other.
1. Open the Populations and Resources Sim and go to 6 Populations mode.
2. Go to the food web overlay.
3. Find two populations that compete for the same resource.
Complete this sentence using the words in the Word Bank.
The ____________________ population and the ____________________ population compete for the
____________________ population.
Word Bank
greenleaf stingwing weebug
furbil scalebeak clawcat
Part 2: Investigating Competition in the Sim
Sim Mission: Make a change to the furbils that will cause the stingwing population to increase.
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Populations and Resources—Lesson 3.2—Activity 3
Competition in the Sim (continued)
Plan the change you will make to increase the stingwing population. (circle one)
( Increasing / Decreasing ) the furbil population will cause the stingwing population to increase.
1. Launch the Populations and Resources Sim and go to 6 Populations mode.
2. Let the Sim run for 40 time units.
3. Make the change to the furbils that you selected above. (Remember that making a bigger change will cause a bigger effect!) Note: You can lock the furbil population.
4. Press Play and let the Sim run for another 100 time units.
5. Go to Analyze and use the range window to observe the population sizes after the change.
After the change: (circle your choice)
weebugs ( increased / decreased / remained stable ).
stingwings ( increased / decreased / remained stable ).
Explain why the change you made caused the stingwing population to change. Use energy storage molecules to explain your answer.
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What change would cause a decrease to the stingwing population? ( Increasing / Decreasing ) the size of the furbil population would cause the stingwing population size to decrease. (circle one)
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Populations and Resources—Lesson 3.2—Activity 5
Homework: Investigating Competition in the Sim
Part 3
Sim Mission: In class you increased the stingwing population by changing the furbil population. Now you will make a change to the furbil population that will cause the stingwing population to decrease.
Plan the change you will make to decrease the stingwing population. (circle one)( Increasing / Decreasing ) the furbil population will cause the stingwing population to decrease.
1. Launch the Populations and Resources Sim.
2. Let the Sim run for 40 time units.
3. Make the change to the furbils that you selected above. (Remember that making a bigger change will cause a bigger effect!) Note: You can lock the furbil population.
4. Press Play and let the Sim run for another 100 time units.
5. Go to Analyze and use the range window to observe the population sizes after the change.
After the change: (circle your choice)
weebugs ( increased / decreased / remained stable ).
stingwings ( increased / decreased / remained stable ).
Explain why the change you made caused the stingwing population to decrease. Use energy storage molecules to explain your answer.
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Jelly Population Explosions In some ecosystems, the population of jellies has increased so much over a short period of time that people call it a population explosion. Ecologists, fishermen, and many other people around the world are concerned about jelly population explosions. In some places where jelly populations are getting bigger, the increase in population can affect human activities and the ecosystems we depend on: masses of jellies damage fishing nets, clog water pipes for power plants, and drive swimmers away from beaches. Scientists around the world are hard at work trying to understand why these population increases occur and how we can avoid causing them.
Jelly population explosions can happen all over the world. This photo shows lots of jellies in a shallow part of the ocean near Denmark.
Moon jellies are one of the most common types of jelly living in the ecosystems of Northern and Southern Benguela.
Jelly Population Explosion: How Competition Can Affect Population Size
Jelly Population Explosion: How Competition Can Affect Population Size D1
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Two Jelly PopulationsTo understand what can cause jelly populations to increase, a team of ecologists studied two ocean ecosystems near the southwestern coast of Africa—Northern Benguela and Southern Benguela. Northern Benguela is off the coast of Namibia, while Southern Benguela is off the coast of South Africa. A strong ocean current divides Northern Benguela from Southern Benguela. These two ecosystems are very similar: both include populations of jellies, zooplankton, and fish such as sardines and anchovies, as well as African penguins and Cape fur seals. Humans have fished in both of these ecosystems for a long time.
The team of ecologists studying the two jelly populations analyzed data that had been collected over the last 50 years by other scientists and by fishermen. Based on the samples of jellies counted in each region, they determined that the jelly population increased in Northern Benguela, but not in Southern Benguela. Today, the population of jellies in Northern Benguela is much larger than has ever been recorded there before. Yet in Southern Benguela, the jelly population has remained relatively stable.
In comparing these two ocean ecosystems, the ecologists found an important difference: laws prevented people from catching too many fish in Southern Benguela. In the 1950s, commercial fisheries began to catch large numbers of sardines and anchovies from both Northern and Southern Benguela. However, starting in the 1970s, people passed laws that limited the number of sardines and other fish that could be caught each year in Southern Benguela, in an effort to protect the fish populations there. In contrast, there were no limits placed on fishing in Northern Benguela.
Without laws limiting the number of fish they could catch in Northern Benguela, people caught huge numbers of sardines and other fish there, causing the fish populations to decrease. By the early 2000s, the fish populations returned to near-normal levels in Southern Benguela, but had dropped to record low numbers in Northern Benguela.
Fishing with a net like this red one can catch thousands of sardines and anchovies at a time. People catch these fish for food.
Northern Benguela and Southern Benguela are two ocean ecosystems off the coast of Africa. Je
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D2 Jelly Population Explosion: How Competition Can Affect Population Size
Competition for FoodIn this ecosystem, the jellies do not eat fish, and the fish do not eat jellies. So why did a decrease in the size of the fish populations in Northern Benguela affect the jelly population? Let’s look at the sardine population as an example.Jellies and sardines eat the same food: zooplankton. The relationship between jellies and sardines is called competition because they are competing for the same resource population.
Jellies and sardines are not directly connected on the food web, but they both eat zooplankton. This relationship is called competition because both populations are competing for the same resource population.
This diagram shows an indirect effect of overfishing in Northern Benguela: a jelly population increase.
In Southern Benguela, the jelly population did not increase. Because of limits on fishing, the fish population in Southern Benguela was relatively stable. This meantthe fish consumed the same number ofzooplankton as usual, leaving the same number of zooplankton for jellies and not causing any change to the jelly population. In a stable ecosystem, biodiversity—the number of different kinds of living things in the ecosystem—also stays the same. Biodiversity is a measurement of how healthy an ecosystem is. When an ecosystem becomes less biodiverse, it is because the ecosystem is so unstable that entire populations are dying out. In order to maintain healthy ecosystems, people need to come up with plans like Southern Benguela’s fishing limits to help keep ecosystems stable and maintain their biodiversity.
Looking at lots of population data helped ecologists figure out what caused the jelly population increase in Northern Benguela. However, jelly populations are increasing in other ecosystems all over the globe. Since every ecosystem is unique, other jelly increases may have different causes.
After Overfishing in Northern Benguela
When the sardine population decreased due to unlimited fishing in Northern Benguela, fewer sardines were around to eat zooplankton. With fewer zooplankton eaten by the sardines, the zooplankton population increased—leaving more zooplankton for the jellies to eat. Having a larger resource population made more energy storage molecules available to the jellies. This allowed them to reproduce more. More reproduction led to more births than deaths, so the jelly population increased. This is how the change in the sardine population was able to affect the jelly population, even though jellies are not directly connected to sardines on the food web. A change to the sardine population caused the zooplankton population to change, which caused the jelly population to change. This is an example of an indirect effect, the result of a chain of causes and effects, where one cause leads to an effect that then causes another effect.
Jelly Population Explosion: How Competition Can Affect Population Size D3
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Poblaciones y recursos—Lección 3.2—Actividad 2
Volver a leer “Explosión de población de medusas”
Volverás a leer una sección del artículo “Explosión de población de medusas” para ayudarte a responder la Pregunta de Investigación: ¿Qué puede afectar el tamaño de una población aparte de sus poblaciones recurso o de consumidores?
1. Vuelve a leer y añade apuntes a los primeros tres párrafos en la última sección del artículo, titulado “Competencia por el alimento”.
2. Mientras lees y añades apuntes, destaca información que te ayude a responder la pregunta debajo.
3. Cuando hayas terminado de leer, discute tus ideas con un/a compañero/a. Luego apunta tu razonamiento debajo.
Las sardinas no son la población recurso ni la población de consumidores de las medusas, pero de todas maneras causaron que aumentara la población de medusas en el norte de Benguela. ¿Cómo sucedió esto?
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Pautas de la Lectura Activa
1. Piensa cuidadosamente sobre lo que lees. Presta atención a tu propia comprensión.
2. Mientras lees, añade apuntes al texto para tener un registro de tus ideas. Destaca las palabras difíciles, y agrega notas para apuntar tus preguntas y hacer conexiones con tu propia experiencia.
3. Examina cuidadosamente todas las representaciones visuales. Considera cómo se relacionan con el texto.
4. Después de leer, discute lo que leíste con otros/as estudiantes para ayudarte a comprender mejor el texto.
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Poblaciones y recursos—Lección 3.2—Actividad 3
La competencia en la Simulación
Parte 1: investigar la competencia en la Simulación
Algunas poblaciones usan el mismo recurso, como comer la misma población recurso (o alimento). En esta misión en la Simulación primero buscarás dos poblaciones que compitan por el mismo recurso. Luego intentarás aumentar una población al cambiar la otra.
1. Abre la Simulación Poblaciones y recursos y selecciona el modo “6 Populations” (6 Poblaciones).
2. Abre la superposición de red alimentaria.
3. Busca dos poblaciones que compitan por el mismo recurso.
Completa esta oración usando las palabras del Banco de Palabras.
La población de ____________________ y la población de ____________________ compiten por la
población de ____________________.
Banco de Palabras
greenleafs stingwings weebugs
furbils scalebeaks clawcats
Parte 2: investigar la competencia en la Simulación
Misión en la Simulación: Haz un cambio en los furbils que cause que aumente la población de stingwings.
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greenleafs furbils
stingwings clawcats
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Poblaciones y recursos—Lección 3.2—Actividad 3
La competencia en la Simulación (continuación)
Planea el cambio que harás para aumentar la población de stingwings. (encierra una en un círculo)
( Aumentar / Disminuir ) la población de furbils causará que aumente la población de stingwings.
1. Inicia la Simulación Poblaciones y recursos y selecciona el modo “6 Populations” (6 Poblaciones).
2. Deja que funcione la Simulación durante 40 unidades de tiempo.
3. Haz el cambio en los furbils que seleccionaste arriba. (Recuerda que hacer un cambio más grande causará un efecto más grande). Nota: Puedes poner el candado para la población de furbils.
4. Oprime “Play” (reproducir) y deja que funcione la Simulación durante otras 100 unidades de tiempo.
5. Ve a “Analyze” (analizar) y usa la ventana de rango para observar los tamaños de población después del cambio.
Después del cambio: (encierra en un círculo tu elección)
los weebugs ( aumentaron / disminuyeron / se mantuvieron estables )
los stingwings ( aumentaron / disminuyeron / se mantuvieron estables )
Explica por qué el cambio que hiciste causó que cambiara la población de stingwings. Usa moléculas de almacenamiento de energía para explicar tu respuesta.
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¿Qué cambio causaría una disminución a la población de stingwings? ( Aumentar / Disminuir ) el tamaño de la población de furbils causaría que disminuyera la población de stingwings. (encierra una en un círculo)
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Poblaciones y recursos—Lección 3.2—Actividad 5
Tarea: Investigar la competencia en la Simulación
Parte 3
Misión en la Simulación: En clase aumentaste la población de stingwings al cambiar la población de furbils. Ahora harás un cambio en la población de furbils que causará que disminuya la población de stingwings.
Planea el cambio que harás para disminuir la población de stingwings. (encierra una en un círculo)( Aumentar / Disminuir ) la población de furbils causará que disminuya la población de stingwings.
1. Inicia la Simulación Poblaciones y recursos.
2. Deja que funcione la Simulación durante 40 unidades de tiempo.
3. Haz el cambio en los furbils que seleccionaste arriba. (Recuerda que hacer un cambio más grande causará un efecto más grande). Nota: Puedes poner el candado para la población de furbils.
4. Oprime “Play” (reproducir) y deja que funcione la Simulación durante otras 100 unidades de tiempo.
5. Ve a “Analyze” (analizar) y usa la ventana de rango para observar los tamaños de población después del cambio.
Después del cambio: (encierra en un círculo tu elección)
los weebugs ( aumentaron / disminuyeron / se mantuvieron estables )
los stingwings ( aumentaron / disminuyeron / se mantuvieron estables )
Explica por qué el cambio que hiciste causó que disminuyera la población de stingwings. Usa moléculas de almacenamiento de energía para explicar tu respuesta.
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Explosión de población de medusas D1
Explosión de población de medusas: cómo la competencia puede afectar el tamaño de una poblaciónExplosiones de población de medusasEn algunos ecosistemas, la población de medusas ha aumentado tanto durante un breve periodo de tiempo que la gente lo llama una explosión de población. Los/as ecologistas, los/as pescadores/as y muchas otras personas alrededor del mundo están preocupadas por las explosiones de población de medusas. En algunos lugares en donde están aumentando las poblaciones de medusas, los aumentos pueden afectar las actividades humanas y el ecosistema del cual dependemos. Las medusas en masa dañan las redes de pescar, obstruyen
Las explosiones de población de medusas pueden ocurrir en todo el mundo. Esta foto muestra muchísimas medusas en una parte poco profunda del océano cerca de Dinamarca.
Las medusas luna son uno de los tipos más comunes de medusa que viven en los ecosistemas del sur y del norte de Benguela.L
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D2 Explosión de población de medusas
los tubos de agua para las plantas de energía y alejan a los nadadores de las playas. Los/as científicos/as alrededor del mundo están trabajando duro para tratar de entender por qué ocurren estos aumentos de poblaciones y cómo podemos evitar causarlos.
Dos poblaciones de medusasPara entender qué causa que las poblaciones de medusas aumenten, un equipo de ecologistas estudió dos ecosistemas oceánicos cerca de la costa del suroeste de África: el ecosistema del norte de Benguela y el ecosistema del sur de Benguela. El norte de Benguela está frente a la costa de Namibia, mientras que el sur de Benguela está frente a la costa de Sudáfrica. Una fuerte corriente oceánica divide al ecosistema del norte de Benguela del ecosistema del sur de Benguela. Estos dos ecosistemas son muy similares: Ambos incluyen poblaciones de medusas, zooplancton y peces como sardinas y anchoas, así como pingüinos africanos y lobos marinos del Cabo. Los humanos han pescado en estos dos ecosistemas durante largo tiempo.
El equipo de ecologistas que estudiaba a las dos poblaciones de medusas analizó datos que habían sido recopilados durante los últimos 50 años por otros/as científicos/as y por pescadores/as. Con base en las muestras de medusas que se contaron en cada región, determinaron que la población de medusas aumentó en el norte de Benguela, pero no en el sur de Benguela. Hoy, la población de medusas en el norte de Benguela es mucho más grande de lo que se haya registrado ahí antes. Pero en el sur de Benguela la población de medusas se ha mantenido relativamente estable.
Al comparar estos dos ecosistemas oceánicos, los/as ecologistas encontraron una diferencia importante: Las leyes impedían a la gente atrapar demasiados peces en el sur de Benguela. En los años 1950, las compañías pesqueras comerciales comenzaron a atrapar
Las medusas luna son uno de los tipos más comunes de medusa que viven en los ecosistemas del sur y del norte de Benguela.
El norte de Benguela y el sur de Benguela son dos ecosistemas oceánicos frente a la costa de África.
NORTE DE
BENGUELA
SUR DE
BENGUELA
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Explosión de población de medusas D3
Las medusas y las sardinas no están conectadas directamente en la red alimentaria, pero ambas comen zooplancton. Esta relación se llama competencia porque ambas poblaciones están compitiendo por la misma población recurso.
Este diagrama muestra un efecto indirecto de la pesca excesiva en el norte de Benguela: un aumento en la población de medusas.
Después de la pesca excesiva en el norte de Benguela
grandes cantidades de sardinas y anchoas tanto en el norte como en el sur de Benguela. Sin embargo, a partir de los años 1970, la gente promulgó leyes que limitaban el número de sardinas y otros peces que se podía atrapar cada año en el sur de Benguela, en el afán de proteger las poblaciones de peces del lugar. En contraste, no se pusieron límites a la pesca en el norte de Benguela.
Sin leyes que limitaran el número de peces que podían atrapar en el norte de Benguela, la gente atrapaba enormes cantidades de sardinas y otros peces allí, causando que las poblaciones de peces disminuyeran. Para principios de los años 2000, las poblaciones de peces volvieron a niveles casi normales en el sur de Benguela, pero habían caído a niveles bajos récord en el norte de Benguela.
Competencia por el alimentoEn este ecosistema, las medusas no comen peces, y los peces no comen medusas. Entonces,
¿por qué una disminución en el tamaño de las poblaciones de peces en el norte de Benguela afectó la población de medusas? Miremos la población de sardinas como ejemplo. Las medusas y las sardinas comen el mismo alimento: zooplancton. La relación entre las medusas y las sardinas se llama competencia porque están compitiendo por la misma población recurso.
Cuando la población de sardinas disminuyó debido a la pesca ilimitada en el norte de Benguela, había menos sardinas que comieran zooplancton. Con menos zooplancton comidos por las sardinas, la población de zooplancton aumentó, dejando más zooplancton para que comieran las medusas. Tener una población recurso más grande hizo que hubiera más moléculas de almacenamiento de energía disponibles para las medusas. Esto les permitió reproducirse más. Más reproducción causó más nacimientos que muertes, así que la población
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D4 Explosión de población de medusas
de medusas aumentó. Así es como el cambio en la población de sardinas pudo afectar la población de medusas, aunque las medusas no están conectadas directamente con las sardinas en la red alimentaria. Un cambio en la población de sardinas causó que la población de zooplancton cambiara, lo cual causó que la población de medusas cambiara. Este es un ejemplo de un efecto indirecto, el resultado de una cadena de causas y efectos, en donde una causa lleva a un efecto que luego causa otro efecto.
En el sur de Benguela, la población de medusas no aumentó. Debido a los límites impuestos sobre la pesca, la población de peces en el sur de Benguela se mantuvo relativamente estable. Esto significaba que los peces consumían el mismo número de zooplancton que de costumbre, dejando el mismo número de zooplancton para las medusas y sin causar ningún cambio en la población de medusas. En un ecosistema estable, la biodiversidad, que es el número de diferentes tipos de seres vivientes en el ecosistema, también permanece igual. La biodiversidad es una medición para determinar qué tan saludable se encuentra un ecosistema. Cuando un ecosistema se vuelve menos biodiverso, se debe a que el ecosistema está tan inestable que poblaciones enteras comienzan a extinguirse. Para poder mantener ecosistemas saludables, necesitamos crear planes, como los límites de pesca establecidos en el sur de Benguela, para ayudar a mantener la estabilidad y conservar la biodiversidad de los ecosistemas.
Observar muchos datos de población ayudó a los/as ecologistas a averiguar qué causó que la población de medusas aumentara en el norte de Benguela. Sin embargo, las poblaciones de medusas están aumentando en otros ecosistemas por todo el mundo. Como cada ecosistema es único, otros aumentos de medusas pueden tener causas diferentes.
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