¿Cuál es la biología detrás de la dinámica de la población humana?

Una paradoja: el crecimiento de la población humana se parece mucho a un patrón de crecimiento logístico simple. Pero la interpretación más simple del crecimiento logístico no parece encajar. ¿Es esto peculiar de los humanos o tiene una explicación biológica?

  • Ecológicamente, los avances en la agricultura durante los últimos ~200 años han aumentado la capacidad de carga de la Tierra para la población humana, y la población humana parece haber crecido y comenzado a aplanarse a medida que nos acercamos a la nueva capacidad de carga; esto básicamente parece un crecimiento logístico (después de un cambio en el parámetro de capacidad de carga).

  • La interpretación biológica más simple del crecimiento logístico es que las tasas de natalidad permanecen constantes (impulsadas por factores biológicos constantes), pero a medida que la población se acerca a la capacidad de carga, no hay suficientes recursos para todos, por lo que las tasas de mortalidad aumentan para igualar la tasa de natalidad. En las poblaciones humanas, este aumento en las tasas de mortalidad presumiblemente se manifestaría en forma de hambrunas generalizadas y guerras por los recursos.

  • ¡Pero eso no es en absoluto lo que vemos en la población humana! De hecho, hemos visto caídas en las tasas de mortalidad debido a los avances en la medicina. Por alguna razón, las tasas de natalidad en realidad han caído a niveles más o menos acordes con las tasas de mortalidad (y en la mayoría de los países desarrollados, la caída de las tasas de natalidad en realidad ha compensado en exceso la caída de las tasas de mortalidad, lo que ha provocado el envejecimiento de la población). Entonces, aunque la dinámica neta de la población parece relativamente simple, la explicación más simple de esta dinámica falla espectacularmente. Esto lleva a varios

Preguntas:

  1. ¿Existe un mecanismo biológico subyacente que vincule nuestro enfoque sobre la capacidad de carga del medio ambiente con la caída resultante en las tasas de natalidad?

Hay explicaciones sociológicas convincentes: la educación y el empoderamiento de las mujeres, la urbanización, la disminución de la mortalidad infantil, el acceso a la anticoncepción, etc., apuntan a las personas hacia una estrategia reproductiva de invertir más en un número menor de niños. Pero desde una perspectiva sociológica, parece ser un mero accidente que todas estas fuerzas estén convergiendo a la vez para salvarnos de un escenario de altas tasas de natalidad y altas tasas de mortalidad. Uno sospecha que podría estar pasando algo más fundamental aquí.

  1. ¿Hay ejemplos de otras especies que hagan lo mismo: reducir sus tasas de natalidad a medida que se acercan a la capacidad de carga del medio ambiente?

Tal vez haya una ventaja evolutiva en esto. Una población que genera muchos individuos destinados a luchar entre sí o morir de hambre antes de reproducirse parece estar desperdiciando mucha energía, especialmente si los individuos cuidan de sus crías. Una población superpoblada y desnutrida puede ser más vulnerable a enfermedades catastróficas (especialmente en una especie social), y la aptitud individual reducida puede reducir la cantidad total de recursos que la población puede extraer del medio ambiente. Si una especie depende de la cooperación dentro de los grupos sociales, tal vez el exceso de nacimientos conduzca a una competencia intragrupal que socave la aptitud del grupo. El principio básico de la aptitud grupal: que a veces es más ventajoso ayudar a otros en el grupo social de uno que actuar directamente para uno.

Así que buscaría este fenómeno entre las especies que forman grupos sociales cooperativos y cuidan a sus crías: me vienen a la mente los insectos formadores de colonias y los grandes mamíferos sociales. De mi lectura amateur, parece que los leones podrían no ser un ejemplo, regulando su población empujando a los individuos en exceso o no aptos fuera de la manada a su probable muerte (o al menos, esto sugiere que la población no está regulada únicamente a través de las tasas de natalidad ). Pero parece que esto podría abordarse experimentalmente: por ejemplo, si los individuos de una población estable de especies X se introducen en un nuevo entorno que puede soportar fácilmente una población más grande de X , entonces su tasa de natalidad sube?

  1. Si la respuesta a (2) es "sí", ¿qué mecanismos biológicos hay detrás de esto?

Dicho mecanismo debe interpretarse en el contexto del comportamiento reproductivo de los individuos de manera más general. Habrá (a) factores que afecten la conveniencia de reproducirse, con (b) señales ambientales indicativas de estos factores, (c) factores que influyan en el comportamiento reproductivo real de los individuos, y (d) mecanismos biológicos por los cuales (b) influencian (c) .

Entre los factores de tipo (a) que nos interesan particularmente pueden estar la abundancia de alimentos, el espacio, las enfermedades, la estabilidad social... Los candidatos para (b) pueden incluir hacinamiento, calidad del aire, presencia de vegetación y vida silvestre, niveles de estrés ,... Para (c), se podría considerar la libido, la fertilidad, el deseo de pareja o de hijos,... Para (d), idealmente se podría llegar al nivel de cosas como la regulación hormonal.

  1. ¿Podemos usar la respuesta a (3) para informar una respuesta a (1)?

Aquí hay algunas teorías locas que podrían ser compatibles.

En las áreas urbanas, el olor de otros humanos y la falta de vegetación son señales de que la población está superpoblada y la comida escasea, lo que a través de algún sistema dedicado de regulación hormonal común a todos los mamíferos suprime el deseo de aparearse o criar descendencia (pero en los Estados Unidos). Unidos, estos factores se ven mitigados ligeramente por nuestras duchas constantes y nuestros patrones de asentamiento más escasos, lo que lleva a una tasa de natalidad más alta que en gran parte del mundo desarrollado).

El proceso gradual de integración política y tolerancia nos ha llevado a identificar subpoblaciones cada vez más grandes de humanos como "nosotros", y la sensación de ser parte de un grupo grande con una población estable regula al alza el comportamiento prosocial y suprime un poco el deseo de tener hijos propios.

Los elevados niveles de estrés de la vida moderna son una señal de que uno no puede permitirse la inversión necesaria para reproducirse, suprimiendo el deseo de tener hijos.

¡Guau... esta es una publicación larga! Personalmente no tengo ganas de leer un post tan largo. Puede obtener más atención si su publicación es más corta.
Tenga en cuenta que si busca en Google su pregunta, obtendrá toneladas de información, como esta publicación de quora, por ejemplo.
Creo que la mayoría de las cosas que pude encontrar abordaban principalmente aspectos sociológicos. Traté de organizar la pregunta para que sea legible, tal vez haga algunas modificaciones para mejorar esto. Los sitios de stackexchange en los que soy útil tienen interfaces de aspecto ligeramente diferente.
La edición ya hace que la publicación sea mucho más atractiva :) Nota al margen: los fenómenos sociológicos afectan nuestro medio ambiente y no deben descartarse como irrelevantes cuando se habla del crecimiento de la población humana solo porque lo dijo un sociólogo y no un biólogo.
¡Oh Dios! Ese es un gran punto sobre la sociología. Espero que la biología de la situación pueda ayudar a contextualizar la situación sociológica.
Los animales suelen tener tantas crías y crías como pueden alimentarse físicamente, dado un territorio local básico y condiciones justas para la reproducción. Entonces, AFAIK, la comida y el clima estrangula la alimentación de los padres y las crías de una manera biológica y económica simple. Las hembras cazadoras-recolectoras humanas tienen un promedio de 5 bebés o algo así. La dinámica de hoy es laboratorio/biología tecnológica.
@aliential Un hecho relevante que creo haber leído es que la adopción de la agricultura en realidad condujo a una disminución del nivel de salud entre los humanos según varias métricas, como la vida útil. Creo que también he leído que la adopción de la agricultura también condujo a un aumento en el tamaño de las familias. Si esto es cierto, sería una gran confirmación de que los humanos pueden cambiar su estrategia reproductiva en respuesta al medio ambiente (no está claro si esto sucede a nivel de especie o individual). Entonces, la historia humana no ha sido una evolución lineal a lo largo de este eje, lo que en realidad es una gran evidencia de adaptabilidad.
Considere que los genes que hacen lo que usted propone serían inmediatamente superados por organismos egoístas que intentan dominar los recursos. Solo puede funcionar como selección de grupo, lo que debería ser una señal de alerta.
Creo que el punto clave es que los humanos no pueden modelarse como una población salvaje.

Respuestas (2)

En realidad, es mucho más simple de lo que parece, la capacidad de carga no es un problema, los humanos hace mucho tiempo que superaron la capacidad de carga de los planetas sin tecnología avanzada. El verdadero factor es la mortalidad infantil.

considere las estrategias K y r

Digamos que tiene dos conjuntos de padres, cada uno comenzando con la misma cantidad de recursos. En la estrategia r, el enfoque es invertir poco en cada descendencia individual y tener muchos de ellos, la estrategia K implica invertir muchos recursos en cada descendencia y tener solo unos pocos. Cada conjunto de padres consume la misma cantidad de recursos. Parece que r siempre debería ganar, pero siempre que la mortalidad de los descendientes sea baja, generalmente gana K. Porque la descendencia de alta inversión generalmente puede superar fácilmente a la descendencia de baja inversión para encontrar pareja siempre que sobreviva.

A quién le resulta más fácil encontrar pareja, el hombre que estuvo medio muerto de hambre cuando era niño y tiene problemas de salud crónicos y le faltan dientes debido a eso o el hombre que tuvo nutrición y atención médica de primera línea y está físicamente en forma, con buena dentición. estos son los extremos, pero es cierto en todo el espectro, mejor salud, mejor educación, mejor ambiente (mudarse cuesta muchos recursos), todo se correlaciona con más éxito en el apareamiento.

Para cada individuo es mejor tener menos hijos de alta inversión siempre que exista una alta probabilidad de que dichos hijos sobrevivan. Lo cual solo se ha hecho realidad con la medicina y el saneamiento modernos. Entonces, si cada padre hace lo que es mejor para sus genes y su descendencia, la sociedad en su conjunto tiene cada vez menos hijos, siempre que la mortalidad infantil sea muy baja.

Pero durante la mayor parte de la historia humana, la mortalidad infantil fue alta, por lo que tener pocos hijos no funcionó, porque había una posibilidad decente de que todos murieran. Por lo tanto, tener muchos hijos era la única forma de garantizar tener hijos que vivieran para aparearse. A medida que la mortalidad infantil cae, la cantidad de descendientes que sobreviven se dispara (por lo tanto, la población también explota), por lo que el éxito del apareamiento se convierte en un factor mucho más importante que la posibilidad de supervivencia, porque la posibilidad de muerte es muy baja. La medicina y el saneamiento modernos han cambiado las presiones selectivas sobre nuestras estrategias de apareamiento. La estrategia de aprendizaje más K ahora se favorece evolutivamente en los humanos, por lo que el número total de descendientes disminuye, por lo que el crecimiento de la población también disminuye. Esto se llama el modelo de transición demográfica .

La correlación es sorprendentemente estrecha, a medida que la mortalidad infantil cae, las caídas en el crecimiento de la población se suman a cosas como el acceso a la educación y se vuelve aún más estrecha.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Me siento obligado a señalar que la estrategia r y K no son binarias sino formas de describir un espectro de enfoques reproductivos.

Gracias, eso es muy informativo! Usted argumenta que la caída de la mortalidad infantil favorece evolutivamente k reproductores de estrategia. Esto explicaría la correlación entre la mortalidad infantil y el crecimiento de la población SI los factores genéticos determinan en gran medida si un ser humano individual persigue una estrategia reproductiva más de tipo r frente a una de tipo K. Si este es realmente el caso, entonces debido a que el cambio fenotípico de r a K ha sido tan dramático durante el último siglo, los genes responsables deberían sobresalir como un pulgar dolorido en los estudios del cambio genético humano durante ese período de tiempo.
Pero en ausencia de evidencia tan convincente, me inclino a dudar de la hipótesis de que los factores genéticos influyan fuertemente en si un individuo humano persigue una estrategia reproductiva más tipo r o tipo K. Esa es parte de la razón por la que sospecho que puede haber algún mecanismo biológico más "meta-nivel" en juego. Sospecho que los humanos (y otras especies) pueden tener varias adaptaciones que permiten a un individuo alternar entre la reproducción tipo r y tipo K en función de sutiles señales ambientales, en lugar de ser simplemente un caso de individuos con los genes apropiados para el medio ambiente. superando a otros
En mi hipótesis, podría incorporar sus observaciones al postular que entre estas "señales ambientales sutiles", las percepciones de las tasas de mortalidad infantil pueden tener una importancia muy alta (o incluso abrumadora). Por supuesto, tengo igualmente poca evidencia para apoyar esta hipótesis.
@TimCampion Los comportamientos muy volados están codificados de forma rígida en la forma en que piensa, muchos, si no la mayoría, del comportamiento instintivo se basan en desencadenantes, y es bastante fácil para un organismo social determinar la mortalidad infantil. sabemos que los niños instintivamente hacen un seguimiento de los hermanos y las proporciones de género en su comunidad. Muchos organismos cambian individualmente la estrategia reproductiva dependiendo de los desencadenantes ambientales.
@TimCampion, el mayor problema con la capacidad de carga es que un organismo tiene pocas formas de evaluar la capacidad de carga. Más importante aún, si estuvieran rastreando la capacidad de carga, deberíamos ver un menor crecimiento de la población en entornos menos abundantes, pero no lo vemos en cambio, lo vemos en los avanzados tecnológicamente, que son los lugares donde la capacidad de carga está aumentando.

Acabo de leer sobre los experimentos de utopía con ratones de John B. Calhoun en una interesante publicación de intercambio de historia .

El resultado básico es que cuando a los ratones se les dan recursos ilimitados pero están limitados por el espacio, su población explota inicialmente, pero esto conduce a una pérdida de cohesión social y, por lo tanto, a una caída en picado de los niveles de población.

Aunque lejos de ser concluyente, esto me sugiere que, de hecho, hay algún tipo de fundamento biológico que controla la sobrepoblación por medios distintos a la hambruna generalizada.

¡Seguro que hay mucho más que decir!

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