Introducción a la Dinámica Poblacional de Orquídeas

Libro digital en español sobre dinámica poblacional con ejemplos de orquídeas: modelos matriciales, métodos bayesianos, elasticidad, LTRE, simulaciones y PVA en R.
Autores/as
Afiliaciones

Raymond L. Tremblay (Autor Principal)

Universidad de Puerto Rico, Recinto de Río Piedras, Departamento de Biología, San Juan, Puerto Rico; Universidad de Puerto Rico, Recinto de Humacao, Departamento de Biología, San Juan, Puerto Rico; ANALITICA Fundación, Inc. Caguas, Puerto Rico, 00725.

Aucencia Emeterio-Lara

Colegio de la Frontera Sur, ECOSUR, México.

Edgar J. González

Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ciencias, México.

Elaine González

Orquídeario Soroa, Universidad de Artemisa, Apdo. postal No. 5 Candelaria, Pinar del Río, Cuba.

Mariana Hernández-Apolinar

Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ciencias, México.

Demetria Mondragón

Instituto Politécnico Nacional, Centro Interdisciplinario de Investigación y Desarrollo Integral Regional Oaxaca, México.

Ernesto Mujica Benitez

Orquídeario Soroa, Universidad de Artemisa, Apdo. postal No. 5 Candelaria, Pinar del Río, Cuba.

Paola Portillo Tzompa

Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Ciencias, México.

Adriana Ramírez Martínez

Instituto Politécnico Nacional, Centro Interdisciplinario de Investigación y Desarrollo Integral Regional Oaxaca, México.

Tamara Ticktin

Department of Botany, University of Hawaii at Manoa, 3190 Maile Way, Honolulu, HI 96822, USA.

Fecha de publicación

30 de mayo de 2026

Palabras clave

dinámica poblacional, matrices de proyección poblacional, MPP, orquídeas, métodos bayesianos, protocolo de reporte, reproducibilidad, diagnóstico de datos, conservación, ecología


Dedicatoria

Este libro está dedicado a

Michael J. Hutchings

University of Sussex, Reino Unido

Pocos investigadores han transformado tanto el estudio demográfico de las orquídeas como Michael J. Hutchings. Su seguimiento poblacional de Ophrys sphegodes en Castle Hill, iniciado en 1975 y continuado durante más de tres décadas, estableció un estándar para los estudios demográficos a largo plazo en plantas raras. Su trilogía sobre la biología poblacional de esta especie — desde los patrones temporales de comportamiento (Hutchings 1987) hasta el análisis de tres décadas de demografía (Hutchings 2010) — mostró que las orquídeas terrestres exhiben fenómenos como la latencia vegetativa prolongada que invalidan los supuestos clásicos de los modelos matriciales, y obligó a la comunidad a desarrollar métodos cuantitativos más sofisticados.

Su trabajo con Sue Waite (Waite y Hutchings 1991), aplicando modelos matriciales al manejo de poblaciones, fue uno de los primeros ejemplos del uso de MPP en orquídeas para informar decisiones de conservación. Más recientemente, sus colaboraciones con la siguiente generación de ecólogos poblacionales — Richard Shefferson, Hans Jacquemyn, Tiiu Kull, Ryo Mizuta y otros (Shefferson et al. 2017, 2020) — continúan empujando los límites del campo hacia la predicción evolutiva bajo cambio climático.

Pero más allá de sus contribuciones científicas, lo que distingue a Michael es su disponibilidad genuina para colaborar con ecólogo poblacional que se le acerque con una buena pregunta. Generaciones de estudiantes y colegas hemos contado con su lectura crítica, su rigor estadístico y su generosidad intelectual. Uno de nosotros (RLT) tuvo el privilegio de coautorar con él una revisión metodológica sobre conservación de orquídeas (Tremblay y Hutchings 2003) que sigue siendo punto de partida para muchos.

Este libro es, en buena parte, una continuación del camino que Michael abrió.


Prefacio

Este libro digital es una guía práctica para construir, diagnosticar y defender análisis de dinámica poblacional usando matrices de proyección poblacional (MPP), con orquídeas como ejemplo recurrente.

0.1 ¿A quién va dirigido?

El libro está pensado para dos públicos principales:

  • Estudiantes de pregrado y posgrado interesados en aprender sobre dinámica poblacional desde cero.
  • Investigadores que ya recolectan datos demográficos y necesitan una guía para construir, diagnosticar y publicar análisis matriciales que sobrevivan la revisión crítica.

0.2 ¿Qué distingue a este libro?

Lo que distingue a este libro de los textos clásicos sobre dinámica poblacional —Caswell (2001), Morris y Doak (2002), Ebert (1999)— es que no se queda en la construcción del modelo. Las MPP son fáciles de armar y fáciles de equivocar: con tamaños de muestra pequeños, eventos raros no observados, redondeo excesivo, distribuciones gaussianas aplicadas a proporciones acotadas, fecundidad mal asignada, etc., un análisis matemáticamente impecable puede arrojar conclusiones biológicamente erróneas.

Los capítulos sobre métodos bayesianos para transiciones raras, sobre el protocolo estandarizado de reporte y sobre los impactos de datos sin sentido biológico son la «columna diagnóstica» del libro: las herramientas que un demógrafo necesita para que su trabajo aguante la revisión por pares, el reanálisis posterior y el escrutinio comparativo cuando otros lo integren a meta-análisis.

Cada capítulo ofrece una introducción a los conceptos y métodos, ejemplos prácticos en R, y discusión explícita de los supuestos y las limitaciones. Algunos ejemplos complementarios usan MS Excel para los lectores que prefieren un primer contacto sin programación.

0.3 Objetivos de aprendizaje

Al finalizar, el lector debería ser capaz de:

  1. Construir una MPP correctamente desde datos de campo.
  2. Diagnosticar problemas de calidad y aplicar correctivos bayesianos cuando hagan falta.
  3. Calcular e interpretar las métricas demográficas estándar (λ, sensibilidad, elasticidad, métricas transitorias, LTRE, simulaciones estocásticas) en términos biológicos.
  4. Comunicar los resultados conforme al protocolo estandarizado del campo.

0.4 Estructura del libro

El libro está organizado alrededor de las cuatro tareas de un demógrafo: construir, diagnosticar, analizar y comunicar.

  • Construcción (caps. 2-6): ciclo de vida, recolección de datos, transiciones, fecundidad, descomposición U/F/C.
  • Columna diagnóstica y de comunicación (caps. 7, 19, 20): métodos bayesianos, protocolo estandarizado e impactos de datos sin sentido biológico.
  • Análisis (caps. 8-14, 17, 18): crecimiento, propiedades, elasticidad, dinámica transitoria, funciones de transferencia, LTRE, simulaciones, COMPADRE, Rage.
  • Cierre (cap. 21, parte de Historia, apéndices): conclusiones, historia breve, listas y formatos.

0.5 Tabla de contenidos

0.6 Cómo citar este libro

Si usa este libro en su investigación, docencia o material de divulgación, le pedimos que lo cite en la forma apropiada. Hay dos formas válidas, según lo que esté citando: el libro completo, o un capítulo específico con sus autores.

0.6.1 Cita del libro completo

Cuando se refiera al libro como un todo:

Tremblay, R. L., Emeterio-Lara, A., González, E. J., González, E., Hernández-Apolinar, M., Mondragón, D., Mujica Benitez, E., Portillo Tzompa, P., Ramírez Martínez, A., & Ticktin, T. (2026). Introducción a la Dinámica Poblacional de Orquídeas. Edición digital. https://raymondltremblay.github.io/Dinamica_Poblacional/

BibTeX:

@book{tremblay2026orquideas,
  title     = {Introducción a la Dinámica Poblacional de Orquídeas},
  author    = {Tremblay, Raymond L. and Emeterio-Lara, Aucencia and
               González, Edgar J. and González, Elaine and
               Hernández-Apolinar, Mariana and Mondragón, Demetria and
               Mujica Benitez, Ernesto and Portillo Tzompa, Paola and
               Ramírez Martínez, Adriana and Ticktin, Tamara},
  year      = {2026},
  publisher = {Edición digital},
  url       = {https://raymondltremblay.github.io/Dinamica_Poblacional/}
}

0.6.2 Cita de un capítulo individual

Cuando se refiera al contenido específico de un capítulo —por ejemplo, una técnica desarrollada en él— cite el capítulo con sus autores correspondientes y el libro como contenedor.

Plantilla (formato APA):

[Autores del capítulo]. (2026). [Título del capítulo]. En R. L. Tremblay, A. Emeterio-Lara, E. J. González, E. González, M. Hernández-Apolinar, D. Mondragón, E. Mujica Benitez, P. Portillo Tzompa, A. Ramírez Martínez, & T. Ticktin, Introducción a la Dinámica Poblacional de Orquídeas. https://raymondltremblay.github.io/Dinamica_Poblacional/%5Barchivo%5D.html

Ejemplo concreto (capítulo «Acercamiento bayesiano»):

Tremblay, R. L. (2026). Acercamiento bayesiano para calcular transiciones y fecundidades. En R. L. Tremblay, A. Emeterio-Lara, E. J. González, E. González, M. Hernández-Apolinar, D. Mondragón, E. Mujica Benitez, P. Portillo Tzompa, A. Ramírez Martínez, & T. Ticktin, Introducción a la Dinámica Poblacional de Orquídeas. https://raymondltremblay.github.io/Dinamica_Poblacional/108-Bayesian_PPM.html

BibTeX:

@incollection{tremblay2026bayesianoMPP,
  title     = {Acercamiento bayesiano para calcular transiciones y fecundidades},
  author    = {Tremblay, Raymond L.},
  year      = {2026},
  booktitle = {Introducción a la Dinámica Poblacional de Orquídeas},
  editor    = {Tremblay, Raymond L. and Emeterio-Lara, Aucencia and
               González, Edgar J. and González, Elaine and
               Hernández-Apolinar, Mariana and Mondragón, Demetria and
               Mujica Benitez, Ernesto and Portillo Tzompa, Paola and
               Ramírez Martínez, Adriana and Ticktin, Tamara},
  url       = {https://raymondltremblay.github.io/Dinamica_Poblacional/108-Bayesian_PPM.html}
}

0.6.3 Autores por capítulo

A continuación se listan los autores de cada capítulo, para facilitar la cita correcta:

Capítulo Autor(es)
Diagnóstico poblacional: Introducción Raymond L. Tremblay, Ernesto Mujica, Demetria Mondragón
El Ciclo de Vida Raymond L. Tremblay
Recopilar datos en el campo Aucencia Emeterio-Lara, Mariana Hernández-Apolinar, Raymond L. Tremblay
Transiciones Aucencia Emeterio-Lara, Ernesto Mujica, Elaine González, Raymond L. Tremblay
Fecundidad Aucencia Emeterio-Lara, Raymond L. Tremblay
Matrices de transición, fecundidad y reproducción clonal Raymond L. Tremblay
Acercamiento bayesiano para calcular transiciones y fecundidades Raymond L. Tremblay
Crecimiento Poblacional Tamara Ticktin, Mariana Hernández-Apolinar, Raymond L. Tremblay
Propiedades de las matrices y estimación de parámetros Mariana Hernández-Apolinar, Paola Portillo Tzompa
Elasticidad y Sensibilidad Demetria Mondragón, Ernesto Mujica, Elaine González
Dinámica transitoria Mariana Hernández-Apolinar, Tamara Ticktin, Paola Portillo Tzompa
Funciones de transferencia Mariana Hernández-Apolinar, Tamara Ticktin, Edgar J. González, Raymond L. Tremblay
Experimento de Respuesta de Tabla de Vida (LTRE) Adriana Ramírez Martínez, Demetria Mondragón
Métodos de simulación poblacional Raymond L. Tremblay
COMPADRE y Orquídeas Raymond L. Tremblay
Rage y Orquídeas Raymond L. Tremblay
Un protocolo estándar para comunicar información demográfica Traducción de Gascoigne et al. (2023) por R. L. Tremblay, R. Salguero-Gómez, A. Damon, D. Molina Ozuna
Impactos de datos sin sentido biológico Raymond L. Tremblay
Conclusión Raymond L. Tremblay, Demetria Mondragón, Aucencia Emeterio-Lara
Historia breve de los MPP en orquídeas Raymond L. Tremblay
Carl Olaf Tamm Raymond L. Tremblay
NotaSobre el capítulo del protocolo

El capítulo «Un protocolo estándar para comunicar información demográfica estructurada en fases discretas» es la traducción al español del artículo de (Gascoigne et al. 2023). Si usted está empleando el protocolo en su trabajo, cite el artículo original. Si está empleando o citando explícitamente la traducción al español (por ejemplo, recomendándola a colegas hispanohablantes), cite tanto el artículo original como esta edición digital.


0.7 Paquetes de R principales usados en el libro

Los paquetes principales para el análisis de dinámica poblacional se listan a continuación, aunque muchos otros fueron utilizados para transformar datos, producir gráficos y para construir el libro.

  • popbio: un paquete para analizar datos de dinámica poblacional basado en funciones que se encuentran en el libro de Caswell (Caswell 2001) y en el libro de Morris y Doak (Morris y Doak 2002) por edades o etapas (Stubben y Milligan 2007).

  • popdemo: un paquete que incluye herramientas para modelar poblaciones y demografía utilizando modelos de proyección matricial, con implementaciones de modelos deterministas y estocásticos. Incluye proyección de población, índices de tamaño y crecimiento de la población a corto y largo plazo, análisis de perturbaciones, convergencia hacia la estabilidad o estacionaria (Stott et al. 2021).

  • raretrans: Funciones para crear modelos matriciales de población a partir de una combinación de datos sobre transiciones de etapa/edad con información previa bayesiana. Esto compensa los problemas estructurales causados por la falta de observaciones de transiciones raras y datos sin sentido biológico (Tyre et al. 2024), tal como se explica en el capítulo de métodos bayesianos.

  • Rage: Funciones para calcular métricas de historia de vida utilizando modelos matriciales de población («MPP»), descritas en Jones (R et al. 2022).

  • Rcompadre: Un paquete para analizar los datos recopilados en la base de datos COM(P)ADRE, una base de datos de matrices de vida de plantas y animales (Jones et al. 2022).

Otros paquetes que se usan para analizar datos, mayormente para manipular datos, hacer modelos estadísticos y visualizaciones, incluyen:

  • ggplot2: para hacer gráficos
  • dplyr: para manipular datos
  • tidyr: para manipular datos
  • lubridate: para trabajar con fechas

0.8 Libro digital y archivos de datos

El libro digital se encuentra en el siguiente enlace, donde el acceso a todas las funciones y datos están disponibles para reproducir los ejemplos utilizados en el libro.

https://raymondltremblay.github.io/Dinamica_Poblacional/

0.9 Lista de paquetes usados en el libro

La lista a continuación se genera automáticamente escaneando todos los archivos del libro. Si planea reproducir los ejemplos, asegúrese de tener instalados los paquetes listados.

Código
# renv::dependencies() escanea todos los .qmd y .R del proyecto en busca de
# llamadas a library(), require() y pkg::función(). Respeta .renvignore para
# excluir scripts utilitarios (ej. split_chapters.R).
deps <- renv::dependencies(quiet = TRUE)
pkgs <- sort(unique(deps$Package))

# Versión instalada — NA si el paquete no está instalado (no falla).
safe_version <- function(p) {
  tryCatch(as.character(utils::packageVersion(p)),
    error = function(e) NA_character_
  )
}

data.frame(
  Paquete = pkgs,
  Version = vapply(pkgs, safe_version, character(1)),
  row.names = NULL
) |>
  knitr::kable()
Paquete Version
broom 1.0.13
car 3.1.5
colorspace 2.1.2
cowplot 1.2.0
DiagrammeR 1.0.12
DiagrammeRsvg 0.1
distributional 0.7.0
dplyr 1.2.1
e1071 1.7.17
flextable 0.9.11
ftExtra 0.6.4
ggdist 3.3.3
ggplot2 4.0.3
ggpubr 0.6.3
ggtext 0.1.2
grDevices 4.5.0
gt 1.3.0
htmlwidgets 1.6.4
interpretCI 0.1.1
janitor 2.2.1
jsonlite 2.0.0
knitr 1.51
latex2exp 0.9.8
leaflet 2.2.3
magick NA
MCMCpack 1.7.1
methods 4.5.0
officer 0.7.5
pacman 0.5.1
patchwork 1.3.2
plyr 1.8.9
popbio 2.8
popdemo 1.3.3
purrr 1.2.2
quarto NA
Rage 1.9.0
raretrans 1.0.5
Rcompadre 1.5.0
readr 2.2.0
readxl 1.5.0
renv 1.2.3
reshape2 1.4.5
rmarkdown 2.31
rsvg 2.7.0
scales 1.4.0
skimr 2.2.2
stats 4.5.0
stringr 1.6.0
styler 1.11.0
tibble 3.3.1
tidyr 1.3.2
tidyverse 2.0.0
tools 4.5.0
utils 4.5.0
webshot2 0.1.2
Caswell, H. (2001). Matrix Population Models: Construction, analysis, and interpretation. Sunderland, Massachusetts, USA: Sinauer Associates.
Gascoigne, S. J. L., Rolph, S., Sankey, D., Nidadavolu, N., Stell Pičman, A. S., Hernández, C. M., Philpott, M. E. R., Salam, A., Bernard, C., Fenollosa, E., Lee, Y. J., McLean, J., Hetti Achchige Perera, S., Spacey, O. G., Kajin, M., Vinton, A. C., Archer, C. R., Burns, J. H., Buss, D. L., Caswell, H., Che-Castaldo, J. P., Childs, D. Z., Capdevila, P., Compagnoni, A., Crone, E., Ezard, T. H. G., Hodgson, D., Knight, T. M., Jones, O. R., Jongejans, E., McDonald, J., Tenhumberg, B., Thomas, C. C., Tyre, A. J., Ramula, S., Stott, I., Tremblay, R. L., Wilson, P., Vaupel, J. W., & Salguero-Gómez, R. (2023). A standard protocol to report discrete stage-structured demographic information. Methods in Ecology and Evolution, 14, 2065-2083.
Hutchings, M. (2010). The population biology of the early spider orchid Ophrys sphegodes Mill. III. Demography over three decades. Journal of Ecology, 98, 867-878.
Hutchings, M. J. (1987). The population biology of the early spider orchid, Ophrys sphegodes Mill. II. Temporal patterns in behaviour. The Journal of Ecology, 729-742.
Jones, O. R., Barks, P., Stott, I., James, T. D., Levin, S., Petry, W. K., Capdevila, P., Che-Castaldo, J., Jackson, J., Römer, G., Schuette, C., Thomas, C. C., & Salguero-Gómez, R. (2022). Rcompadre and Rage—Two R packages to facilitate the use of the COMPADRE and COMADRE databases and calculation of life-history traits from matrix population models. Methods in Ecology and Evolution, 13, 770-781.
Morris, W. F., & Doak, D. F. (2002). Quantitative conservation biology: theory and practice of population viability analysis. Sinauer Associates, Inc. Publishers.
R, J. O., Barks, P., Stott, I. M., James, T. D., Levin, S. C., Petry, W. K., Capdevila, P., Che-Castaldo, J., Jackson, J., Römer, G., Schuette, C., Thomas, C. C., & Salguero-Gómez, R. (2022). Rcompadre and Rage - two R packages to facilitate the use of the COMPADRE and COMADRE databases and calculation of life history traits from matrix population models. Methods in Ecology and Evolution, 13, 770-781. https://doi.org/10.1111/2041-210X.13792
Shefferson, R. P., Jacquemyn, H., Kull, T., & Hutchings, M. J. (2020). The demography of terrestrial orchids: life history, population dynamics and conservation. Botanical Journal of the Linnean Society, 192, 315-332.
Shefferson, R. P., Mizuta, R., & Hutchings, M. J. (2017). Predicting evolution in response to climate change: the example of sprouting probability in three dormancy-prone orchid species. Royal Society Open Science, 4, 160647.
Stott, I., Hodgson, D., & Townley, S. (2021). popdemo: Demographic Modelling Using Projection Matrices.
Stubben, C. J., & Milligan, B. G. (2007). Estimating and Analyzing Demographic Models Using the popbio Package in R. Journal of Statistical Software, 22. https://doi.org/10.18637/jss.v022.i11
Tremblay, R. L., & Hutchings, M. J. (2003). Population dynamics in orchid conservation: a review of analytical methods based on the rare species Lepanthes eltoroensis. In: Orchid Conservation (pp. 183-204). Kota Kinabalu: Natural History Publications (Borneo).
Tyre, A., Tremblay, R., & Perez, M. (2024). raretrans: Bayesian Priors for Matrix Population Models.
Waite, S., & Hutchings, M. (1991). The effects of different management regimes on the population dynamics of Ophrys sphegodes: analysis and description using matrix models. In: Wells, T. C. E., & Willems, J. H. (eds.), Population ecology of terrestrial orchids (pp. 161-175). SPB Academic Publishing bv, The Hague.