população

Curso de Graduação em Engenharia Ambiental
Disciplina: BI63 B - ECOSSISTEMAS
Profa. Patrícia C. Lobo Faria
http://paginapessoal.utfpr.edu.br/patricialobo
Atributos demográficos e estrutura de populações.
Que informações além da densidade podem ser obtidas
a partir do conhecimento do tamanho da população?
“Estrutura da população se refere à densidade e à
distribuição de indivíduos no hábitat e às proporções
em cada classe etária”
A densidade populacional varia
com o tempo?
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Capacidade suporte:
densidade máxima de uma espécie que um
ambiente pode sustentar.
Hábitat suprimento de alimentos, condições
adequado: ambientais “favoráveis”, locais para
ninhos, “poucos” inimigos naturais...
O que determina o tamanho da população?
Imigração
+
Natalidade
+
Densidade -
Mortalidade
N1 = tamanho populacional no
tempo = 1
N1 = N 0 + B – D + I – E
B: nascimento (birth)
Emigração
N0 = tamanho populacional no
D: morte (death)
tempo = 0
I: imigração (chegada, entrada de indivíduos em uma
população)
E: emigração (saída de indivíduos)
Populações têm comportamento dinâmico.
Mobilidade: dispersão e migração
• Dispersão: maneira pela qual os indivíduos
se afastam um dos outros (movimento na
área de abrangência da população)
– Sementes carreadas pelo vento, animais
ou água
– Animais estabelecem seus territórios,
formação de bandos
• Migração: movimento direcional de
organismos, em massa, quase sempre de
regiões com poucos recursos para áreas
mais produtivas
– Fitoplâncton: dia: superfície / noite: zonas
mais profundas
– Borboletas, gnus, gafanhotos, etc..
 Movimento de indivíduos (I, E) entre subpopulações
entre manchas de hábitats (hábitats isolados)
Migração: deslocamento temporário de uma população para
uma região com condições adequadas. Ocorre quando
extremos de condições exigiriam um alto custo de
adaptação
Andorinhas-do-mar do Ártico:
procriam no verão no Atlântico
Norte, quando esfria migram
para a Antártida: vivem nos
verões polares!
Grandes populações
migram na época da
reprodução para
zonas de grandes
concentrações de
alimentos
Como estimar a natalidade?
nº nascimentos
unidade de tempo
• Plantas: • germinação como início! Mas as
• Bichos:
sementes já contêm o embriões
dormentes.
• eclosão dos ovos/expulsão da
placenta (répteis, aves e mamíferos)
e no caso de insetos e anfíbios:
ovos, larvas, adultos???
Mais da metade da população já terá morrido
antes mesmo de ter sido amostrada!
Quantas vezes cada indivíduo se reproduz? Qual
o tamanho da prole (quantos filhotes)? Próxima aula
Como estimar a mortalidade?
• Longevidade fisiológica é diferente da
longevidade ecológica: a mortalidade por
senescência é menor do que por outros
fatores (predação, doença, catástrofes).
• Mortalidade varia com a idade
Próxima aula
• Como encontrar um organismo morto?
M = 100(N0 - N1)/N0
N0 = n indivíduos no tempo 0
N1 = n sobreviventes no tempo 1
Como representar a
estrutura de
populações?
Padrão espacial
Reflete o modo de distribuição dos indivíduos
de uma população em determinado local.
 de Distribuição Geográfica (abrangência)
• Inclui todas as
áreas que são
ocupadas por
indivíduos de uma
espécie, durante
seu ciclo de vida.
Distribuição geográfica da
erva mate (Ilex sp).
• Barreiras à dispersão
limitam a distribuição
geográfica
• Introdução de
espécies (exóticas)
“quebram” essa
barreira
Três tipos de distribuição espacial de populações.
aleatória, ao acaso
ou randômica
uniforme, regular
ou homogênea
agregada, agrupada
ou contagiosa
Distribuição uniforme, regular ou homogênea
 rara na natureza,
 há tendência de afastamento entre
indivíduos, mantêm distância mínima.
• resulta de forte competição (com a morte
surge o espaçamento), territorialidade ou
alelopatia.
 Ex.: moitas de
creosoto no deserto,
peixes com defesa de
território, colméias de
spp “agressivas”,
árvores emergentes
(adultos),..., pomar,
plantio revegetação.
Distribuição aleatória, ao acaso ou randômica
 A presença de um indivíduo não
influencia a presença de outro:
sem dependência de proximidade.
 Ocorre em ambientes muito
homogêneos.
 Ex.: bichos de farinha, bivalves em
banco de lama, parasitas ou
predadores solitários, figueiras na
Amazônia.
Distribuição agregada, agrupada ou contagiosa
 É a mais comum na natureza;
 resulta das características do meio
(micro-hábitats): concentração de
recursos ou condições particulares
 ou de comportamento social dos
indivíduos, que formam grupos, têm
baixa dispersão,...
Como determinar o padrão
espacial de uma população?
 área
distância
Como determinar o padrão espacial
de uma população?
100 parcelas
120 indivíduos
Quantos indivíduos
em cada unidade
amostral?
Índice de dispersão de Morisita - Id(área):
• Tomar amostras da população
• Contar o número de indivíduos em cada
amostra
• Verificar a distribuição de frequência de ocorrência de
amostras com diferentes números de indivíduos [f (x)]
• = quantas amostras têm 0 indivíduos, quantas têm 1, ...,]
• comparar o valor com o esperado!
 X2 - N
Id = 100
n
= 0,85
N(N - 1)
N = nº de indivíduos total (tamanho)
n = nº de unidades amostrais
(parcelas)
X2 = quadrado do número de
indivíduos em cada parcela, somadas
todas as parcelas [f (x).(x2)]
F(x) = nº de unidades amostrais com
diferentes números de indivíduos
Índice de dispersão de Morisita (área):
ao acaso, aleatória,
randômica
Id = 1
uniforme, regular,
homogênea
agregada, agrupada,
contagiosa
Id <1
Id >1
0: perfeitamente
uniforme
Máximo = n
Ecologia de Populações...
Distribuição etária
Representação da quantidade de indivíduos
(sua proporção) em cada faixa de idade.
É uma distribuição de frequência (%)!
Como definir idade?
Definindo idades...
• Estimativas, a partir de diferentes estágios
ontogenéticos:
• Número de anéis de crescimento em
plantas ou cicatrizes foliares;
• Número de camadas de escamas em
peixes;
• Número e tipos de dentes (de leite ou
permanente, número de incisivos...)
• Tamanho e forma de chifres,
• Massa do dente de elefante,
• Formato de folhas, número de ramificações
...
Estrutura etária
Ecologia de Populações...
reconhecer diferentes estágios de desenvolvimento
 “3 classes”: juvenil – reprodutiva – senil (pósreprodutiva)
Como representar a
distribuição etária?
Pirâmides etárias: o que representam?
OU EM DECLÍNIO
Estrutura etária: pirâmides (Odum & Barrett)
Padrões gerais:
Pirâmides etárias do arganaz
em condições experimentais:
Ambiente ilimitado
Controlado (B = D)
Com plantas: ESTRUTURA DE TAMANHO
(alternativa para estágios ontogenéticos)
distribuição etária é comumente representada pela
distribuição de diâmetros do caule à altura do peito
(DAP- a 1,3m) ou da altura total
O que a figura mostra?
O que a estrutura representa?
Classes de diâmetro (cm)
População em expansão, que se mantém
Qual o significado de cada estrutura?
A população está em expansão? Está estável?
Senil (colapso)? Tem sido explorada??
Fases do ciclo de vida de organismos unitários
Número de gerações ao ano varia entre as espécies.
O conflito entre uso de recursos e reprodução também
varia entre as espécies: quanto à idade da primeira
reprodução, o tamanho da prole, cuidado parental, etc.
Ciclo de vida anual
• Espécies apresentam apenas
uma geração por ano, na
estação favorável;
• Nascimentos (eclosão de ovos
ou germinação) ocorrem no
início da “primavera”, crescem
rapidamente, se reproduzem e
morrem ao final do verão ou
outono.
• Há fases dormentes:
sementes, esporos, ovos
que persistem o resto do ano
(estação desfavorável)
• Ex.: gafanhoto, ervas, ...
Ciclo de vida perene
• O ciclo de vida ultrapassa dois
anos
• Geralmente o fotoperíodo
determina o momento ideal para
a reprodução; ou em condições
estáveis, a reprodução pode ser
contínua.
• Conflito: investir energia para se
proteger na estação
desfavorável, com isso a prole
será menor que a de espécies
anuais.
[bianuais]
Eventos reprodutivos: 2 estratégias
Espécies
iteróparas:
apresentam mais
de um evento
reprodutivo
durante a vida, ou
evento contínuo.
Espécies
semélparas:
apresentam um
único evento de
reprodução sexuada
durante sua vida,
seguido de morte.
reprodução sazonal
reprodução contínua
Espécies semélparas - semelparição
EX.: Agave, BAMBUS (muitas spp), ALGUMAS ÁRVORES TROPICAIS
Salmão, Cigarra
Custos para a reprodução?
 Fazer a coorte
 construção de ninho
 migração para áreas
reprodução
 cuidado com a prole
História de vida das espécies ou
bionomia
 Quanto tempo viver?
 A que velocidade crescer?
 Quando começar a se reproduzir?
 Quantas vezes se reproduzir?
 Quantos descendentes deixar?
 Quanto empregar de cuidado com a
prole?
Histórias de vida das espécies
•
•
•
•
•
•
•
r – estrategistas
Alto investimento em esforço •
reprodutivo:
•
Crescimento rápido
•
Reprodução precoce
•
Prole numerosa, indivíduos
pequenos
•
•
Ciclo de vida curto
•
“Produtivas”
♣: sementes facilmente
dispersas (vento ou vários
•
dispersores), exigem luz para
germinar ou: sem luz: banco
de sementes (dormentes)
k – estrategistas
Alto investimento em ξ de
manutenção:
Crescimento lento,
Reprodução “tardia”
Prole menos numerosa, +
vigorosa
Ciclo de vida longo
Espécies “eficientes”
♣: sementes requerem
dispersores especializados, não exigem luz;
Plântula requer luz (tolera
sombra): formam banco
de plântulas
Diferentes estratégias: r K
Risco de morte
Curvas de sobrevivência
I (convexa):
mortalidade baixa até
perto do fim da vida
(humanos e grandes
animais), qdo  muito
Ex.: mamíferos, insetos
sociais, mosca
drosófila
II (próxima de reta
diagonal):
sobrevivência
semelhante nas
diferentes fases.
Ex.: hidra de água
doce, diversos
passeriformes
III (côncava):
mortalidade alta nos
estágios juvenis e
depois .
Ex.: mais frequente:
invertebrados,
peixes, muitas aves.
Grande produção de
descendentes, com poucos
recursos energéticos e
nenhum cuidado parental
Curvas de supervivência: sobrevivência
acumulada a partir de um tempo inicial a um
tempo final (sobrevivência: a um tempo
imediatamente após)
Fatores que interferem na densidade:
• Disponibilidade de
• Adversidades
recursos
ambientais: invernos
prolongados, secas
– Interferem na
(indivíduos pequenos
natalidade e
e de vida curta são
mortalidade
mais
vulneráveis)
• Aumento de doenças
(contágio): aumento de • Relação
n°machos/fêmeas
mortalidade
• Comportamento:
• Facilidade de
generalistas x
localização pelos
especialistas
inimigos naturais:
aumento mortalidade
Referências
• Capítulo 1 – Fundamentos em Ecologia (Ricardo Pinto
Coelho)
• Parte do capítulo 36 – Vida: a ciência da biologia
(Sadava e colaboradores)
• Parte do capítulo 6 – Fundamentos de Ecologia (Odum
e Barrett)
• Parte do capítulo 5 – Fundamentos em Ecologia
(Townsend e colaboradores)
• Partes dos capítulos 13 e 14 – Economia da Natureza
(Ricklefs)
• Texto de apoio a padrão espacial