disciplina: bi64 b - ecologia profa. patrícia c. lobo faria
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Curso de Graduação em Engenharia Ambiental
Disciplina: BI64 B - ECOLOGIA
Profa. Patrícia C. Lobo Fariahttp://paginapessoal.utfpr.edu.br/patricialobo
Atributos demográficos: estrutura e dinâmica de
populações.
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Que informações além da densidade podem ser obtidas
a partir do conhecimento do tamanho da população?
População é um conjunto de indivíduos de
determinada espécie, numa determinada área de
habitat adequado.
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Estrutura da População
• Tamanho
• Densidade
• Distribuição de indivíduos no hábitat
• Proporções em cada classe etária
• Sistema de acasalamento
• Variação genética
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A densidade populacional varia
com o tempo?
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Capacidade suporte:
densidade máxima de uma espécie que um ambiente pode sustentar.
Hábitat adequado:
suprimento de alimentos, condições ambientais “favoráveis”, locais para ninhos, “poucos” inimigos naturais...
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• A distribuição de manchas de habitat adequado significa que
as populações, no geral, estão divididas em subpopulações
menores, com menor encontro de indivíduos do que se o
habitat fosse contínuo.
Qual habitat é adequado?
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Dinâmica da População
• As populações apresentam comportamento dinâmico, mudando ao longo do tempo. A compreensão da dinâmica populacional esclarece sua estrutura e permite responder questões como: a pop. persistirá no habitat?
Nascimentos
Mortes
Movimentos (imigração e emigração)
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O que determina o tamanho da população?
Natalidade
+
Imigração
+
Emigração
-
Mortalidade-
N1 = N0 + B – D + I – E
B: nascimento (birth)
D: morte (death)
I: imigração (chegada, entrada de indivíduos em uma
população)
E: emigração (saída de indivíduos)
Densidade
N0 = tamanho populacional no tempo = 0
N1 = tamanho populacional no tempo = 1
Populações têm comportamento dinâmico.
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Fatores ambientais
População
Natalidade
Imigração Emigração
Taxa de crescimento (r) = natalidade (b) – mortalidade (d)
Adaptado de https://www.youtube.com/watch?v=O631cUyco3Q&feature=youtu.be
Mortalidade
K: capacidade suporte
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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: para dentro) (E: para fora) entre subpopulações em manchas de hábitats isolados
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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
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Fases do ciclo de vida de organismos unitários
• Número de gerações ao ano varia entre as espécies, a
expectativa de vida também varia bastante.
• Como alocar tempo e recursos limitados de modo a
atingir o sucesso reprodutivo máximo?
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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, ruderais
(áreas perturbadas), ...
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Ciclo de vida bianual
• Organismos nascem, crescem
durante a primeira estação
favorável e se reproduzem na
segunda estação favorável,
morrendo ao final do segundo
ano. Ex.: cenoura, beterraba,
dedaleira ...
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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.
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Perenes: Eventos reprodutivos:
reprodução sazonal
reprodução contínua
Espécies
iteróparas:
apresentam mais
de um evento
reprodutivo
durante a vida, ou
evento contínuo.
Espécies
semelparas:
apresentam um
único evento de
reprodução sexuada
durante sua vida,
seguido de morte.
2 estratégias
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Espécies semélparas - semelparição
EX.: Agave, BAMBUS (muitas spp), ALGUMAS ÁRVORES TROPICAIS. Salmão, Cigarra
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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?
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Custos para a reprodução?
Fazer a coorte
construção de ninho
migração para áreas de reprodução
cuidado com a prole
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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 especializa-dos, não exigem luz;
• Plântula requer luz (tolera sombra): formam banco de plântulas
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Diferentes estratégias: r K
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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.
Risco
de m
orte
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Curvas de supervivência: sobrevivência acumulada a partir de um tempo inicial a um tempo final (sobrevivência: a um tempo imediatamente após)
Grande produção de descendentes, com poucos recursos energéticos e nenhum cuidado parental
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Como representar a
estrutura de
populações?
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Distribuição etária
Representação da quantidade de indivíduos (sua proporção) em cada faixa de idade.
Ecologia de Populações...
É uma distribuição de frequência (%)!
Como definir idade?
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Definindo idades...
• Estimativas, a partir de diferentes estágiosontogenéticos:
• 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 ...
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Estrutura etária Ecologia de Populações...
reconhecer diferentes estágios de desenvolvimento
“3 classes”: juvenil – reprodutiva – senil (pós-reprodutiva)
Como representar a
distribuição etária?
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Pirâmides etárias: o que representam?
OU EM DECLÍNIO
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Estrutura etária: pirâmides (Odum & Barrett)
Padrões gerais:
Pirâmides etárias do arganaz
em condições experimentais: Ambiente ilimitado Controlado (B = D)
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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
Classes de diâmetro (cm)
População em expansão, que se mantém
O que a figura mostra?
O que a estrutura representa?
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Qual o significado de cada estrutura? A população está em expansão? Está estável?
Senil (colapso)? Tem sido explorada??
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Padrão espacial
Reflete o modo de distribuição dos indivíduos
de uma população em determinado local.
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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)
“quebra” essa
barreira
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aleatória, ao acaso
ou randômica
uniforme, regular
ou homogêneaagregada, agrupada
ou contagiosa
Três tipos de distribuição espacial de populações.
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rara na natureza,
Distribuição uniforme, regular ou homogênea
• 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.
há tendência de afastamento entre
indivíduos, mantêm distância mínima.
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A presença de um indivíduo não
influencia a presença de outro:
sem dependência de proximidade.
Distribuição aleatória, ao acaso ou randômica
Ex.: bichos de farinha, bivalves em
banco de lama, parasitas ou
predadores solitários, figueiras na
Amazônia.
Ocorre em ambientes muito
homogêneos.
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É a mais comum na natureza;
Distribuição agregada, agrupada ou contagiosa
resulta das características do meio (micro-hábitats): concentração de recursos ou condições particulares
ou de comportamento social dos indivíduos, que formam grupos, têmbaixa dispersão,...
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Como determinar o padrão
espacial de uma população?
área
distância
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Como determinar o padrão espacial de uma população?
100 parcelas
120 indivíduos
Quantos indivíduos
em cada unidade
amostral?
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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!
N(N - 1)
X2 - NId = n = 0,85
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
100
242 120
120. 119
![Page 41: Disciplina: BI64 B - ECOLOGIA Profa. Patrícia C. Lobo Faria](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022051315/627ac5d44dc0df417f354433/html5/thumbnails/41.jpg)
ao acaso, aleatória,
randômica
uniforme, regular,
homogêneaagregada, agrupada,
contagiosa
Id >1
Máximo = n
Id <10: perfeitamente
uniforme
Id = 1
Índice de dispersão de Morisita (área):
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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
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Idade da 1ª Rep. (anos)
Duração de vida (anos)
1 2 3 4 5 6 7 8
1 10 20 30 40 50 60 70 80
2 0 20 40 60 80 100 120 140
3 0 0 30 60 90 120 150 180
4 0 0 0 40 80 120 160 200
5 0 0 0 0 50 100 150 200
6 0 0 0 0 0 60 120 180
Os números em negrito indicam as idades mais produtivas na primeira
reprodução para uma dada duração de vida.
Fonte: Ricklefs, A Economia da Natureza.
QUADRO 10.2 Ovos totais produzidos por indivíduos numa
população hipotética em função da duração de vida e idade na
primeira reprodução.