Download - Tamanho e densidade
Prof. Dr. Harold Gordon Fowler [email protected]
Ecologia de Populações
Tamanho Corporal e
Abundancia
Escala e a Abundância dos Animais
A ecologia não é o estudo dos fatores que afeitam a abundancia dos animais?
Como o tamanho corporal influencie o potencial de aumentar o crescimento
populacional?
Tamanho Corporal e
Densidade Populacional
Tamanho Corporal e
Densidade Populacional
Em geral, a densidade diminua com o aumento do tamanho do organismo. – Peters e Wassenberg encontraram que os
invertebrados aquáticos tendem possuir maiores densidades populacionais do que invertebrados terrestres de tamanhos similares.
Os mamíferos tendem possuir maiores densidades populacionais do que aves de tamanhos similares.
Massa corporal (Kg)
Dens
idade (nú
mero
por
km q
uadra
do)
Tamanho Corporal e Densidade Populacional
Tamanho Corporal e Densidade Populacional
Taxa de alimentação V Constante da produção de alimento Abundancia V-1
Dados: Peters, 1983
Massa corporal (kg) Dens
idade (nú
mero
por
km q
uadra
do)
Mamíferos Aves Invertebrados Repteis
Tamanho Corporal e
Densidade Populacional
Massa corporal (Kg)
Den
sid
ad
e p
or
km
qu
ad
rad
o
Muitos invertebrados aquáticos têm densidades populacionais maiores do que outros animais do mesmo tamanho
Os mamíferos têm densidades maiores do que as aves
Densidade populacional versus tamanho corporal
Massa corporal (g)
Den
sidad
e p
opul
acio
nal (i
nd/k
m2)
Autotróficos:
•P = plantas
Consumidores:
Aquáticos/semi-aquáticos
•T = inter-mareia marinhos
•A = aquáticos
•Terrestres:
•M = mamíferos
•H = vertebrados exotérmicos
•I = invertebrados terrestres
•B = aves
Densidade Média
Pobremente pesquisada
Mohr (1947) descobriu que por unidade de área, o número de indivíduos de uma espécie (todos os mamíferos da America do Norte) é inversamente proporcional a sua massa corporal. Assim, biomassa per unidade de área é constante
Damuth (1981) sugeriu que a densidade global de herbívoros decai exponencialmente como W^(-.75)
Outros estudos demonstram um declínio similar da densidade com o tamanho.
Diferencias entre os organismos
Os mamíferos temperados mantém densidades populacionais maiores do que as espécies tropicais
Os herbívoros têm maiores densidades do que os carnívoros
As espécies não mamíferos demonstram relações significativamente diferentes
Porém, todos os dados podem ser descritos por uma curva de tangente de -1.
Essa relação geral é melhor do que relações mais específicas oriundas de conjuntos menores de dados?
Mas, ainda não temos certeza de como a tangente deve ser…
Área vital e Tamanho Corporal
Podemos testar os números de densidade populacional ao comparar esses com dados da área vital.
Se as estimativas da densidade populacional são boas, a área vital (quanta área use regularmente) deve ser próxima a inversa da densidade populacional.
Área usada por animais ~ área/animais (individual área individual usada por o animal)
As evidencias empíricas apóiam números de densidade populacional têm uma relação com a área vital (mas não perfeito)
Para obter energia, os consumidores
precisam de espaço suficiente para
encontrar alimento
•Área vital: todo lugar que o animal ocupa durante algum período temporal para satisfazer suas necessidades (alimento, água, abrigo, pares, locais de nidificação e outras.)
•Uma área vital é a área necessária para a energia que um organismo precisa para se alimentar.
Exemplo, a cobra Nerodia sipedon
Tamanho corporal ~ necessidades energéticas versus o tamanho da ‘área
vital’
Log10 massa corporal (kg)
Log
10 t
aman
ho
da
área
vita
l
E as plantas?
Plantas como as árvores podem ser muito grandes porque a maioria de sua massa (madeira) não é metabolicamente ativa. Suas folhas cuidam do metabolismo
Ao examinar o número de folhas… Whittaker (1975) encontrou que os coníferas (folhas finas) dominaram as florestas boreais, em vez de pastos e árvores decíduas.
Tamanho Corporal de Plantas
e Densidade Populacional
A densidade populacional de plantas diminua com o aumento de tamanho vegetal. – As causas não são claras .
Plântulas podem ter
densidades altas, mas
ao crescer, a densidade
diminua progressivamente
até ficar poucas adultas
maduras.
Isso é conhecido como o “Princípio de Kleiber” em homenagem a fisiologista que descobre essa relação.
Os animais grandes precisam comer alimento abundante que não precisa ser rico em nutrientes.
Os animais pequenos precisam comer alimento rico em nutrientes que não precisa ser abundante.
Fluxo de Energia
As eficiências ecológicas dependem das necessidades energéticas do organismo
Por isso essas necessidades dependem de:
Tamanho corporal ~ taxa metabólica por grama
Lei de Kleiber
Temperatura corporal e tipo de regulação: – Exotérmicos: obtém energia do ambiente
– Endotérmicos: usa a energia metabólica do alimento para manter uma temperatura corporal constante
Ambiente exterior – Terrestre versus aquático
– Clima quente versus clima fria
Nível de atividade necessária para a espécie – Voar é mais caro do que nadar ou caminhar.
– Procurar presa mais caro do que esperar alimento chegar.
O tipo de corpo e a historia evolutiva da espécie – Vertebrados versus invertebrados
– Plantas versus animais
As eficiências ecológicas e as necessidades energéticas determinam as densidades populacionais
•As leis de potencia ecológicas determinam como a energia é transformada em indivíduos:
•Lei de Kleiber:
•A taxa metabólica é proporcional a massa corporal elevada a potencia de 3/4
•A taxa metabólica é proporcional a energia total que um indivíduo precisa hat individual precisa manter sua massa corporal.
•Os organismos maiores precisam mais energia total para crescer e se manter do que os organismos menores.
•Por isso, para uma quantia de energia disponível podem existir mais indivíduos pequenos do que indivíduos grandes.
•Os organismos maiores precisam mais “espaço” para obter a energia do que os organismos menores.
As necessidades energéticas determinam a densidade populacional
por via do tamanho corporal
Essas relações são úteis?
Mas, quantas pesquisas enfocam dois organismos que são de grupos de diferentes tamanhos logarítmicos?
As relações decompõem ao comparar espécies do tamanho similar (porque as diferencias do tamanho maior dominam aos atributos mais específicos que controlam a abundancia)
Existem fatores demais! O escalamento do tamanho corporal seria ótimo.
Nossos métodos de determinação do tamanho populacional não são bons
Porém, essas relações proporcionam uma hipótese nua para nossas pesquisas no campo
Em resumo…
As relações de tamanho e abundancia são interessantes e importantes
Mas os dados não são bons
Não temos um mecanismo confiável
Existem interpretações e números conflitantes