Disciplina: BI63 B - ECOSSISTEMAS Profa. Patrícia C. Lobo Faria

Transcrição

1 Curso de Graduação em Engenharia Ambiental Disciplina: BI63 B - ECOSSISTEMAS Profa. Patrícia C. Lobo Faria Atributos demográficos e estrutura de populações.

2 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

3 Como representar a estrutura de populações?

4 Padrão espacial Reflete o modo de distribuição dos indivíduos de uma população em determinado local.

5 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

6 Três tipos de distribuição espacial de populações. aleatória, ao acaso ou randômica uniforme, regular ou homogênea agregada, agrupada ou contagiosa

7 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.

8 Ex.: bichos de farinha, bivalves em banco de lama, parasitas ou predadores solitários, figueiras na Amazônia. 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.

9 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,...

10 Como determinar o padrão espacial de uma população? área distância

11 Como determinar o padrão espacial de uma população? 100 parcelas 120 indivíduos Quantos indivíduos em cada unidade amostral?

12 Índice de dispersão de Morisita - I d (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! X 2 - N I d = n = 0, N(N - 1) 119 N = nº de indivíduos total (tamanho) n = nº de unidades amostrais (parcelas) X 2 = quadrado do número de indivíduos em cada parcela, somadas todas as parcelas [f (x).(x 2 )] F(x) = nº de unidades amostrais com diferentes números de indivíduos

13 Índice de dispersão de Morisita (área): ao acaso, aleatória, randômica I d = 1 uniforme, regular, homogênea Id <1 0: perfeitamente uniforme agregada, agrupada, contagiosa Id >1 Máximo = n

14 Distribuição etária Ecologia de Populações... Representação da quantidade de indivíduos (sua proporção) em cada faixa de idade. É uma distribuição de frequência (%)! Como definir idade?

15 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...

16 Estrutura etária Ecologia de Populações... reconhecer diferentes estágios de desenvolvimento 3 classes : juvenil reprodutiva senil (pósreprodutiva) Como representar a distribuição etária?

17 Pirâmides etárias: o que representam? OU EM DECLÍNIO

18 Estrutura etária: pirâmides (Odum & Barrett) Padrões gerais: Pirâmides etárias do arganaz em condições experimentais: Ambiente ilimitado Controlado (B = D)

19 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.

20 A densidade populacional varia com o tempo?

21 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...

22 O que determina o tamanho da população? Imigração Natalidade + + Densidade - Mortalidade N 1 = N 0 + B D + I E B: nascimento (birth) D: morte (death) - Emigração I: imigração (chegada, entrada de indivíduos em uma população) E: emigração (saída de indivíduos) N 1 = tamanho populacional no tempo = 1 N 0 = tamanho populacional no tempo = 0 Populações têm comportamento dinâmico.

23 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)

24 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

25 Como estimar a natalidade? nº nascimentos unidade de tempo Plantas: Bichos: germinação como início! Mas as 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)?

26 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 Como encontrar um organismo morto? M = 100(N 0 - N 1 )/N 0 N 0 = n indivíduos no tempo 0 N 1 = n sobreviventes no tempo 1

27 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,...

28 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]

29 Eventos reprodutivos: 2 estratégias Espécies iteróparas: apresentam mais de um evento reprodutivo durante a vida, ou evento contínuo. reprodução sazonal reprodução contínua Espécies semélparas: apresentam um único evento de reprodução sexuada durante sua vida, seguido de morte.

30 Espécies semélparas - semelparição EX.: Agave, BAMBUS (muitas spp), ALGUMAS ÁRVORES TROPICAIS Salmão, Cigarra

31 Custos para a reprodução? Fazer a coorte construção de ninho migração para áreas reprodução cuidado com a prole

32 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?

33 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

34 Diferentes estratégias: r K

35 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.

36 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)

37 Fatores que interferem na densidade: Disponibilidade de recursos Interferem na natalidade e mortalidade Aumento de doenças (contágio): aumento de mortalidade Facilidade de localização pelos inimigos naturais: aumento mortalidade Adversidades ambientais: invernos prolongados, secas (indivíduos pequenos e de vida curta são mais vulneráveis) Relação n machos/fêmeas Comportamento: generalistas x especialistas

38 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