Ecologia II. Numa escala global a população muda por dois fatores: Mortes. Nascimentos

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1 Ecologia II Numa escala global a população muda por dois fatores: Nascimentos Mortes

2 Ecologia II Numa escala local a população muda pelos seguintes fatores: Nascimentos Imigrações Mortes Emigrações Dispersão

3 Estrutura da População Densidade populacional Taxa de nascimento Taxa de mortalidade Estrutura etária Taxa de crescimento

4 Ecologia II Taxa de crescimento (t) t 0 = n - m N = nascimentos M = mortes Taxa de crescimento relativo (t %) t 0 = (n 0 /p) (m 0 /p) N = nascimentos P = população M = mortes

5 Densidade populacional X Abundância relativa Técnica marcação e recaptura: N i = (n*m)/ x Onde, N = número da população. n = número da amostra após a marcação. M = número de indivíduos marcados na primeira amostragem. x = número de indivíduos marcados na segunda amostragem

6 Densidade populacional X Abundância relativa O pesquisador Manoel marcou 50 preguiças num bosque em agosto de Em dezembro do mesmo ano, retornou ao local e capturou 50 indivíduos. Nesta amostra observou-se que 7 preguiças estavam marcadas. Identifique a densidade populacional no bosque. N = (50*50)/7 N = 357 aves

7 Densidade populacional X Abundância relativa O pesquisador Manoel foi para um floresta e definiu a mesma metodologia para amostrar roedores. Marcou 50, esperou o mesmo tempo e ao capturar 50 roedores observou que não havia nenhuma marcada. O que aconteceu? Os roedores marcados morreram? Como podemos ajudá-lo?

8 Taxa de crescimento Como podemos comparar o crescimento das populações? Determinando qual a taxa de crescimento que a população apresenta num determinado tempo. Taxa de crescimento (t) T = N - M Taxa de crescimento relativo (t %) T = (N/p) (M/p)

9 Taxa de crescimento Há duas expressões matemáticas que podem descrever os dois tipos de crescimento populacional: exponencial e geométrico. O crescimento exponencial acontece quando indivíduos jovens são acrescentados à população continuamente.

10 Taxa de crescimento O crescimento geométrico caracteriza o acréscimo ou decréscimo em intervalos discretos.

11 Taxa de crescimento

12 Taxa de crescimento A taxa máxima que uma população pode crescer sob condições ideais é conhecida como potencial biótico ou taxa intrínseca de aumento Idade reprodutiva Características dos ciclo de vida Durabilidade ciclo reprodutivo Número de períodos reprodutivos Número de repouso reprodutivo

13 O Crescimento da população humana

14 O Crescimento da população humana

15 O Crescimento da população humana

16 O Crescimento da população humana Nos últimos 300 anos (revolução industrial): aumento de 20 vezes: De 300 milhões para 6 bilhões de habitantes ~ 1 % por ANO!!! Nos últimos 40 anos: De 3 para 6 bilhões de habitantes 100% em 40 anos ~ 2 % por ANO!!!

17 O Crescimento da população humana Crescimento da população humana Desde 1 milhão de anos até 10 mil anos atrás a população Humanidade passou de 1 milhão para 3 a 5 milhões de habitantes relativamente constante Nos últimos anos, com o desenvolvimento da agricultura e antes da revolução industrial aumento de 100 vezes em 100 séculos De 3 milhões para 300 milhões de habitantes ~ 2% por SÉCULO

18 Crescimento populacional Uma taxa de crescimento de 10 % adiciona 10 indivíduos numa população de 100 indivíduos. A mesma taxa adiciona indivíduos numa população de indivíduos.

19 Crescimento populacional Exemplo de Darwin: Elefantes se reproduzem dos 30 anos aos 90 anos de idade, gerando em média 6 filhotes ao longo de sua vida. Supondo que todos sobrevivem, ao final de 750 anos haverá 19 milhões de elefantes vivos, descendentes deste único casal. Este é o crescimento exponencial, que ocorre quando a taxa de crescimento é constante, e pode ser visto como:

20 Onde: Crescimento populacional N (t) =N (0) e rt N(t) é o número de indivíduos após t unidades de tempo N(0) é o tamanho inicial da população (t=0) r é a taxa de crescimento e é a base do logaritmo natural (~2,72)

21 Crescimento populacional A taxa na qual os indivíduos são adicionados à população é a derivada da equação abaixo, que é a inclinação da curva da figura no slide seguinte: dn/dt = rn

22 Crescimento populacional

23 Modelos de crescimento populacional Revendo a variação do n o de indivíduos ao longo do tempo, temos que: N (t+1) = N (t) + Nasc Mort Esta equação diz que: o número de organismos no próximo momento (N t+1 ) é igual ao número de indivíduos atuais (N t ) mais o número de nascimentos (Nasc), menos o número de mortes (Mort).

24 Modelos de crescimento populacional A mudança no tamanho da população (variação de n: N) é a diferença entre o número atual e o próximo, isto é: N (t+1) N (t) = Nasc Mort N = Nasc Mort dn/dt = Nasc Mort

25 Modelos de crescimento populacional O número de indivíduos que nascem ou morrem na população é relativo ao tamanho da população: Nasc/N = b Nasc = b N O número de nascidos com relação ao total é a taxa instantânea de natalidade (b = births)

26 Modelos de crescimento populacional Mort/N = d Mort = d N O número de mortos com relação ao total é a taxa instantânea de mortalidade (d = deaths)

27 Modelos de crescimento populacional Assumindo-se que: o crescimento da população é aproximadamente contínuo; as taxas de natalidade e mortalidade são constantes (independentes da densidade); e

28 Modelos de crescimento populacional Assumindo-se que: então a mudança no número de indivíduos de uma população é : dn/dt = bn dn dn/dt = (b d)n

29 Modelos de crescimento populacional Portanto, o modelo de crescimento exponencial da população é: dn/dt = r N que, integrando-se resulta em N (t) =N (0) e rt Onde r = taxa intrínseca de crescimento: aumento da população em número de indivíduos produzidos, por indivíduo, por tempo. r positiva implica em no mímino automanutenção.

30 Taxa de crescimento A taxa de crescimento exponencial (dn/dt) varia na proporção direta do tamanho da população (N): Taxa de variação no tamanho da populacional Contribuição de cada indivíduo para o crescimento populacional Número de indivíduos na população

31 Taxa de crescimento As populações crescem continuamente?

32 Taxa de crescimento As variações sazonais influenciam a cada ano a taxa de crescimento populacional. Os acréscimos ou decréscimos em intervalos discretos são chamados de crescimento geométrico N (t+1) = N (t) * y N (t) = N (0)*y

33 As taxas de crescimentos sob condições ótimas resultam em curvas de crescimento na forma de J. Taxa de crescimento

34 Taxa de crescimento Taxa (Lâmbida) = 1,6; N(0) = 100

35 Taxa de crescimento Taxa (r) = 0,46; N(0) = 100

36 Taxa de crescimento

37 Taxa de crescimento

38 Taxa de crescimento

39 Taxa de crescimento

40 Taxa de crescimento

41 Capacidade de Suporte Capacidade de suporte é o número máximo de organismos que uma área pode suportar (Gardin 1991).

42 Capacidade de Suporte De acordo com Malthus Não pode haver mais pessoas numa área se elas não puderem apreciar diariamente uma taça de vinho e uma peça de bife nas refeições.

43 Capacidade de Suporte As populações podem exibir um crescimento exponencial por um curto período de tempo. Entretanto, os organismos não podem se reproduzir indefinidamente de acordo com seu potencial biótico porque há limitações ambientais. Essas limitações são chamadas de resistência ambiental.

44 Capacidade de Suporte As resistências ambientais incluem condições ambientais desfavoráveis que limitam a disponibilidade de alimento, água, abrigo e outros recursos essenciais, resultando em aumento de competição, bem como limites impostos por doenças e predação.

45 Capacidade de Suporte Resistência ambiental é um excelente exemplo de feedback negativo. Em longos períodos a taxa de crescimento pode chegar a zero. Esse nível ocorre no limite ou próximo da habilidade do ambiente em suportar a população. A capacidade de suporte (K) representa a maior população que pode ser mantida por um período indefinido num dado ambiente, assumindo que não há mudanças no ambiente. Na natureza a capacidade de suporte é dinâmica e muda em resposta as variações ambientais.

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47 Capacidade de Suporte