Ecologia BIE210. Populações: Padrões espaciais e temporais I

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1 Ecologia BIE2 Populações: Padrões espaciais e temporais I

2 População Populações ão Conjunto de indivíduos duos de uma determinada espécie que coexistem em uma dada área geográfica ( = conjunto determinado de padrões ambientais) Influência do ambiente Respostas

3 Populações Principal objetivo da Ecologia: Descrever e explicar a distribuição e abundância dos organismos História evolutiva Características biológicas atuais (limites de tolerância/nicho) Recursos Condições (Efeitos limitantes) Padrões espaciais

4 Populações Principal objetivo da Ecologia: Descrever e explicar a distribuição e abundância dos organismos Abordagens: Padrão espacial Variação temporal } - Ocorrência (presença/ausência) - Descritores quantitativos Disponibilidade/utilização { de recursos Influência das condições Nº de indivíduos duos Biomassa Área de recobrimento

5 Populações Métodos de obtenção de dados quantitativos (princípios) Contagem de indivíduos duos amostrados relacionados a uma dimensão espacial padronizada (organismos sésseissseis ou semi-sésseis sseis): Unidades de área Unidades de volume S. Rosso Espécies de vegetais terrestres Espécies associadas a substratos consolidados Espécies associadas a sedimentos de fundo Espécies associadas à coluna de água

6 Populações Métodos de obtenção de dados quantitativos (princípios) Número de organismos capturados padronizado por unidade de esforço de coleta (animais vágeis) Padronização do número de coletores e do tempo de operação nº total de indivíduos coletados t horas x 2 coletores Quantidades expressas em nº de indivíduos duos por unidade de tempo e por número de coletor. nº total de indivíduos coletados t horas x coletor Hirose,, 25 Mossolin,, 999 nº total de indivíduos coletados t horas x n armadilhas S.L.S. Bueno

7 Populações Métodos de obtenção de dados quantitativos (princípios) Marcação e recaptura (animais vágeis) a amostragem (M) 2 a amostragem (C) População (N desconhecido) Marcação (M) Soltura (M) Recaptura (R) Bueno et al., 27 Acuña,, 22

8 Populações Métodos de obtenção de dados quantitativos (princípios) Marcação e recaptura (animais vágeis) a amostragem (M) 2 a amostragem (C) População (N desconhecido) Marcação (M) Soltura (M) Recaptura (R) N = Nº N total de indivíduos duos na população M = Nº N de indivíduos duos coletados na a amostragem, marcados e soltos no ambiente de origem C = Nº N de indivíduos duos coletados na 2 a amostragem R = Nº N de indivíduos duos recapturados na 2 a amostragem Princípio básico: R = C M N N = MC R

9 Populações ões: Padrões Espaciais Escala de observação: ão: Dentro da abrangência geográfica de uma população ão, apenas hábitats/micro-habitats adequados são ocupados Clematis fremontii-missouri, EUA Ocorrência em solos secos e rochosos, em afloramentos calcáreos Milhas Milhas Jardas Jardas Milhas Abrangência geográfica Agrupamentos de habitats favoráveis Agregados de indivíduos Ricklefs,, 23

10 Hábitat = Local sob um conjunto peculiar de condições ambientais, comumente ocupado por grupos característicos de organismos. Exemplos: Populações ões: Padrões Espaciais Escala de observação Florestas Savanas Campos Rios Lagos Oceanos Ambientes de transição Praias Costões Micro-hábitat = Porção do hábitat h com peculiaridades locais de condições ambientais, onde é muito provável vel a ocorrência de determinadas espécies. S.A. Rodrigues

11 Populações ões: Padrões Espaciais Padrões de distribuição de indivíduos duos em um habitat/micro-habitat Agregado ou Agrupado Randômico ou Aleatório Regular ou Uniforme Ricklefs,, 23 Refletem características biológicas da espécie Reprodução vegetativa Dispersão de curto alcance Concentração de recursos (causa mais comum) Hábito de vida em grupo (em animais Sem tendências claras de agrupamento ou espaçamento; amento; Organismos tolerantes a distribuição desigual de recursos e condições Interação negativa (competição) entre os indivíduos duos relacionada à utilização de recursos (territorialidade, alelopatia)

12 Populações ões: Padrões Espaciais Padrões de distribuição de indivíduos duos em um habitat/micro-habitat Ricklefs,, 23 Ricklefs, 23 Espaçamento amento uniforme de arbustos no deserto de Sonora, resultante da competição pela água no solo

13 Populações ões: Padrões Espaciais Padrões de distribuição de indivíduos em um habitat/micro-habitat Ricklefs, 23 Ricklefs,, 23 Árvores que apresentam reprodução vegetativa

14 Populações ões: Padrões Espaciais Padrões de distribuição de indivíduos em um habitat/micro-habitat Praia de José Menino, Santos, SP Ricklefs, 23 Rodrigues, 983 Aberturas de galerias de Callichirus major - Santos/SP Distribuição de acordo com o padrão de estabelecimento e sobrevivência posterior à fase larval (planctônica)

15 Fatores ambientais (bióticos e abióticos ticos) Natalidade (nº/tempo) Imigração (nº/tempo) População (N indivíduos duos) Mortalidade (nº/tempo) Emigração (nº/tempo) O tamanho de uma população é resultante do balanço entre as taxas de inclusão e exclusão de indivíduos duos,, sob ação de fatores do ambiente.

16 Variação temporal Influência do ambiente x Resposta do organismo Nº de indivíduos duos Biomassa Área de recobrimento Compreensão dos processos biológicos que condicionam os estados desses atributos Aspectos abordados Estrutura etária ou por tamanho Tempo de vida dos indivíduos duos Padrões de sobrevivência/mortalidade Reprodução Dinâmica populacional Padrão de ciclo vital (história de vida)

17 Estrutura Populacional Distribuição de freqüências de indivíduos duos em faixas de idade ou de tamanho Dados obtidos por censo da população Quando possível vel, analisa-se se os sexos separadamente ( padrões biológicos gicos) Pirâmides etárias Países em desenvolvimento - 2 Países desenvolvidos Classes etárias (anos) Classes etárias (anos) Número ( 6 ) Número ( 6 ) M F M F Dados de: Descrição instantânea de tamanho, razão sexual (nºm:n( M:nºF), longevidade e perspectivas de crescimento da população

18 Populações humanas: Pirâmides etárias População humana: EUA - 96 População humana: Brasil - 98 Classes etárias (anos) Proporção (%) Classes etárias (anos) Proporção (%) M F M F Classes etárias (anos) Classes etárias (anos) População humana: EUA Proporção (%) M F População humana: EUA Proporção (%) Classes etárias (anos) Classes etárias (anos) População humana: Brasil Proporção (%) M F População humana: Brasil Proporção (%) M F M F Diminuição de reprodução durante a II Guerra Mundial ( ) 945) Aumento de natalidade (baby boom) pós-guerra (946-64) 64) Generalização do uso de métodos contraceptivos a partir da década de 98

19 Estrutura por tamanho: seqüência temporal (popula( populações com período reprodutivo sazonal) Litopenaeus schmitti (camarão branco) Dados de Neiva et al.,, 97, apud Fonteles Fº,, 989 Curva de crescimento somático tico: função descritiva da relação tamanho x idade Equação de crescimento de Von Bertalanffy: L( t) = L k [ ] ( t t e ) Informações sobre: nº e momento de inclusão de novos indivíduos duos na população (recrutamento), taxa de crescimento somático tico, idade de maturação (tamanho de maturação determinado à parte). longevidade

20 Coorte Tabelas de vida Balanus glandula idade em anos (x) Nº indivíduos duos (observado) 42, 62, 34, 2, 5,5*, 6,5* 2, Nº de indivíduos Balanus glandula - estrutura populacional Idade (anos) 8 2, 9, * - valor estimado Krebs, 972 Coorte = grupo de indivíduos duos produzidos em um período reprodutivo

21 Coorte Tabelas de vida Nº de indivíduos Balanus glandula Balanus glandula - estrutura populacional Idade (anos) idade em anos (x) * - valor estimado Nº indivíduos duos (observado) 42, 62, 34, 2, 5,5*, 6,5* 2, 2,, Nº padronizado de sobreviventes até a idade x (l( x ) Krebs, 972

22 Coorte Tabelas de vida Balanus glandula idade em anos (x) Nº indivíduos duos (observado) 42, 62, 34, 2, 5,5*, 6,5* 2, Nº padronizado de sobreviventes até a idade x (l( x ) Nº de mortes para a classe x (d( x ) Balanus glandula - estrutura populacional 8 9 2,, 4 4 Nº de indivíduos * - valor estimado Krebs, Idade (anos)

23 Coorte Tabelas de vida Nº de indivíduos Balanus glandula Balanus glandula - estrutura populacional Idade (anos) idade em anos (x) * - valor estimado Nº padronizado de sobreviventes até a idade x (l( x ) Nº de mortes para a classe x (d( x ) Krebs, 972 Escala logaritmica

24 Nº padronizado de sobreviventes ( lx ) Modelos teóricos Tipo I Em geral, relacionado à produção de poucos descendentes, com algum tipo de proteção Tipo III Em geral, relacionado à produção de muitos descendentes, sem de proteção Curvas de sobrevivência Tipo II Características intermediárias, verificadas em várias especies Classe de idade Escala logaritmica

25 Curvas de sobrevivência significado da escala logaritmica População hipotética tica em que o número n de indivíduos duos diminui para metade a cada classe etária ria mortalidade (taxa de diminuição) constante Nº de sobreviventes (lx) Idade lx log Nº nº de sobreviventes (lx) (loglx) y = -.3x Idade loglx loglx-logl(x+) loglx-logl(x+) lx Linear (loglx)

26 Curvas de sobrevivência significado da escala logaritmica População hipotética tica em que o número n de indivíduos duos diminui para metade a cada classe etária mortalidade (taxa de diminuição) constante Nº padronizado de sobreviventes ( lx ) Tipo I Em geral, relacionado à produção de poucos descendentes, com algum tipo de proteção Tipo III Em geral, relacionado à produção de muitos descendentes, sem de proteção Tipo II Características intermediárias, verificadas em várias especies log nº de sobreviventes (loglx) y = -.3x Classe de idade Idade loglx loglx-logl(x+) Linear (loglx)

27 Curvas de sobrevivência - Exemplos Gnu Copépodo podo Connochaetes taurinus taurinus lx Hutchinson, Classes de idade (anos) Attewll,, 982 População Humana Países em desenvolvimento - 2 Países desenvolvidos Modelos Tipo I Tipo II Tipo III Nº padronizado de sobreviventes ( lx ) Classe de idade Nº sobreviventes (lx) Nº sobreviventes (lx) > > Classes etárias Países desenvolvidos - 2 Países em desenvolvimento Classes etárias (anos) 2-24 Classes etárias (anos) Número ( 6 ) Número ( 6 ) M F M F Classes etárias M F M F

28 Reprodução ão: Inclusão de novos indivíduos duos na população Influência sobre o tamanho populacional depende da: Intensidade: número de descendentes (novos indivíduos duos) produzidos Periodicidade: intervalo de tempo em que os indivíduos duos apresentam atividade reprodutiva Reprodução ão: Função biológica de maior exigência ambiental Diretamente relacionada às oportunidades evolutivas para a população ão: Townsend et al., 23 Manutenção da variabilidade genética (se for sexuada) Determinação da aptidão darwiniana (nº de descendentes produzidos: fitness)

29 Coorte Tabelas de vida: Reprodução Balanus glandula idade em anos (x) Nº indivíduos duos (observado) 42, Nº padronizado de sobreviventes até a idade x (l x ) Nº de mortes para a classe x (d x ) 563 N o médio de descendentes/ind. para a classe x (m x ) , 34, 2, 5,5*, 6,5* 2, ,46,87,6,27,27,27,27 Nº de indivíduos Balanus glandula - estrutura populacional 8 9 * - valor estimado 2,, 4 4,27 Krebs, Idade (anos)

30 Coorte Tabelas de vida: Reprodução Balanus glandula idade em anos (x) N o médio de descendentes/ind. para a classe x (mx),46,87,6,27,27,27,27,27 Krebs, 972 Nº de descendentes /parental (mx) Balanus glandula - Curva de fecundidade Idade (anos) Fecundidade = nº médio de descendentes (fêmeas) produzidas por indivíduo duo parental (fêmea)

31 Tabelas de vida: Reprodução Curvas de fecundidade Nº de descendentes /parental (mx) Balanus glandula - Curva de fecundidade Krebs, 972 Idade (anos) Classes etárias (anos) Classes etárias (anos) Classes etárias (anos) População humana: Brasil Proporção (%) M F População humana: Brasil Proporção (%) M F População humana: Brasil Proporção (%) M F Nº nascimentos.fêmea -.5 anos - Curvas de fecundidade da população humana do Brasil Classe etária (anos) >5 Oryzomys capito Phlox drummondii mx.6.4 mx Delany, Classes de idade (meses) Leverich & Levin, Classe etaria (dias) >362

32 Balanus glandula R = Σ l x m x Coorte idade em anos (x) * - valor estimado Tabelas de vida: Reprodução Nº indivíduos duos (observado) 42, 62, 34, 2, 5,5*, 6,5* 2, 2,, Nº padronizado de sobreviventes até a idade x (l( x ) Nº de mortes para a classe x (d( x ) Taxa reprodutiva líquida população (R ) N o de descendentes (fêmeas (Para expressar por indivíduo duo: R /l ) N o médio de descendentes/ind. para a classe x (m x ),46,87,6,27,27,27,27,27 R = Σ l x m x = 92,7 fêmeas) produzidas por geração ão.

33 Reprodução ão: Periodicidade Verão Verão Sazonal ou contínua nua relacionada com as características ambientais e/ou: Número de eventos reprodutivos durante o ciclo de vida Semelparidade (S): Iteroparidade (I): > Duração do ciclo de vida Curta (anual, bienal) Longa (> 2 anos) Variável Anuais Bienal Presente no ano todo Longa duração Inverno Modificado de Begon et al., 997 Inverno S S I S S Inverno I Sem sobreposição de gerações S S I I Com sobreposição de gerações Em cada caso, uma coorte de um determinado organismo está representada Período reprodutivo Tempo de vida

34 Alpheus armillatus Reprodução ão: Periodicidade Balaenoptera physalus Mossolin, 23 % fêmeas com ovos Mossolin et al., 26 Nybakken, 997 Estágio de desenvolvimento dos ovos

35 Ecologia BIE2 Próxima aula: Populações: Padrões espaciais e temporais II Dinâmica Populacional