Ecologia de Populações e Comunidades

Ecologia de Populações e Comunidades Pavel Dodonov pdodonov@gmail.com Rodrigo Leonel Orihuela rleonel7@gmail.com LEAC (Base Ambiental) - UESC

Parte 1 Ecologia de Populações Teóricas Estrutura de populações Formas de amostragem Histórias de vida Dinâmica de populações Metapopulações Competição interespecífica Predação Mutualismo Ecologia do movimento (bônus) Práticas Desenvolvimento de um projeto de pesquisa Reconhecimento de área, formulação de hipóteses Amostragem (duas práticas) Análise dos dados (uma prática Apresentação dos seminários Saída de campo

Aula 1 Estrutura de populações

Populações

Populações "Grupo de inivíduos de uma mesma espécie."

Foto: Guido Appenzeller

Populações

Populações "Grupo de inivíduos de uma mesma espécie." Os indivíduos não são iguais Os indivíduos não estão distribuídos homogeneamente no espaço Os limites podem ser naturais Peixem em um lago Os limites podem ser arbitrários Gramíneas em uma parte de uma mata

Populações Quantos indivíduos? Quem são eles? Onde eles estão? Como eles chegaram lá?...quantos indivíduos mesmo?

Populações Quantos indivíduos? Abundância, densidade Quem são eles? Estrutura etária / de tamanho / espacial Onde eles estão? Estrutura espacial Como eles chegaram lá? Dispersão...Quantos indivíduos mesmo? Organismos individuais e modulares

Estrutura Ecologia de populações Dinâmica

Abundância e densidade Abundância Número total de indivíduos

Abundância e densidade Abundância Número de indivíduos em uma área

Abundância e densidade Abundância Número total de indivíduos Densidade Número de indivíduos por área Consequências?

Abundância e densidade Abundância Número total de indivíduos Densidade Número de indivíduos por área Aumento da competição Maior atração de predadores Diluição de predação Etc...

Abundância e densidade Relação entre um parasitóide e a densidade do hospedeiro Variação: Densidade do hospedeiro Número de parasitóides Hassel 1982 apud Begon, p.295

Abundância e densidade Parasitóides por mancha Taxa de parasitismo por mancha Hassel 1982 apud Begon, p.295

Abundância e densidade Parasitóides por mancha Taxa de parasitismo por mancha Hassel 1982 apud Begon 2006, p.295

Abundância e densidade

Abundância e densidade Densidade: número de indivíduos por mancha (ou por área...) Total: 12 indivíduos, 4 manchas 12 / 4 = 3 indivíduos/mancha

Abundância e densidade Densidade: número de indivíduos por mancha (ou por área...) Total: 12 indivíduos, 4 manchas 12 / 4 = 3 indivíduos/mancha Densidade ponderada por recurso

Abundância e densidade

Abundância e densidade Densidade: número de indivíduos por mancha (ou por área...) Total: 12 indivíduos, 4 manchas 12 / 4 = 3 indivíduos/mancha Densidade ponderada por recurso

Abundância e densidade Densidade: número de indivíduos por mancha (ou por área...) Total: 12 indivíduos, 4 manchas 12 / 4 = 3 indivíduos/mancha Densidade ponderada por recurso Não representa bem a competição sofrida por cada indivíduo

Abundância e densidade Densidade: intensidade média de competição sofrida pelos indivíduos 10 indivíduos em manchas com 5 indivíduos 2 indivíduos em manchas com 1 indivíduo (10 * 5 + 2 * 1) / 12 = 52 / 12 = 4.3 indivíduos / mancha Densidade ponderada por indivíduo

Abundância e densidade Densidade: intensidade média de competição sofrida pelos indivíduos 9 indivíduos em manchas com 9 indivíduos 3 indivíduos em manchas com 1 indivíduo (9 * 9 + 3 * 1) / 12 = 84 / 12 = 7 indivíduos / mancha Densidade ponderada por indivíduo

Abundância e densidade Densidade: intensidade média de competição sofrida pelos indivíduos 9 indivíduos em manchas com 9 indivíduos 3 indivíduos em manchas com 1 indivíduo (9 * 9 + 3 * 1) / 12 = 84 / 12 = 7 indivíduos / mancha Densidade ponderada por indivíduo Representa melhor a competição sofrida por cada indivíduo

Estrutura etária Número de indivíduos de diferentes idades ou classes etárias

Tabela de vida estática Idade dos indivíduos pode ser medida Não é tão precisa quanto uma tabela de vida acompanhando uma coorte Mas ainda fornece informações úteis

Exemplo veados na Escócia Ilha de Rhum, Escócia Tabelas de vida de 1957 (estática) e 1966 (coorte) Controle populacional introduzido em 1957 Idade determinada pelos dentes Lowe 1969 apud Begon 2006, p. 102

Exemplo veados na Escócia

E se não sabemos a idade?

Estrutura de tamanho

Antes do fogo Depois do fogo

J-invertido Exponencial negativa Taxas de mortalidade iguais entre as classes Supostamente indica equilíbrio Malte Timpte

Tamanho, tempo e competição Coorte de Linum usitassimum (linho) Três densidades Medidas em três tempos

Classes ontogenéticas (Pois nem sempre tamanho é documento)

Classes ontogenéticas

Classes ontogenéticas - plantas Talita Sampaio e Silva Talita Sampaio e Silva

Classes ontogenéticas - plantas Talita Sampaio e Silva

Classes ontogenéticas - plantas Talita Sampaio e Silva Talita Sampaio e Silva

Distribuição de indivíduos

Distribuições Distribuição aleatória (Poisson) Pontos superdispersos (overdispersion) (hardcore inhibition) Pontos agrupados (clumped) (Matern Cluster Process)

Distribuições (Ricklefs, 2010)

Distribuição de Poisson Siméon-Denis Poisson (1781-1840) "A vida só serve pra fazer matemática e pra ensinar matemática" Número de ocorrências de um evento em uma amostra de area fixa em um intervalo de tempo fixo O número mais comum é zero (eventos raros)

Distribuição de Poisson x λ λ P ( x)= e x! Siméon-Denis Poisson (1781-1840) "A vida só serve pra fazer matemática e pra ensinar matemática" (tradução livre)

Distribuições Distribuição aleatória (Poisson) Média = variância Índ. dispersão = 1 Pontos superdispersos (overdispersion) (hardcore inhibition) Pontos agrupados (clumped) (Matern Cluster Process) Média > variância Índ. dispersão < 1 Média < variância Índ. dispersão > 1

Distribuições 2 σ I= μ Indica desvios da aleatoriedade

Distribuição Medida de agregação Índice de Morisita Selecionamos aleatoriamente dois indivíduos de uma amostra Quão provável é que eles estejam na mesma parcela, comparando com uma distribuição aleatória? ( )( )( N IM= 1 N 1 μ 2 σ +μ 1 μ )

Distribuição de indivíduos

Múltiplas escalas

Múltiplas escalas K de Ripley Número de pontos em círculos centrados em cada ponto Desvios da aleatoriedade; valores negativos indicam agrupamento

Distribuições Distribuição agregada: Recursos em manchas

Recursos para o indivíduo onde estão? Grão-grosso Grão-fino Enxerga o hábitat de forma heterogênea Enxerga o hábitat de forma homogênea Usam várias manchas em um curto tempo Usam uma única mancha por muito tempo

Recursos para o indivíduo onde estão? Grão-grosso Grão-fino

Distribuições Distribuição agregada: Rebanho egoísta Foto: Guido Appenzeller

Distribuições Distribuição superdispersa: Recursos escassos Calebe Mendes

Distribuições - exemplo Duas espécies de gramíneas invasoras Duas áreas de cerrado Dois transectos bem compridos

Urochloa decumbens Melinis minutiflora

Causas dos padrões Recursos distribuídos em manchas Competição intraespecífica Facilitação Distúrbios Todas as anteriores...

Dispersão Movimento de indivíduos para longe de outros indivíduos Sementes para longe dos parentais Roedores dispersando entre fragmentos Etc...

Dispersão passiva Chuva de sementes Sementes dispersas pelo vento Não há controle sobre onde irão cair

Dispersão passiva Chuva de sementes Maior parte cai perto do parental Mas dispersão de longa distância também ocorre

Dispersão passiva por um agente mutualístico Sementes dispersas por animais Aumenta a chance de cair em um microhábitat favorável Relações normalmente mutualísticas

Dispersão passiva por um agente mutualístico Ácaros em besouros rola-bosta ou besouros necrófagos Transportados entre manchas de recursos Atacam larvas que competiriam com os besouros

Dispersão "parcialmente ativa" Controle sobre início e fim da dispersão Afídios controlam quando entram e saem da corrente de ar Invertebrados fluviais controlam entrada e saída da corrente de água http://web.augsburg.edu/~capman/photoofmo nth/aphid-winged-ongrass-close.jpg

Dispersão ativa Exploração ativa do ambiente Invertebrados fluviais adultos Muitos vertebrados

Por que dispersar?

Por que dispersar? Reduz a competição com indivíduos aparentados Possibilita encontrar um ambiente mais favorável

O que é um indivíduo?

O que é um indivíduo? Foto: Guido Appenzeller

Ian Robertson

O que é um indivíduo? Crescimento modular Indivíduos compostos por módulos e não têm forma ou tamanho definidos

O que é um indivíduo? Geneta "Indivíduo genético": o produto de um zigoto. Módulos Rametas, folhas, pólipos, caules...

O que é um indivíduo? Crescimento clonal contribui com a resiliência da comunidade e do ecossistema frente às variações ambientais preenche lacunas na vegetação pode garantir a persistência de uma população pode aumentar a longevidade dos indivíduos

Integração fisiológica Transferência de recursos Módulos menores podem receber recursos de módulos maiores Pode cancelar os efeitos da competição entre módulos Conectado com rameta adulto Desconectado do rameta adulto

Dispersão clonal Crescimento clonal falange Crescimento clonal guerrilha

Dispersão clonal Ambientes aquáticos Plantas se fragmentam Fragmentos dispersos pela água ou por aves aquáticas

Rebrotamento Bond & Midgley 2001. Ecology of sprouting in woody plants: the persistence niche. TREE 16:45-51.

Axillary

Branch epicormic

Stem epicormic

Miconia albicans (Melastomataceae)