Dinâmica das Populações. -Leva em consideração os aspectos biológicos da ecologia – a interação dos organismos entre si, conforme seu funcionamento nos.

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1 Dinâmica das Populações

2 -Leva em consideração os aspectos biológicos da ecologia – a interação dos organismos entre si, conforme seu funcionamento nos ecossistemas; -Os seres humanos não são a única população que modifica e tenta controlar o ambiente – os organismos não se adaptam de forma pacífica às forças físicas e químicas da natureza, mas modificam e regulam ativamente o ambiente físico dentro dos limites impostos pelas leis naturais; -Enfoque bióticos das populações e das comunidades – níveis determinantes sobre a interação entre sistemas genéticos e o ambiente, que determina o curso da seleção natural – não apenas a forma como os organismos individuais otimizam a sua sobrevivência, mas também a maneira pela qual os ecossistemas como um todo modificam-se e estão se modificando ao longo do tempo evolutivo.

3 1. Propriedades do Grupo Populacional População: grupo de organismos da mesma espécie que ocupa um espaço determinado e funciona como parte de uma. Comunidade Biótica: conjunto de populações que funcionam como uma unidade integradora, através de transformações metabólicas co-evoluídas numa dada área de habitat. Algumas propriedades das populações são:

4 D ensidade: -tamanho da população: (nº de indivíduos ou biomassa) em relação a uma unidade de espaço; -densidade bruta: nº ou biomassa / unidade de espaço; -densidade específica ou ecológica: nº ou biomassa / unidade de espaço do habitat; -abundância relativa: índice relativo ao tempo; -freqüência: índice relativo à ocorrência; -valor de importância: densidade e freqüência combinadas; -métodos para medir a densidade: censo total, amostragem, marcação e recaptura, retirada e método sem área.

5 Natalidade: -capacidade de aumento de uma população (nascimento, eclosão, germinação ou divisão); -natalidade máxima: produção máxima teórica de novos indivíduos sob condições ideais – sendo uma constante para cada população; taxa de natalidade absoluta ou bruta: divisão entre o nº de novos indivíduos produzidos por unidade de tempo; -natalidade ecológica ou realizada: aumento populacional sob condição real ou específica do ambiente – não constante, varia em função do tamanho e composição etária da população e das condições do ambiente físico; taxa de natalidade específica: nº de novos indivíduos produzidos por unidade de tempo, por unidade de população; -Ex: população de 50 protozoários, aumentando por divisão para 150/hora – natalidade bruta: 100/hora e natalidade específica: 2/h/indivíduo (dos 50 originais).

6 Mortalidade: -nº de indivíduos que morrem num dado período; -mortalidade ecológica ou realizada: perda de indivíduos sob uma dada condição ambiental – não é constante, varia com as condições populacionais e ambientais; - mortalidade mínima: teórica e constante – representa a perda sob condições ideais ou não limitantes (velhice) – longevidade fisiológica e ecológica; - tabela de vida: representação sistemática da mortalidade de uma população; -Taxa de sobrevivência – interesse maior

7 Distribuição etária: -influencia na natalidade e na mortalidade; -as proporções dos grupos etários de uma população determinam o estado reprodutivo atual da população e indicam o que se esperar do futuro: populações em crescimento rápido – grande proporção de indivíduos jovens; população estacionária: distribuição uniforme das classes de idade; população em declíneo: proporção maior de indivíduos velhos -uma população pode passar por mudanças na estrutura etária sem mudar o seu tamanho; -as populações possuem uma distribuição etária estável (normal) para a qual tendem as distribuições etárias reais; -estrutura etária expressa por três idades ecológicas: pré- reprodutiva, reprodutiva e pós-reprodutiva.

8 2. Conceitos Básicos de Taxas - obtidas pela divisão da mudança ocorrida em certa quantidade pelo período decorrido durante a mudança; ΔN /Δt = taxa média de mudança no nº de organismos em relação ao período de tempo – taxa de crescimento; ΔN / (NΔt) = taxa média de mudança no nº de organismos em relação ao período de tempo por organismo – taxa específica de crescimento; dN / dt = taxa de mudança do nº de organismos por tempo em determinado momento; dN / (Ndt) = taxa de mudança do nº de organismos por tempo em determinado momento; - na curva de crescimento a reta tangente em qualquer ponto é a taxa de crescimento.

9 3. A Taxa Intrínseca de Aumento Natural (ou potencial biótico = r máx ) - coeficiente instantâneo de crescimento populacional, r: taxa geral de crescimento da população sob condições ambientais ilimitadas. dN / dt = rN r = b - d O índice r é a diferença entre a taxa específica instantânea de natalidade b e a taxa instantânea de mortalidade d Existindo uma distribuição etária estacionária e estável, a taxa de crescimento é chamada de taxa intrínseca de aumento natural ou r máx. Resistência Ambiental: diferença entre r máx e a taxa de aumento – corresponde a soma dos fatores limitantes ambientais que impedem a realização total do r máx.

10 4. Forma de Crescimento Populacional - dois padrões básicos de aumento populacional para fins de comparação, segundo as curvas de crescimento abaixo: - a densidade aumenta rapidamente e de forma exponencial, parando abruptamente quando a resistência ambiental ou outro fator limitante se torne efetivo mais ou menos repentinamente - dN / dt = rN - a população tem aumento inicial lento, depois rapidamente, logo a taxa de aumento diminui aos poucos, à medida que a resistência ambiental aumenta até que o equilíbrio seja atingido e mantido. dN / dt = rN (k – N)/k - K – constante, assíntota superior ou capacidade máxima de suporte - não existe nível de equilíbrio, densidade flutua de acordo com os fatores

11 5. Flutuações e Oscilações “Cíclicas” de Populações - distinção entre mudanças sazonais no tamanho da população, ligadas a adaptações bionômicas relacionadas a fatores ambientais e flutuações anuais (2 categorias: flutuações controladas por fatores extrínsecos – p.e.: temperatura e precipitação - e fatores intrínsecos – oscilações controladas pela dinâmica das populações – disponibilidade de alimento, energia, etc); - quanto mais organizada e madura a comunidade, ou quanto mais estável o ambiente físico, ou ambos, menor será a amplitude das flutuações na densidade populacional com o tempo.

12 6. Ação Independente e Ação Dependente de Densidade no Controle de Populações As populações sofrem influência de fatores extrínsecos e intrínsecos, sendo que quaisquer desses fatores podem ser: 1)independente da densidade: efeito ou ação independe da densidade. Fatores climáticos agem de forma independente. 2)Dependente da densidade: o efeito sobre a população é uma função da densidade – geralmente é direta, pois se intensifica a medida que a densidade se aproxima da do limite superior – são reguladores da densidade. Fatores bióticos (competição, parasitas, organismos patogênicos, etc) agem de forma dependente da densidade.

13 7. Estrutura de Populações: Padrões Internos de Distribuição (dispersão) Os indivíduos de uma população podem estar distribuídos segundo 3 padrões gerais: Ocorre onde o ambiente é uniforme e onde não há tendência à agregação. Pode ocorrer onde a competição entre indivíduos é severa. Uma agregação de diversos graus representa o padrão mais comum. A determinação do tipo de distribuição é importante para seleção de métodos de amostragem

14 8. Estrutura de Populações: Agregação, o Princípio de Allee e Áreas de Dormida Agregação resulta de que os indivíduos se juntam: 1) Em resposta a diferenças locais entre habitats; 2) Em resposta a mudanças meteorológicas diárias e sazonais; 3) Por processos reprodutivos; ou 4) Por causa de atrações sociais (animais superiores). Princípio de Alle: o grau de agregação bem como a densidade geral, que resulta em crescimento e sobrevivência populacionais ótimas, portanto uma densidade baixa (ou falta de agregação), bem como uma densidade excessiva, pode ser limitante. Grandes grupos de animais, organizados socialmente, estabelecem um local central favorável, de onde se dispersam e para onde retornam regularmente ao satisfazerem suas necessidades energéticas.

15 9. Estrutura de Populações: Isolamento e Territorialidade O isolamento geralmente é resultado de: 1) Competição entre indivíduos por recursos reduzidos; ou 2) Antagonismo direto, envolvendo respostas comportamentais em animais superiores e mecanismos químicos de isolamento (antibióticos e alelopatias) em plantas, microrganismos e animais inferiores. Nos 2 casos pode resultar uma distribuição aleatória ou uniforme, porque vizinhos próximos são eliminados ou expulsos. Área de Permanência: indivíduos, casais ou grupos familiares restringem suas atividades a uma área definida. Território: área de permanência ativamente defendida, de forma que haja pouca ou nenhuma superposição dos espaços usados pelos indivíduos, casais, etc, antagônicos.

16 10. Repartição e Otimização da Energia: Seleção r e Seleção k Os indivíduos ou populações só crescem ou reproduzem se adquirirem mais energia do que a necessária para manutenção. A energia é repartida em P (produção) e R (respiração e manutenção); Energia de Manutenção: taxa de repouso do metabolismo mais um múltiplo dela para cobrir a atividade mínima necessária para a sobrevivência; Energia Adicional ou Líquida: necessária para a reprodução; Autótrofos: sua eficiência envolve a luz utilizável menos a energia necessária para manutenção das estruturas captadoras de energia – em função da disponibilidade de energia luminosa; Animais – ponto crítico: razão entre energia utilizável no alimento menos o custo energético de procurar e ingerir o alimento e o tempo necessário para procurar e se alimentar;

17 Otimização: 1) minimizando o tempo; 2) maximizando a energia líquida; A razão entre energia reprodutiva e energia de manutenção varia com o tamanho dos organismos, padrões bionômicos, densidade populacional e capacidade de suporte. Seleção r: em ambientes com baixa densidade, a pressão relativa favorece espécies com potencial reprodutivo alto (alta razão entre esforços reprodutivos e esforços de manutenção) Seleção k: condições de alta densidade favorecem organismos com potencial de crescimento menor, mas com melhores capacidades para utilizar e competir por recursos escassos (investimento maior de energia na manutenção e sobrevivência do indivíduo).

18 11. Integração: Características e Táticas Bionômicas A pressão de seleção, resultante do impacto dos ambientes físicos e das interações bióticas, forma padrões bionômicos de tal forma que cada espécie desenvolve uma combinação adaptativa das características populacionais; A bionomia de cada espécie é única, porém várias táticas bionômicas básicas podem ser reconhecidas e a combinação de características que é típica de organismos que vivem em circunstâncias específicas pode ser prevista.