AULAS 6 a 8_EcoPOP - Crescimento populacional e relacoes intraespecificas

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA 
Departamento de Ciências Humanas e Tecnologias 
Campus XXIV – Professor Gedival Sousa Andrade 
 
BACHARELADO EM ENGENHARIA DE PESCA 
 
 
 
 
 ECOLOGIA GERAL 
Professora: Taiana Guimarães Araujo 
E-mail: taianagaraujo@gmail.com 
Conteúdo proposto 
 Do indivíduo ao ecossistema: 
 Ecologia de populações e relações intraespecíficas: 
• Introdução à Ecologia de populações; 
• Importância ecológica e evolutiva das populações: benefícios e custos em 
se viver agrupado; 
• Propriedades emergentes do nível de população: densidade/abundância e 
padrões de distribuição espacial,; 
• Heterogeneidade ambiental, barreiras geográficas e especiação; 
• Dinâmica populacional (natalidade, mortalidade, imigração e emigração) e 
distribuição etária, crescimento populacional logístico e exponencial, 
espécies “r” e “k” estrategistas e capacidade de suporte do meio; 
• Relações intraespecíficas, fatores denso-dependentes e denso-
independentes e conceito de recurso. 
 
 
 
 
DINÂMICA POPULACIONAL 
Dinâmica Populacional 
 A dinâmica populacional está relacionada a fatores que regulam 
a densidade populacional: 
 Emigração (E) x imigração (I). 
 Natalidade (N) x mortalidade (M); 
 
 A densidade instantânea (Di) é dada pela interação destes 
quatro fatores; 
Di = (N - M) + (I - E) 
 
 TAXA = razão entre a variação de duas grandezas, das quais a 
primeira (numerador) é dependente da segunda (denominador). 
Em geral, a grandeza da qual se depende é o tempo. 
Emigração e Imigração 
 Emigração: movimentação de indivíduos de uma região para outra, 
saída de indivíduos ou grupo de indivíduos de uma população para 
outra. O n° de emigrantes corresponde a quantos indivíduos deixaram 
a população que se está considerando; 
 Imigração: entrada de indivíduo ou grupo de indivíduos em uma 
população, vindos de outra região/população. O n° de imigrantes 
corresponde a quantos indivíduos chegaram à população que se está 
considerando. 
Natalidade 
 A natalidade é expressa por nascimentos, eclosão, germinação ou 
fissão. 
 
 A taxa de natalidade (TN) é a relação entre o número de descendentes 
viáveis (n) e o total da população (N) em um dado lugar, num dado 
período de tempo. Basicamente, quantos indivíduos nascem num dado 
período de tempo em uma população. 
 
 Fertilidade é o desempenho reprodutivo potencial da população (a 
máxima capacidade de gerar filhos)  diretamente proporcional à 
maturidade sexual e inversamente proporcional ao cuidado parental; 
 
 Fecundidade é o desempenho reprodutivo efetivo de um indivíduo, 
população ou espécie (quantidade de descendentes viáveis). 
Mortalidade 
 A mortalidade é o número de mortes por unidade de tempo. 
 
 A taxa de mortalidade (TM) é o percentagem de organismos que 
morrem entre o momento da fertilização parental e o momento da 
reprodução pela nova geração. 
 Mortalidade bruta: mortalidade de toda a população sem discriminar 
grupos; 
 Mortalidade específica: discrimina sexo, idade ou estádio (= estágio) de 
desenvolvimento; 
 
 As taxas de mortalidade são mais variáveis do que as de natalidade. É 
por isto que grandes variações populacionais são expressas em termos 
de mortalidade e não de natalidade. 
 
 Assim, os fatores chave responsáveis pelas variações populacionais 
são aqueles que causam altas e variáveis mortalidades de geração 
para geração. 
 
Distribuição Etária 
 Total de indivíduos de uma população distribuídos por faixas/classes de 
idade; 
 Importante para se verificar a estratégia de vida e/ou a estabilidade 
/equilíbrio da população. 
 Pirâmides etárias com 
bases muito largas e topo 
fino (e.g. Costa Rica) 
indicam alta taxa de 
natalidade, mas também 
de mortalidade. Já as 
pirâmides mais homogêne-
as (e.g. Sweden = Suécia) 
sugerem populações 
menos variáveis. 
 
 
Idades reprodutivas 
Dinâmica Populacional 
 A análise da dinâmica ou das variações populacionais se torna 
bastante complicada em populações em que há sobreposição de 
gerações (Ex.: peixes, mamíferos, aves...) 
 Nos casos acima, os adultos produzem diversas ninhadas e seus 
descendentes mais velhos se reproduzem enquanto a geração 
parental continua reprodutivamente ativa; 
 Já boa parte dos insetos e outros invertebrados têm gerações 
discretas, com os pais morrendo no momento da reprodução; 
 Muito do que conhecemos da dinâmica populacional vem das 
populações de insetos, cujo estudo, com gerações discretas e 
ciclos anuais, é muito mais simples e pode ser muito mais 
facilmente acompanhado. 
 
 
 
 
ECOLOGIA DE POPULAÇÕES 
 
Crescimento Populacional 
Crescimento populacional 
 Pode ser entendido como o aumento do tamanho da população, ou 
seja, um aumento da densidade populacional; 
 O crescimento populacional é regulado por FATORES DENSO-
DEPENDENTES E DENSO-INDEPENDENTES os quais vão atuar 
sobre a mortalidade e/ou sobre a emigração dos indivíduos de uma 
população; 
 A mortalidade só chega a influenciar, efetivamente, o crescimento 
populacional quando atua sobre indivíduos em idade reprodutiva ou 
pré-idade reprodutiva (ou seja, futuros reprodutores). 
 
 
Crescimento populacional 
 Vimos que a densidade populacional instantânea, ou seja, o 
tamanho da população em um dado momento é dado por: 
Di = (N - M) + (I - E) ou Di = N + I - M - E 
 Assim, o crescimento populacional ocorre quando o n° de 
nascimentos e imigrantes é maior do que o n° de mortes e 
emigrantes; 
 Em inglês, as palavras para nascimento e morte são, 
respectivamente, “birth” e “death”. Por isso, convencionou-se 
utilizar B para se referir aos nascimentos e D para as mortes. A 
equação anterior seria então reescrita da seguinte forma: 
Di = B + I - D - E 
 Considerando que o crescimento populacional seja representado 
pela letra N e conhecendo-se: 
  a taxa de natalidade (B) = n° de nascimentos/tempo; 
  a taxa de mortalidade (D) = n° de mortes/tempo; 
  a emigração (E) e a imigração (I); 
 
... Podemos então calcular o crescimento populacional (N) como uma 
mudança no tamanho da população (i.e., em sua densidade) em 
função do tempo (t): 
 
 
 
Crescimento populacional 
Para simplificar, 
desconsidera-se I e E. 
O delta (Δ) 
representa variação. 
Crescimento populacional 
Imaginemos agora um organismo qualquer 
que produza dois filhotes por geração e 
morra logo depois da reprodução. 
Imaginemos que cada um destes filhotes 
produza, por sua vez, dois outros 
descendentes e morra, e assim por diante. 
O que acontecerá com esta população? 
 Ela sofrerá um crescimento geométrico ou exponencial, dobrando a 
cada geração; 
 
 Muitas populações tendem a 
gerar um “excesso” de 
descendentes ao longo do 
tempo, processo contraba-
lançado pela mortalidade e 
emigração; 
 Este crescimento corres-
ponde ao potencial biótico 
da espécie, no caso de 
ausência de fatores 
limitantes; 
Crescimento populacional – EXPONENCIAL 
ou GEOMÉTRICO 
 Para determinar a equação da curva de crescimento exponencial 
inclui-se uma taxa de crescimento “r ”, que é função da taxa de 
natalidade menos a taxa de mortalidade 
 Assim temos: 
 
 e 
 
 
Equação da curva de crescimento exponencial 
Crescimento populacional – EXPONENCIAL 
ou GEOMÉTRICO 
 Mas será que essa população pode continuar a crescer desta 
forma/neste ritmo? 
 
 Existe um limite? O que 
determina este limite? O crescimento exponencial 
não se sustenta indefinida-
mente na natureza  papel 
dos “freios” / limites ambien-
tais  taxas de mortalidade 
variáveis (competição, 
parasitismo, patologias) e 
recursos ambientais finitos; 
Capacidade de suporte do ambiente (k) 
 A capacidade de suporte do ambiente (k ) é o limite imposto pelo 
ambiente ao crescimento de uma dada população, devido à 
limitação no suprimento de recursos; 
 Um exemplo para se entender k é imaginar que cada casal de 
reprodutores de uma população produz, em um dado momento, 4 
filhotes/indivíduos pro evento reprodutivo, os quais vão crescer e se 
reproduzir na mesma taxa; 
 À medida que o tamanho da popula- 
 ção se aproxima da capacidade de 
 suporte (k ), essa taxa de crescimen- 
 to tende a cai para 3, 2 e 1 filhotes/ 
 indivíduos produzidos por evento re- 
 produtivo. 
 
Crescimento populacional – LOGÍSTICO 
ou SIGMOIDAL 
 Nesse tipo de crescimento, o tamanho populacional tende a se manter 
próximo da capacidade de suporte do ambiente (k ) onde vivem; 
 
 A manutenção do tamanho da 
população na k é equivalente, por 
exemplo, a manter uma solução 
salina no seu ponto de saturação 
(quantidade máxima suportada). 
 
Equação da curva de crescimento logístico 
 Para a equação logística devemos acrescentar o parâmetro k, 
que se refere à capacidade de suporte do ambiente. 
 
 Assim teremos: 
 
EQUAÇÃO DO CRESCIMENTO EXPONENCIAL 
 
 
 
EQUAÇÃO DO CRESCIMENTO LOGÍSTICO 
Equação da curva de crescimento logístico 
EQUAÇÃO DO CRESCIMENTO LOGÍSTICO 
 
 
 
 
 Quando o tamanho da população (N) for igual à capacidade de 
suporte do ambiente (k), a população para de crescer; 
 
 Mas o que acontece quando 
 N < k e N > k? 
Crescimento populacional 
 O tipo de crescimento da população está relacionado com a 
estratégia de vida; 
 
 Estratégia de vida tem relação com a idade de maturação 
sexual (ou seja, idade em que o indivíduo está apto a se 
reproduzir); com a fecundidade, a expectativa de vida, as formas 
de uso dos recursos e outros eventos da vida de um indivíduo 
que influenciam na reprodução. 
 
 Estratégias de vida r vs k 
 
 
 
 
ECOLOGIA DE POPULAÇÕES 
 
Espécies r e k estrategistas 
Espécies r estrategistas 
 São aquelas que seguem o crescimento populacional geométrico 
ou exponencial (r). 
 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS: 
 Curto ciclo de vida e capacidade de produzir um grande n° de ovos; 
 Em geral, os indivíduos apresentam tamanho reduzido; 
 Não apresentam cuidado parental, de forma que a prole sofre alta 
mortalidade, por isso o grande n° de descendentes. 
 IMPORTANTE: espécies r estrategistas são excelentes 
competidores em ambientes que sofreram perturbações. 
 Por isso são conhecidas como espécies oportunistas e na 
sucessão ecológica são, em geral, as espécies pioneiras. 
 
 
 
Espécies r estrategistas 
 Exemplos de espécies r estrategistas  espécies semelpáreas 
ou semélparas 
 
 
 
 
Espécies r estrategistas 
 Espécies r estrategistas e conceito de semelparidade: 
 Semelparidade: do latim semel = “apenas uma vez”, e parare = 
“produzir, dar a luz”. Em ecologia, diz-se da característica daquelas 
espécies que se reproduzem apenas uma vez na vida e morrem em 
seguida. Os semélparas são animais que concentram seu esforço 
reprodutivo em apenas uma tentativa. Acasalam e depois da 
deposição dos ovos, as fêmeas morrem. Nesses casos, são 
realizadas reproduções em massa seguidas de morte 
“programada”. Parte das espécies semélparas, são também “r” 
estrategistas. Semelparidade é o inverso de iteroparidade. 
 Exemplos de espécies semélparas: várias espécies de insetos, 
muitas espécies de répteis e peixes como o salmão. 
 
 
Espécies k estrategistas 
 Espécies adaptadas ao crescimento logístico (k), lembrando que o 
k se refere à capacidade de suporte do ambiente. 
 CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS: 
 Ciclo de vida longo e produzem poucos descendentes por período 
reprodutivo; 
 Apresentam cuidado parental, e baixa mortalidade da prole; 
 Ao contrário das r estrategistas, as espécies k estrategistas 
conseguem viver e prosperar muito próximo à capacidade de suporte 
do meio; 
 São adaptadas a viverem em ambientes maduros, ou seja, estáveis 
(CLIMAX). 
 
 
Espécies k estrategistas 
 Exemplos de espécies k estrategistas  Espécies iteropáreas 
ou iteróparas 
 
 
 
 
Espécies r estrategistas 
 Espécies r estrategistas e conceito de iteroparidade: 
 Iteroparidade: (itero do latim “várias vezes”) é o termo que 
descreve aquelas espécies que aqueles que apresentam vários 
eventos reprodutivos ao longo da vida. Essas espécies tendem 
a apresentar a estratégia de vida k. 
 Exemplos de espécies iteróparas: mamíferos. 
 
 
 
 
Estratégia de vida e estrutura etária 
 A estrutura etária se refere a proporção relativa de indivíduos 
em cada classe de idade. 
 
 Populações em crescimento acelerado, possuem mais 
indivíduos em idade próxima da reprodução ou em idade 
reprodutiva apresentando uma estrutura etária em forma de 
pirâmide. Podem, portanto, crescer rapidamente, a medida que 
os jovens maturam e se reproduzem. 
 
 Já as populações estáveis, têm relativamente os mesmos 
números em cada classe de idade. 
 
 
Estratégia de 
vida e estrutura 
etária 
População humana 
 Desde 200.000 anos atrás, nossa espécie tem se proliferado e 
ocupado todo o planeta. 
 A partir de 1650, o nosso crescimento populacional passou de lento 
para exponencial. Novas tecnologias para caça e agricultura 
permitiram esta expansão. 
 Levamos 1800 anos para atingir a população de 1 bilhão, mas 
apenas 130 anos para atingir 2 bilhões, e “míseros” 45 anos para 
atingir 4 bilhões. 
 Apesar dos avanços tecnológicos, os fatores que influenciam o 
crescimento populacional irão limitar a expansão da população 
humana. Isto envolverá limitações de recursos físicos e biológicos 
uma vez que, atualmente, a população humana já passa dos 7 bi. 
População humana 
População humana 
 O que controla k (capacidade de suporte do meio) da população 
humana? 
 Na população humana r (taxa de crescimento) está aumentando 
continuamente em função da tecnologia; 
 Assim, a população humana “burla” a capacidade de suporte do 
ambiente, adiando a limitação do seu crescimento. 
 
 
 
Isso tem levado e pode levar a muito mais 
extinções de várias outras espécies para 
acomodar o nosso uso (“ilimitado”) dos 
recursos do planeta. 
População humana 
 
 
 
 
ECOLOGIA DE POPULAÇÕES 
 
Fatores denso-independentes e denso 
dependentes e conceito de recurso 
Interação entre indivíduos da população 
 Populações são usualmente tratadas como agregados de 
indivíduos “equivalentes”, embora saibamos que os indivíduos 
são diferentes entre si; 
 
 Indivíduos de uma população podem cooperar entre si (relações 
positivas ou harmônicas), competir por recursos limitantes 
(relações negativas ou desarmônicas) ou manter relações de 
neutralidade; 
 
 A forma mais evidente de interação no nível de organização de 
população é a reprodução, que garante a continuidade da 
espécie e a variabilidade genética. 
 
Interação entre indivíduos da população 
RELAÇÕES INTRAESPECÍFICAS POSITIVAS OU HARMÔNICAS 
 As relações harmônicas são aquelas que trazem benefício para os 
seres que dela participam; intraespecíficas são relações que 
ocorrem entre seres da mesma espécie. 
 As relações harmônicasintraespecíficas são duas: a sociedade e 
a colônia. 
 As sociedades constituem-se em aglomerados de indivíduos da 
mesma espécie que executam suas funções com a finalidade de 
beneficiar a população; 
 Nas colônias, a exemplo do que ocorre nas sociedades, todos os 
indivíduos trabalham por objetivos comuns à coletividade, com uma 
diferença: os seres estão fisicamente unidos. 
 
Interação entre indivíduos da população 
RELAÇÕES INTRAESPECÍFICAS POSITIVAS OU HARMÔNICAS 
 Tanto as sociedades quanto as colônias podem ser ainda: 
 ISOMORFAS: quando os indivíduos apresentam as mesmas formas, 
ou seja, a forma não influencia na função, por isso qualquer indivíduo 
pode realizar qualquer função na sociedade ou colônia; 
 HETEROMORFAS: quando os indivíduos possuem a forma 
diferenciada, portanto adaptadas as suas respectivas funções, em 
outras palavras, cada indivíduo apresenta atributos morfológicos 
restritos a função que desempenham dentro as sociedade ou colônia. 
 
Fatores denso-independentes 
 Em geral fatores abióticos: 
 Luminosidade; 
 Temperatura; 
 Latitude 
 Altitude 
 Umidade / pluviosidade 
 
 Podem ser: 
 previsíveis (cíclicos ou sazonais, ou seja, de periodicidade conhecida 
e em geral constantes)  períodos secos e chuvosos, mudanças 
das estações do ano, fenômenos climáticos cíclicos (Ex: El Niño); 
 
 ou imprevisíveis (estocásticos, aleatórios, ao acaso)  asteroides, 
erupções vulcânicas, grandes secas ou inundações 
 
 
 
Fatores denso-dependentes 
 Em geral fatores bióticos: 
 
 ENTRE INDÍVÍDUOS DA MESMA ESPÉCIE: 
 Espaço para reprodução; 
 Parceiro; 
 Alimentação / áreas de alimentação. 
 
 ENTRE INDÍVÍDUOS ESPÉCIE DIFERENTES: 
 Predação; 
 Parasitismo; 
 Competição. 
 
 
 
 
A noção de recurso 
 RECURSO é qualquer substância ou fator consumido ou utilizado 
por um organismo  um recurso não é apenas alimento, espaço e 
refúgios também são recursos; 
 Alimento / nutriente; 
 Espaço e refúgio; 
 Parceiros reprodutivos; 
 Luz; 
 Oxigênio dissolvido na água; 
 Recursos renováveis e não renováveis. 
 
A noção de recurso 
 Recursos limitantes: quando um recurso é finito e a demanda por ele 
aumenta em função do aumento da densidade de uma população, 
por exemplo, o tamanho desta população será controlado pela 
disponibilidade deste recurso limitante, assim o tamanho da 
população tende a se estabilizar ou mesmo diminuir. 
 No entanto, nem todos os recursos são limitantes, apesar de 
necessários. Seu potencial para limitar o desenvolvimento de uma 
população depende da sua disponibilidade; 
 Populações inteiras podem ser limitadas por um único recurso mais 
escasso (LEI DO MÍNIMO DE LIEBIG). 
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA 
 Michael BEGON, John L. Harper, Colin R. Townsend. Ecologia: 
de indivíduos a ecossistemas. 4ª Ed., Editora Artmed, 2007. 
 
 Aulas dos professores do curso de Oceanografia da UFPR, Dr. 
Paulo da Cunha Lana e Dra. Érica Vidal. 
BIBLIOGRAFIA SUGERIDA 
 Michael BEGON, John L. Harper, Colin R. Townsend. Ecologia: 
de indivíduos a ecossistemas. 4ª Ed., Editora Artmed, 2007. 
 
 Eugene P. ODUM. Ecologia. Editora Guanabara Koogan. 2009 
 
 Robert E. RICKLEFS. A economia da natureza. 6ª Ed., Editora 
Guanabara Koogan. 2010 
 
OBRIGADA e 
BOA TARDE !!!