2014 2o sem Ecologia I - aula 10 - hist vida pop

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Ecologia I Aula 10
Profa. Maíra Figueiredo Goulart
História de vida 
&
Ecologia de Populações
O Que é História de Vida?
História de vida 
Características relacionadas à: 
- manutenção somática
- sobrevivência frente aos competidores
- reprodução
- defesa
Atributos dos organismos (morfologia, fisiologia, comportamento, 
etc.) os capacitam a sobreviver e reproduzir em seu ambiente
O Que é História de Vida?
Atributos dos organismos (morfologia, fisiologia, comportamento, 
etc.) os capacitam a sobreviver e reproduzir em seu ambiente
História de vida 
Tamanho
Maturidade (idade da 1a reprodução);
Parição (no. de episódios reprodutivos);
Fecundidade (no. de filhotes por episódio reprodutivo);
Tamanho dos filhotes;
Cuidado parental...
O Que é História de Vida?
A seleção natural favorece, em um determinado 
ambiente, a história de vida que teve mais sucesso 
em deixar descendentes no passado. 
O estudo da história de vida é a busca de padrões 
entre os processos que ocorrem na vida dos 
organismos e também a busca de explicações para 
esses padrões.
Por que a 
seleção natural 
favoreceu um 
determinado 
padrão em um 
determinado 
ambiente?
O Que é História de Vida?
Exemplos de perguntas relacionadas à história de vida:
Existe um tamanho de ninhada que é mais produtivo?
A idade da 1ª reprodução e a duração da vida estão relacionadas?
O tamanho das sementes está relacionado aos seus habitats?
Quando um organismo deve começar a se reproduzir?
Quantas proles produzir de cada vez?
Quantos cuidados conferir à prole? 
O Que é História de Vida?
A história de vida de um 
organismo não é imutável. 
Ela é limitada pelo genótipo 
de um indivíduo, mas dentro 
desses limites, pode haver 
plasticidade.
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TAMANHO
Forças seletivas 
para redução do 
tamanho
Forças seletivas 
para aumento do 
do tamanho
TAMANHO
Vantagens: 
� Maior habilidade competitiva
� Maior sucesso como predador
� Redução da vulnerabilidade à 
predadores
� Mais eficiente estabelecimento das 
plântulas
� ...
Desvantagens: 
� Maior gasto energético na 
manutenção das condições 
fisiológicas
� Para árvores: maior incidência de 
raios
� Para sementes: dificuldade de 
dispersão
� ...
Desvantagens e vantagens de ser grande:
Leiothrix spiralis (Eriocaulaceae)
Aumento da produção de capítulos com o tamanho 
das rosetas de Leiothrix spiralis. 
Linha contínua e �: rosetas isoladas; 
Linha pontilhada e �: rosetas ligadas por rizomas.
Leiothrix spiralis (Eriocaulaceae)
Aumento da probabilidade de reprodução com o 
tamanho das rosetas de Leiothrix spiralis. 
Linha contínua e �: rosetas isoladas; 
Linha pontilhada e �: rosetas ligadas por rizomas.
Para machos adultos de libélulas (Coenagrion puella) o tamanho mais 
comum é intermediário. A taxa de acasalamento máxima também é 
intermediária. Fonte: Begon et al. 1996.
IDADE DA PRIMEIRA REPRODUÇÃO
Forças seletivas 
para reprodução 
precoce
Forças seletivas 
para reprodução 
tardia 
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IDADE DA PRIMEIRA REPRODUÇÃO
Forças seletivas 
para reprodução 
precoce
Forças seletivas 
para reprodução 
tardia 
IDADE DA PRIMEIRA REPRODUÇÃO
Forças seletivas 
para reprodução 
precoce
Forças seletivas 
para reprodução 
tardia 
Maior tamanho, maior 
fecundidade, maior 
sobrevivência, maiores 
chances de encontrar 
condições ambientais 
favoráveis
Maiores chances de 
ocupação do ambiente pela 
população
PARIÇÃO
Semelparidade ou monocarpia:
� Um único evento reprodutivo na 
vida, após o qual o organismo 
geralmente morre.
� Reprodução em massa.
Iteroparidade ou policarpia:
� Eventos reprodutivos multiplos com 
proporcionalmente um menor 
número de filhotes.
Exemplo de 
semelparidade: algumas 
espécies de salmão
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Exemplo de semelparidade: pita ou piteira
Exemplo de iteroparidade:
Elefante
� Período de gestação: 22 meses;
� Ninhadas: 6 na vida;
� Número de filhotes por ninhada: 1;
� Idade reprodutiva: 12 anos; 
� Longevidade: 70 anos. 
Exemplo de iteroparidade:
Coelho
� Período de gestação: 28/33 dias;
� Ninhadas: 3 a 7 por ano;
� Número de filhotes por ninhada: 2 a 7;
� Idade reprodutiva: 3,5 meses (fêmeas), 
4 meses (machos); 
� Longevidade máxima: 9 anos. 
PARIÇÃO
Forças seletivas 
para um único 
evento 
reprodutivo
Forças seletivas 
para muitos 
eventos 
reprodutivos
Maiores chances de 
encontrar condições 
ambientais favoráveis
Reprodução em massa: 
maiores chances de 
ocupação do ambiente pela 
população
Tamanho, quantidade e cuidado com os filhotes
Forças seletivas para 
MENOR quantidade 
de filhotes
Forças seletivas para 
MAIOR quantidade 
de filhotes 
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Tamanho, quantidade e cuidado com os filhotes
Filhotes grandes e com elevado 
cuidado parental que, portanto, 
tem maior sobrevivência.
Rápida ocupação do ambiente 
pela população.
Porém: filhotes pequenos e pouco 
cuidado parental que, portanto, 
tem menor sobrevivência.
Forças seletivas para 
MENOR quantidade 
de filhotes
Forças seletivas para 
MAIOR quantidade 
de filhotes 
Tamanho, quantidade e cuidado com os filhotes
Forças seletivas para 
MENOR quantidade 
de filhotes
Forças seletivas para 
MAIOR quantidade 
de filhotes 
Trade off ou demandas conflitantes
Alocação de tempo e recurso limitados para funções concorrentes
Forças seletivas para 
uma direção
Forças seletivas para 
outra direção 
Forças seletivas para 
uma direção
Forças seletivas para 
outra direção 
Um organismo hipotético de altíssima aptidão teria as seguintes características de 
história de vida:
- reproduz logo após o nascimento;
- produz muitos filhotes;
- produz filhotes de grande tamanho;
- protege os filhotes;
- reproduz muitas vezes ao longo da vida.
Por que o organismo de altíssima aptidão é hipotético?
Quando o indivíduo aloca muita energia para determinado aspecto de sua história de 
vida, ele terá menos energia para alocar aos demais, são os chamados trade-offs ou 
demandas conflitantes.
Trade off ou demandas conflitantes Estratégia r e k
Geralmente semelparos Geralmente iteroparos
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Estratégia r e k Estratégia r e k
QUAL É MAIS EFICIENTE?
Estratégia r e k
Geralmente melhor em 
ambientes imprevisíveis 
e de baixa competição
Geralmente melhor em 
ambientes mais estáveis 
e de alta competição
Trade off ou demandas conflitantes
r = taxa intrínseca de reprodução r estrategistas são organismos com alto valor de r
K = capacidade suporte k estrategistas são organismos cujas populações permanecem
em torno de k
Dinâmica de Populações
População = indivíduos de uma espécie dentro de uma 
dada área. 
As fronteiras podem ser naturais, impostas pelos limites 
geográficos de um habitat adequado, ou podem ser 
definidas arbitrariamente à conveniência do pesquisador.
População
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A estrutura espacial de uma população tem três propriedades 
principais: distribuição, dispersão e densidade.
População: estrutura espacial
descreve sua abrangência geográfica e 
ecológica, a qual é determinada pela 
presença ou ausência de habitat adequado 
e pela história da espécie / população.
X
X
A estrutura espacial de uma população tem três propriedades 
principais: distribuição, dispersão e densidade.
População: estrutura espacial
- Dispersão: movimento do organismo dentro da população;
- Migração: movimento para fora da população:
imigrante: quem chega na população
emigração: quem sai da população
A estrutura espacial de uma população tem três propriedades 
principais: distribuição, dispersão e densidade.
População: estrutura espacial
Caracteriza o espaçamento dos indivíduos 
entre si, formandopadrões:
� Agrupado ou agregado
� Aleatório
� Homogêneo
ALEATÓRIO
ALEATÓRIOALEATÓRIO
ALEATÓRIO
UNIFORME
UNIFORMEUNIFORME
UNIFORME
AGREGADO
AGREGADOAGREGADO
AGREGADO
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A estrutura espacial de uma população tem três propriedades 
principais: distribuição, dispersão e densidade.
População: estrutura espacial
Número de indivíduos por 
unidade de área ou volume.
Densidade =
No. de indivíduos
área ou volume
A medida de densidade ajuda a dizer se o ambiente é capaz 
de suportar a população em questão. 
Quando existe obstáculos para a contagem de todos os 
indivíduos, estimativas podem ser feitas:
População: estrutura espacial
População: estrutura temporal 
Fatores que afetam o tamanho da população
Natalidade (N)
Mortalidade (M)
Imigração (I)
Emigração (E)
Portanto:
N + I > M + E (população crescente)
N + I < M + E (população decrescente)
N + I = M + E (população estável)
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Como crescem as populações?
Dinâmica de População
Não há exceção à regra de que todo ser orgânico cresce numa taxa 
tão alta que, se não destruído, a Terra seria rapidamente coberta 
pelos filhotes de um único casal
O elefante é tido como reprodutor mais lento de todo o planeta:
se o indivíduo começa a ser reproduzir aos 30 anos e deixa 6 
filhotes ao longo da vida, em cerca de 750 anos haveria 
aproximadamente 19 milhões de descendentes de um único casal...
Charles Darwin, 1853
Dinâmica de População
Como crescem as populações?
Dinâmica de População
Crescimento exponencial
dN/dt = rN
O poder da exponencial
A fábula do rei, do sábio, do arroz e do tabuleiro de xadrez...
1 2 4 8 16 32 64 128
O poder da exponencial
A fábula do rei, do sábio, do arroz e do tabuleiro de xadrez...
O poder da exponencial
A última das 64 casas estão 9.223.372.036.854.775.808 (9,22x1018) grãos...
No tabuleiro todo somam-se 18.446.744.073.709.551.615 (18,44 x 1018) grãos...
Quanto arroz é que isto é? 
10 grãos de arroz pesam aproximadamente 20 mg.
no tabuleiro estariam aproximadamente 368,8 bilhões de toneladas de arroz!
Veja bem: 
- a produção mundial anual de arroz é de cerca de 645 milhões de toneladas.
- o mundo todo levaria 572 anos para produzir a quantidade necessária de arroz! 
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dN/dt = rN dN/dt = rN((K-N)/K)
N próximo de 0
N próximo 
de K
Dinâmica de População Dinâmica de População
Capacidade suporte ou K = número de indivíduos numa população que 
os recursos de um hábitat pode sustentar.
O que regula o crescimento populacional?
Dinâmica de População Dinâmica de População
O que limita o tamanho das populações? O que limita o tamanho das populações?
Fatores dependentes e independentes de densidade
Fatores que se 
intensificam com o 
aumento da população.
Fatores que não são 
alterados pelo tamanho 
da população
Fatores que causam 
competição: disponibilidade 
de alimento, sítios de 
nidificação, território e etc.
Doenças, predação...
Condições como 
temperatura no inverno, 
duração e serveridade 
da estação seca e etc.
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Crescimento Populacional Humano Crescimento Populacional Humano
Taxa de crescimento populacional humano atual = 1,3% ao ano
80 milhões de pessoas nascem todos os anos;
mais de 200 mil por dia;
cerca de 10 mil por hora;
e 2,5 por segundo.
Será que vamos parar???
Quando vamos parar???
Crescimento Populacional Humano
Existe uma alta probabilidade da população mundial 
atingir seu máximo de 9 bilhões de pessoas em 2060 e 
tender a declinar para 8,5 bilhões até 2100.
Crescimento Populacional Humano