Tamanho e densidade

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Prof. Dr. Harold Gordon Fowler [email protected] Ecologia de Populações Tamanho Corporal e Abundancia

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Prof. Dr. Harold Gordon Fowler [email protected]

Ecologia de Populações

Tamanho Corporal e

Abundancia

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Escala e a Abundância dos Animais

A ecologia não é o estudo dos fatores que afeitam a abundancia dos animais?

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Como o tamanho corporal influencie o potencial de aumentar o crescimento

populacional?

Tamanho Corporal e

Densidade Populacional

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Tamanho Corporal e

Densidade Populacional

Em geral, a densidade diminua com o aumento do tamanho do organismo. – Peters e Wassenberg encontraram que os

invertebrados aquáticos tendem possuir maiores densidades populacionais do que invertebrados terrestres de tamanhos similares.

Os mamíferos tendem possuir maiores densidades populacionais do que aves de tamanhos similares.

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Massa corporal (Kg)

Dens

idade (nú

mero

por

km q

uadra

do)

Tamanho Corporal e Densidade Populacional

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Tamanho Corporal e Densidade Populacional

Taxa de alimentação V Constante da produção de alimento Abundancia V-1

Dados: Peters, 1983

Massa corporal (kg) Dens

idade (nú

mero

por

km q

uadra

do)

Mamíferos Aves Invertebrados Repteis

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Tamanho Corporal e

Densidade Populacional

Massa corporal (Kg)

Den

sid

ad

e p

or

km

qu

ad

rad

o

Muitos invertebrados aquáticos têm densidades populacionais maiores do que outros animais do mesmo tamanho

Os mamíferos têm densidades maiores do que as aves

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Densidade populacional versus tamanho corporal

Massa corporal (g)

Den

sidad

e p

opul

acio

nal (i

nd/k

m2)

Autotróficos:

•P = plantas

Consumidores:

Aquáticos/semi-aquáticos

•T = inter-mareia marinhos

•A = aquáticos

•Terrestres:

•M = mamíferos

•H = vertebrados exotérmicos

•I = invertebrados terrestres

•B = aves

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Densidade Média

Pobremente pesquisada

Mohr (1947) descobriu que por unidade de área, o número de indivíduos de uma espécie (todos os mamíferos da America do Norte) é inversamente proporcional a sua massa corporal. Assim, biomassa per unidade de área é constante

Damuth (1981) sugeriu que a densidade global de herbívoros decai exponencialmente como W^(-.75)

Outros estudos demonstram um declínio similar da densidade com o tamanho.

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Diferencias entre os organismos

Os mamíferos temperados mantém densidades populacionais maiores do que as espécies tropicais

Os herbívoros têm maiores densidades do que os carnívoros

As espécies não mamíferos demonstram relações significativamente diferentes

Porém, todos os dados podem ser descritos por uma curva de tangente de -1.

Essa relação geral é melhor do que relações mais específicas oriundas de conjuntos menores de dados?

Mas, ainda não temos certeza de como a tangente deve ser…

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Área vital e Tamanho Corporal

Podemos testar os números de densidade populacional ao comparar esses com dados da área vital.

Se as estimativas da densidade populacional são boas, a área vital (quanta área use regularmente) deve ser próxima a inversa da densidade populacional.

Área usada por animais ~ área/animais (individual área individual usada por o animal)

As evidencias empíricas apóiam números de densidade populacional têm uma relação com a área vital (mas não perfeito)

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Para obter energia, os consumidores

precisam de espaço suficiente para

encontrar alimento

•Área vital: todo lugar que o animal ocupa durante algum período temporal para satisfazer suas necessidades (alimento, água, abrigo, pares, locais de nidificação e outras.)

•Uma área vital é a área necessária para a energia que um organismo precisa para se alimentar.

Exemplo, a cobra Nerodia sipedon

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Tamanho corporal ~ necessidades energéticas versus o tamanho da ‘área

vital’

Log10 massa corporal (kg)

Log

10 t

aman

ho

da

área

vita

l

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E as plantas?

Plantas como as árvores podem ser muito grandes porque a maioria de sua massa (madeira) não é metabolicamente ativa. Suas folhas cuidam do metabolismo

Ao examinar o número de folhas… Whittaker (1975) encontrou que os coníferas (folhas finas) dominaram as florestas boreais, em vez de pastos e árvores decíduas.

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Tamanho Corporal de Plantas

e Densidade Populacional

A densidade populacional de plantas diminua com o aumento de tamanho vegetal. – As causas não são claras .

Plântulas podem ter

densidades altas, mas

ao crescer, a densidade

diminua progressivamente

até ficar poucas adultas

maduras.

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Isso é conhecido como o “Princípio de Kleiber” em homenagem a fisiologista que descobre essa relação.

Os animais grandes precisam comer alimento abundante que não precisa ser rico em nutrientes.

Os animais pequenos precisam comer alimento rico em nutrientes que não precisa ser abundante.

Fluxo de Energia

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As eficiências ecológicas dependem das necessidades energéticas do organismo

Por isso essas necessidades dependem de:

Tamanho corporal ~ taxa metabólica por grama

Lei de Kleiber

Temperatura corporal e tipo de regulação: – Exotérmicos: obtém energia do ambiente

– Endotérmicos: usa a energia metabólica do alimento para manter uma temperatura corporal constante

Ambiente exterior – Terrestre versus aquático

– Clima quente versus clima fria

Nível de atividade necessária para a espécie – Voar é mais caro do que nadar ou caminhar.

– Procurar presa mais caro do que esperar alimento chegar.

O tipo de corpo e a historia evolutiva da espécie – Vertebrados versus invertebrados

– Plantas versus animais

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As eficiências ecológicas e as necessidades energéticas determinam as densidades populacionais

•As leis de potencia ecológicas determinam como a energia é transformada em indivíduos:

•Lei de Kleiber:

•A taxa metabólica é proporcional a massa corporal elevada a potencia de 3/4

•A taxa metabólica é proporcional a energia total que um indivíduo precisa hat individual precisa manter sua massa corporal.

•Os organismos maiores precisam mais energia total para crescer e se manter do que os organismos menores.

•Por isso, para uma quantia de energia disponível podem existir mais indivíduos pequenos do que indivíduos grandes.

•Os organismos maiores precisam mais “espaço” para obter a energia do que os organismos menores.

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As necessidades energéticas determinam a densidade populacional

por via do tamanho corporal

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Essas relações são úteis?

Mas, quantas pesquisas enfocam dois organismos que são de grupos de diferentes tamanhos logarítmicos?

As relações decompõem ao comparar espécies do tamanho similar (porque as diferencias do tamanho maior dominam aos atributos mais específicos que controlam a abundancia)

Existem fatores demais! O escalamento do tamanho corporal seria ótimo.

Nossos métodos de determinação do tamanho populacional não são bons

Porém, essas relações proporcionam uma hipótese nua para nossas pesquisas no campo

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Em resumo…

As relações de tamanho e abundancia são interessantes e importantes

Mas os dados não são bons

Não temos um mecanismo confiável

Existem interpretações e números conflitantes