Teorias de crescimento populacional

Tema

Introdução

As teorias de crescimento da população são teorias que vem para

explicar como uma determinada população pode crescer

positivamente ou negativamente, sendo influenciados pelos

factores limitantes, assim como não num determinado

ecossistema.

Deste modo define-se “teoria como sendo uma hipótese que foi

completamente comprovada utilizando-se métodos científicos

validos” (Berryman, 2003).

Estas teorias também explicam o crescimento das populações,

quanto a densidade, ao seu nível trófico, as relações

interspecificas, massa, reprodução, a relação com as leis da

física, da matemática, etc.

Categorias de Crescimento Populacional

Existem categorias que explicam resumidamente as teorias de

crescimento populacional. Essas categorias podem ser:

Baseada nas leis de alguns cientistas;

Tamanho ou massa corporal;

Factores limitantes;

Factores bioticos;

Interações populacionais;

Feedback negativos;

Tempos de geração.

etc.

Teoria Maltusiana

A teoria Maltusiana descreve a situação padrão das populações, como se comportam na ausência de quaisquer factores perturbadores.

Aqui as taxas de nascimento e morte são constantes, a população irá crescer (ou cair) em progressão geométrica.

A teoria exerce uma função na ecologia semelhante à primeira lei de Newton da física.

Aristóteles afirmou que o estado normal de todos os objectos era o repouso e que o movimento ocorria apenas quando uma força era aplicada a um objecto.

Newton, entretanto mostrou que o movimento uniforme era o estado normal e que o movimento não uniforme e o repouso geralmente ocorriam apenas quando uma força era aplicada a um objecto.

Teoria Maltusiana

A teoria Maltusiana acabou afirmando que o estado normal de

uma população não é o repouso (isto é, uma população

constante), mas o movimento (isto é, crescimento ou declínio

exponencial), e que, quando as populações não crescem ou

declinam exponencialmente, é por causa de uma força externa

(algo no ambiente) que altera os índices de nascimentos e de

mortes.

Esta força externa (ambiental) pode ser um factor abiótico ou

biótico como “o grau de aglomeramento conespecífico e

densidades de todas as outras espécies na comunidade que

poderiam interagir.

Exemplo de crescimento exponencial

Teoria de Allee

A teoria de Allee, dita que existe um relacionamento

positivo entre a aptidão individual e os números ou

densidade dos conespecíficos.

Entretanto “à medida que o número de indivíduos de uma

população aumenta, ou à medida que a densidade

populacional aumenta, a sobrevivência e a produção

também crescem”. (Berryman, 1999).

Um bom exemplo ocorre quando os animais se agregam

em grupos para protecção e, desta forma, diluem a

ameaça que cada indivíduo sofre de ser atacado por um

predador.

Teoria de Allee

O maior número de conespecíficos beneficia a população porque

aumenta a diluição ou saturação do predador e assim

proporciona baixas densidades de crescimento populacionais no

caso de um decresço na de uma certa população.

Por exemplo, quando o tamanho da população de uma planta

polinizada por insectos torna-se baixo, ou se um pequeno número

de indivíduos floresce durante um ano, menos sementes serão

produzidas por planta porque os insectos polinizadores terão mais

dificuldade para encontrar poucas flores.

Pelo facto de as pequenas populações apresentarem uma menor

reprodução ou sobrevivência, a de Allee é de interesse especial

aos ecologistas que trabalham com espécies ameaçadas de

extinção.

Teoria de Allen

Teoria de Verhulst

O crescimento populacional pode atingir um limite superior acima do qual a densidade populacional não pode mais aumentar. Entretanto vários factores diferentes podem limitar uma população tais como: predadores, doenças, níveis de recursos e a competição.

Esta teoria, preocupa-se apenas com um factor: a competição intra-específica (a competição entre os membros da mesma espécie).

Pelo facto de os organismos que limitam a população também serem membros da população (auto-limitação populacional).

Assim sendo a Teoria de Verhulst propõe que, “em algum momento, o índice de crescimento per capita de uma população é limitado directa e imediatamente por sua própria densidade, através do processo de competição intra-específica” (Berryman, 1999).

Teoria de Verhulst

Os mecanismos de competição intra-específica, que aumentam

com a densidade populacional crescente e actuam para finalmente

limitar o crescimento da população:

A agressão intra-específica;

A territorialidade;

o canibalismo;

Entre outros.

Esses mecanismos aumentam com a crescente densidade

populacional porque os indivíduos lutam para ocupar a quantidade

insuficiente de espaço disponível no momento, espaço este

necessário para reunir recursos, esconder-se ou escapar dos

inimigos.

Competição intra-específica

Teoria de Lotka-Volterra

Os organismos interagem com outras espécies e com o ambiente

físico de várias maneiras.

Essas interacções às vezes incluem “feedbacks negativos”.

Um exemplo de feedback negativo é quando um aumento na

população de uma espécie de presa gera um aumento na

população de seus predadores (através do aumento da

reprodução), e isso, por sua vez, retroalimenta para reduzir a

população de presas através do aumento da mortalidade devido à

predação.

O aumento populacional de leões pode levar a um feed

negativos de populações de Zebras

Teoria de Liebig

Uma dada população geralmente irá interagir com diferentes espécies de presas e predadores, através das teia alimentares, também mesmo os factores abióticos distintos fora da teia alimentar são suficientemente nem para fazer o controle do crescimento de uma dada população.

A experiência mostra que apenas uma ou duas outras espécies dominam a estrutura de feedback de uma população em qualquer dado momento e local.

A identidade dessas espécies dominantes pode mudar com o tempo e o local, mas o número de espécies que limitam uma dada população (isto é, controlam activamente sua dinâmica) é geralmente apenas um ou dois.

Teoria de Liebig

A teoria de Liebig, em sua forma moderna, expressa esta ideia. Propõe que, entre todos os factores bióticos ou abióticos que controlam uma dada população, um deve ser limitante (isto é, activo, controlador da dinâmica).

Os atrasos produzidos por este factor limitante geralmente duram por uma ou duas gerações (Berryman, 2003).

Tudo que existe na natureza está relacionado, portanto, uma mudança na abundância de um organismo afectará a abundância de todos os outros.

Embora seja verdade isso pode induzir a erro, porque novas pesquisas demonstram que apenas algumas das várias espécies nas interacções relativamente poucas serrão limitadas o seu crescimento populacional em um determinado tempo e local (Berryman, 2003).

Teoria de Fenchel

O crescimento populacional exponencial é relacionado ao tamanho (massa) do corpo.

As espécies com maior tamanho corporal têm menores índices de crescimento populacional.

O índice máximo de reprodução cai com o tamanho do corpo a uma potência de aproximadamente 1/4 da massa corporal.

A expressão matemática é dada pela formula:

Onde:

r é o índice intrínseco de aumento natural da população;

a é uma constante que possui 3 valores diferentes (um para organismos unicelulares, um para heterotermos e outro para homeotermos)

W é o peso (massa) corporal médio do organismo.

r = aW-1/4

Teoria de Calder

Os períodos de oscilação nas populações de mamíferos herbívoros são relacionados ao tamanho do corpo (massa).

As espécies com maior tamanho corporal geralmente têm ciclos populacionais mais longos.

A duração do ciclo populacional aumenta com o aumento do tamanho do corpo a uma potência de aproximadamente 1/4 da massa corporal.

A expressão matemática é dada pela formula:

Onde:

t é o tempo médio do ciclo populacional;

a é uma constante;

W é o peso (massa) corporal médio do organismo.

t = aW1/4

Teoria de Calder

Antes da pesquisa de Calder, sabia-se que os pequenos mamíferos

herbívoros como os lemingues (Lemmus) e arganazes (Microtus)

tinham ciclos populacionais de 3 a 4 anos.

Enquanto os da lebre (Lepus americanus) com corpos maiores

eram de 8 a 10 anos, e os do ainda maior alce (Alces alces) e da

rena (Rangifer tarandus) eram de 20 a 40 anos.

Entretanto, antes de Calder, ninguém havia indicado a correlação

entre o grande tamanho corporal e os ciclos populacionais mais

longos.

Teoria de Damuth

A densidade populacional é relacionada ao tamanho (massa) do

corpo.

As espécies com maior tamanho corporal geralmente têm

densidades populacionais médias mais baixas.

A densidade média de uma população cai com o tamanho do

corpo a uma potência de aproximadamente 3/4 da massa corporal.

A teoria de Damuth é dada pela formula:

Onde:

d é a densidade média da população;

a é uma constante;

W é o peso (massa) corporal médio do organismo.

d = aW-3/4

Exemplo do Elefante

As populações de

elefantes são

relativamente

medias, devido a

relação tamanho

ou massa do corpo

de Damuth a uma

potência de

aproximadamente

3/4 de massa

corporal.

Teoria de tempo de geração

O tempo de geração é o período necessário para que um individuo possa crescer e amadurecer até a idade reprodutiva ( relacionado ao tamanho do corpo).

As espécies com maior tamanho corporal geralmente têm tempos de geração mais longos.

O tempo de geração aumenta com o tamanho do corpo a uma potência de aproximadamente 1/4 da massa corporal do organismo no momento da reprodução.

A teoria é expressa pela seguinte equação:

Onde:

g é o tempo de geração médio da população;

a é uma constante;

W é o peso (massa) corporal médio do organismo.

g = aW1/4

Teoria de Ginzburg

A transferência de qualidade do efeito materno influencia o crescimento populacional e em qualquer ponto do tempo depende não apenas do ambiente actual, mas também do ambiente da geração anterior (Ginzburg & Colyvan, 2004).

Acredita-se que a alteração ambiental do índice de crescimento populacional per capita ocorra pela modificação do índice de mudança deste índice de crescimento, e não pela alteração directa do índice de crescimento per capita.

A duração de um ciclo populacional (oscilação) é o resultado do efeito maternal e do crescimento populacional inercial, essas durações da população devem ser de duas, seis ou mais gerações (Ginzburg & Colyvan, 2004).

Teoria de Ginzburg

Os predadores ou os outros factores ambientais podem ser a causa do ciclo populacional.

Estes podem afectar a amplitude, o formato do ciclo e a duração do período do ciclo que pode ser é específico à espécie e não depende da causa.

Este período de ciclo específico da espécie é denominado eigenperiod.

A eigenperiod, explica por que espécies semelhantes têm períodos de ciclo similares, muito embora possam habitar em ambientes muito diferentes, mesmo sendo atacadas por predadores diferentes e em algumas situações como nas ilhas, onde não haver predadores.

Esta teoria explica por que os períodos de ciclo populacional de 3 a 5 gerações são desconhecidos na natureza.

Conclusão

Finalmente entende-se que as teorias de crescimento vem explicar como as diversas oscilações populacoes verificadas num dado ecossistemas.

Embora abundâncias máximas possam ocorrer simultaneamente em grandes áreas, assim como também algumas populações estão em via de extinção.

Portanto estas teorias vieram explicar e esclarecer o crescimento populacional baseando-se alguns cientes em teorias que desenvolveram em outaras ciencias.

Obrigado pela atenção

Deixamos este momento para duvidas e subsídios.

Fim

5o grupo

Boaventura Benzane

Graça Ana Banze

Ivaristo Américo Mboa Júnior

Miqueias Chauque

Quinito Maurício Mussacate