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Capítulo 15 – Ecologia das populações

Ecologia

Nicho ecológico

Populações ecológicas

Crescimento de populações

Natalidade

Mortalidade

Padrões de sobrevivência

Estrutura etária das populações

Factores que interferem no crescimento das populações

Ecologia

É a Ecologia a ciência que estuda as inter-relações entre os seres vivos com as condições físico-químicas do ambiente onde se integram. Desta forma ao conjunto de organismos que vivem numa determinada área bem como às interacções que se estabelecem entre esses seres vivos e entre eles e o meio designa-se por Ecossistema. O meio não vivo que esses seres frequentam designa-se por biótopo. O conjunto dos seres vivos do ecossistema e das relações que entre eles se estabelecem constitui uma comunidade ou biocenose. Desta forma pode dizer-se que o ecossistema inclui o biótopo e a comunidade. Cada conjunto de organismos da mesma espécie, que faz parte de uma comunidade em determinado período de tempo constitui a população.

Todas as comunidades sofreram uma evolução ao longo dos tempos que resultaram de:

- Interacções entre o clima e topografia que geram diferentes condições físicas de habitat.

- Tipo e quantidade de alimentos disponíveis no decurso do ano.

- Características adaptativas que permitem aos elementos de cada espécie sobreviverem nas condições físico-químicas do meio e explorarem os seus recursos específicos.

- Interacções entre espécies, incluindo a competição, predação e relações de mutualismo.

- Padrões gerais relativos a flutuações naturais das dimensões da população, extinção de espécies e distúrbios físicos do ambiente.

Todos os factores podem, de forma conjunta, influenciar a comunidade das seguintes formas:

- Determinar o número de espécies diferentes em cada nível trófico, começando pelos produtores até aos consumidores de grau mais elevado.

- Condicionar o número de espécies típicas presentes. Por exemplo, a elevada temperatura , humidade e luz solar dos habitats tropicais favorecem o crescimento de muitas plantas diferentes que, por sua vez, podem sustentar uma grande variedade de animais. As condições árcticas, pelo contrário, já não favorecem essa diversidade de vida.

Nicho Ecológico

Os factores referidos em cima influenciam o modo como cada uma das espécies está presente num determinado ecossistema, isto é, determinam o nicho ecológico que ocupam.

O nicho ecológico designa-se como o conjunto total de necessidades de uma população, isto é, o nicho representa o papel singular que cada espécie desempenha na utilização do ambiente para se alimentar, abrigar e ainda aproveitar os materiais necessários à sua sobrevivência e reprodução.

Por exemplo duas populações podem viver no mesmo habitat e nunca o utilizarem da mesma forma, ou seja, podem ocupar esse habitat nichos diferentes. Assim estas populações desenvolvem as suas actividades em diferentes momentos, por exemplo.

Para descrever o nicho de uma espécie é necessário conhecer todas as necessidades e actividades dessa espécie. Para tal é necessário atender a determinados factores como:

Seres vivos	Factores
Animais	- estação do ano em que se desenvolvem e reproduzem - exigências em água, luz solar e solo - relações com outros organismos - efeitos no ambiente abiótico
Plantas	- hora do dia em que se alimentam e estação do ano em que se reproduzem - exigências de habitat e alimento - relações com outros organismos - efeitos na ambiente abiótico

O conceito de nicho sugere que espécies semelhantes são capazes de coexistir no mesmo ecossistema compartilhando espaço e alimentos. Por exemplo as 5 espécies de Toutinegras da América coexistem nas mesmas copas das árvores mas em diferentes locais destas.

Os organismos podem ainda possuir ligeiras diferenças morfológicas que permitem explorar de modo diferente os recursos do habitat em que vivem.. è o que sucede com 5 espécies de andorinhas do mar que vivem todas no mesmo local, mas comem peixes de tamanho ligeiramente diferentes. A partir das percentagens de peixe, de cada classe de tamanho, que é comido pelas aves calculam-se as respectivas quantidades e traçam-se as curvas de utilização de recursos, neste caso, recursos alimentares.

Existem espécies vegetais e animais que utilizam nichos tão especializados que pequenas mudanças no meio onde vivem põem em perigo a sobrevivência dessas espécies. Por exemplo, o Panda é um animal que se alimenta exclusivamente de rebentos de bambu nas florestas da china. À medida que essas florestas desaparecem, também o número de pandas vai diminuindo de tal forma que se encontram quase extintos.

Por outro lado, existem situações onde certos animais fazem uma conquista oportunista de outros novos nichos, como acontece com a raposa e as gaivotas ou até mesmo ursos que se habituaram a explorar as lixeiras deixadas pelos humanos.

Panda

Gaivota

Populações ecológicas

Ao fazermos referência a populações, devemos ter em conta características pertencentes à população no seu todo e outras que são atributos dos indivíduos da população.

Cada população pode caracterizar-se pelas suas dimensões, densidade e modo de distribuição. Muitas vezes o conhecimento destas grandezas é difícil de obter, muitas vezes devido ao facto das populações serem naturais. Po isso há muitas ilações que são tiradas com base em populações criadas em laboratório ou observadas em condições ambientais mais ou menos controladas.

Entende-se por densidade populacional bruta como o número de indivíduos dessa população, existentes, numa unidade de espaço e em determinado momento. Por exemplo, 5 milhões de algas por m³ de água.

Se N representar o número de indivíduos e V ou S o espaço onde vivem, a densidade (δ) populacional será dada por N/S ou N/V.

Geralmente prefere-se considerar a biomassa em vez do número de indivíduos, quando as dimensões destes são muito heterogéneas, como acontece com certas populações de peixes ou árvores.

Existem certas metodologias para determinar a densidade:

- contagens totais, quando os organismos são grandes.

- amostragens representativas de uma população.

- marcação e recaptura – os animais são capturados, marcados e depois libertos. A percentagem de animais marcados e depois recapturados pode permitir fazer uma estimativa da população total.

- métodos indirectos envolvendo vestígios deixados pelos indivíduos da espécie: caça, pesca, armadilhas, alimentação ou consumo de oxigénio.

As relações presa-predador representam um mecanismo controlador da retroacção. O aumento de presas permite o aumento de predadores que fazem diminuir o número de presas, e esta diminuição provoca a diminuição do número de predadores e assim sucessivamente. O número total de indivíduos tende, pois, a oscilar em torno de valores médios.

Tal como as relações presa-predador, também os factores limitantes, as dimensões dos indivíduos, o nível trófico a que pertencem são, entre outros, alguns dos factores que controlam a densidade de uma população.

Como por vezes, as áreas de distribuição são muito grandes e irregulares, em vez de densidade utiliza-se ou referencial, o chamado índice de abundância relativa, que pode significar um pequeno intervalo de tempo como, por exemplo, o número de aves vistas numa hora.

Crescimento das populações

A emigração, a imigração, a natalidade e a mortalidade são acontecimentos determinantes da variação do número de indivíduos de qualquer populações e por isso são designados determinantes populacionais.

A natalidade e a imigração são determinantes que tendem a aumentar o número de indivíduos de uma população, enquanto a mortalidade e emigração tendem a diminuir esse número.

Se N representa o número de indivíduos de uma população, ΔN representa a variação desse número num certo período de tempo. Δt será o tempo durante o qual se verifica a variação em determinado espaço (geralmente em ano).

Então ΔN/Δt dar-nos-á a taxa de variação do número de organismos num certo tempo, isto é, a taxa de crescimento e ΔN/Δt/N ou ΔN/NΔT é a taxa média de variação do número de indivíduos durante um certo tempo e por organismo. Designa-se, por isso, taxa específica de crescimento.

Protozoários numa planta

Admita uma população de 50 protozoários que se encontram em divisão num charco. Suponha que essa população aumentou para 150 indivíduos no decurso de uma hora.

Taxa de crescimento = 100/1 = 100 indivíduos/hora

Taxa específica de crescimento = 100/1/50 = 2, ou seja a partir de cada protozoário, numa hora, produzem-se dois.

Natalidade

A natalidade é a capacidade de uma população aumentar consoante a sua taxa de reprodução. O número de nascimentos por ano denomina-se natalidade e o seu valor é Natalidade = n.º de nascimentos (n)/Δt. A taxa percentual de natalidade é dada natalidade/N X 100. Quando se referem populações humanas a taxa de natalidade vem referida em permilagem.

Mortalidade

A mortalidade refere-se ao número de mortes que ocorrem numa população, geralmente durante um ano, se se tratar de organismos de grandes dimensões. Assim Mortalidade = n.º de mortos (m)/ΔT

Sendo a taxa percentual de mortalidade dada como Mortalidade/N X 100. Também para as populações humanas se exprime a mortalidade em permilagem.

Padrões de sobrevivência

A mortalidade varia muito com a idade. No entanto, como a vida dos membros de uma comunidade interessa mais do que a mortalidade, existe um outra forma de encarar a mortalidade que é a sobrevivência.

A sobrevivência corresponde ao número de indivíduos de uma população que passam de intervalos de idade preestabelecidos para outros.

Basicamente, existem três tipos de curvas de sobrevivência que representam o número de sobreviventes num determinado período de tempo.

Situação I

Situação II

Situação III

- Numa primeira situação, a longevidade média dos indivíduos pode aproximar-se da idade geneticamente possível, morrendo quase todos os indivíduos ao aproximarem-se dessa idade. A curva representativa é acentuadamente convexa. Os indivíduos, que em certas condições de sobrevivência, podem apresentar curvas deste tipo são o homem, os grandes mamíferos e algumas plantas anuais.

- Na situação II, a taxa de mortalidade em todas as idades é mais ou menos constante e é representada por uma curva de sobrevivência que se aproxima de uma recta diagonal. Esta é uma curva típica das aves, roedores e de algumas planta perenes.

- Na situação III, verifica-se uma elevada mortalidade durante os primeiros tempos de vida. Esta curva, fortemente côncava, é típica dos peixes, de muitos invertebrados e muitas plantas perenes.

Como na natureza, geralmente, não se verificam as condições óptimas de sobrevivência, globalmente a maioria das populações animais apresenta no seu todo, provavelmente, uma curva de sobrevivência moderadamente côncava, entre os tipos II e III, ao passo que a maioria das populações vegetais apresentam uma curva mais próxima do tipo III.

As curvas de sobrevivência das populações são importantes porque nos permitem visualizar quais os períodos de vida em que os indivíduos são mais vulneráveis e por isso compreender melhor a dinâmica das populações.

Estrutura etária das populações

Na vida de uma população podem considerar-se três fases:

- Fase da dependência – em que os descendentes dependem dos progenitores.

- Fase reprodutiva – correspondem à idade de reprodução.

- Fase pós-reprodutiva- aquela que sucede à fase reprodutiva e que engloba os indivíduos mais velhos.

Pirâmide de idades da Freguesia de Alcabideche em 2001

A pirâmide anterior corresponde à pirâmide de idades, porque o número de indivíduos correspondente a cada nível etário vai progressivamente diminuindo à medida que a idade é mais avançada e daí os patamares serem maiores que aquele que se lhes segue. A população está em crescimento e este será tanto mais acentuado quanto maior for a diferença de dimensões das barras correspondentes a cada grupo etário.

Muitas vezes utiliza-se a designação de pirâmides de idades para diagramas que não apresentam esta forma.

Factores que interferem no crescimento das populações

Se a população se encontrar em condições ambientais ideais, ela tem uma taxa de crescimento natural máxima que corresponde ao seu potencial biótico. Este potencial varia de população para população e depende de alguns factores: número de descendentes em cada reprodução, capacidade de sobrevivência até a idade reprodutora, número de vezes que um indivíduo se reproduz e idade em que atinge a capacidade reprodutora.

As populações possuem dois tipos de estratégias de sobrevivência:

- em alguns casos, como o das lagartas, as mudanças ambientais provocam o seu rápido declínio. A estas espécies chamam-se oportunistas, pois multiplicam-se o mais rápido possível investindo a energia que dispõem na reprodução. Esta estratégia depende da densidade populacional.

- por outro lado, no caso dos elefante, este possuem um grande período de gestação e só nasce uma cria por parto. Desta forma investem a energia disponível em tomar conta das crias até assegurar a sua sobrevivência até a procriação. A estas espécies designam-se em equilíbrio sendo o número de indivíduos estável e portanto não depende da densidade populacional.

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