uma população descreve um grupo de indivíduos da mesma espécie ocupando uma área específica em um momento específico. Algumas características das populações que são de interesse para os biólogos incluem a densidade populacional , a taxa de natalidade e a taxa de mortalidade . Se há imigração para a população, ou emigração para fora dela, então a taxa de imigração e emigração também são de interesse. Em conjunto, estes parâmetros populacionais, ou características, descrevem como a densidade populacional muda ao longo do tempo. As formas como as densidades populacionais flutuam—aumentando, diminuindo ou ambos ao longo do tempo—são objecto de dinâmica populacional.a densidade populacional mede o número de indivíduos por unidade de área, por exemplo, o número de veados por quilômetro quadrado. Embora isto seja simples em teoria, determinar densidades populacionais para muitas espécies pode ser um desafio na prática.uma maneira de medir a densidade populacional é simplesmente contar todos os indivíduos. Isto, no entanto, pode ser trabalhoso. Alternativamente, boas estimativas de densidade populacional podem ser obtidas através do método quadrat. No método quadrat, todos os indivíduos de uma determinada espécie são contados em alguns subplot da área total. Então esses dados são usados para descobrir qual deve ser o número total de indivíduos em todo o habitat.o método quadrat é particularmente adequado para medir as densidades populacionais de espécies que estão uniformemente distribuídas pelo habitat. Por exemplo, tem sido usado para determinar a densidade populacional de espécies de solo como vermes do nemátodo. Também é comumente usado para medir a densidade populacional das plantas.para mais organismos móveis, pode ser utilizado o método de captura-recaptura. Com esta técnica, um número de indivíduos são capturados, marcados e liberados. Depois de algum tempo ter passado, tempo suficiente para permitir a mistura da população, um segundo conjunto de indivíduos é capturado. O tamanho total da população pode ser estimado olhando para a proporção de indivíduos no segundo conjunto de captura que são marcados. Obviamente, este método só funciona se se puder esperar que os indivíduos na população se movam muito e se misturem. Não funcionaria, por exemplo, em espécies territoriais, onde os indivíduos tendem a permanecer perto de seus territórios.

a taxa de natalidade de uma população descreve o número de novos indivíduos produzidos nessa população por unidade de tempo. A taxa de mortalidade, também chamada taxa de mortalidade, descreve o número de indivíduos que morrem em um tempo de perunidade populacional. A taxa de imigração é o número de indivíduos que se deslocam para uma população de uma área diferente por unidade de tempo. As taxas de emigração descrevem o número de indivíduos que migram para fora da população por unidade de tempo.

os valores destes quatro parâmetros populacionais permitem-nos determinar se uma população irá aumentar ou diminuir de tamanho. A “taxa intrínseca de aumento r” de uma população é definida como r = (taxa de natalidade de imigração +)-(taxa de mortalidade + taxa de emigração ).se r é positivo, então mais indivíduos serão adicionados à população do que perdidos dela. Consequentemente, a população aumentará de dimensão. Se r é negativo, mais indivíduos serão perdidos da população do que estão sendo adicionados a ele, de modo que a população vai diminuir em tamanho. Se r é exatamente zero, então o tamanho da população é estável e não muda. Diz-se que uma população cuja densidade não está a mudar está em equilíbrio .

modelos populacionais

vamos agora examinar uma série de modelos populacionais, cada um dos quais é aplicável a diferentes circunstâncias ambientais. Nós também consideraremos quão próximos os dados da população de experiências de laboratório e de estudos de populações naturais em estado selvagem encaixam esses modelos.

crescimento exponencial.

o primeiro e mais básico modelo de dinâmica populacional assume que um ambiente tem recursos ilimitados e pode suportar um número ilimitado de indivíduos. Embora esta hipótese seja claramente irrealista em muitas circunstâncias, existem situações em que os recursos são, de facto, suficientes para que este modelo seja aplicável. Nestas circunstâncias, a taxa de crescimento da população é constante e igual à taxa intrínseca de aumento R. isto também é conhecido como crescimento exponencial. o que acontece com o tamanho da população ao longo do tempo sob crescimento exponencial? Se r é negativo, a população diminui rapidamente para a extinção. No entanto, se r é positivo, a população aumenta de tamanho, lentamente no início e, em seguida, cada vez mais rapidamente. O crescimento exponencial é também conhecido como “J-em forma de crescimento”, porque a forma da curva do tamanho da população ao longo do tempo é semelhante a letra “j” Também, porque a taxa de crescimento da população é constante e não depende da densidade populacional, o crescimento exponencial também é chamado de “densidade independente de crescimento.”O crescimento exponencial é frequentemente visto em pequenas populações, que provavelmente experimentarão recursos abundantes. O crescimento em forma de J não é sustentável no entanto, e um crash da população é, em última análise, inevitável.

existem numerosas espécies que de facto passam por ciclos de crescimento exponencial seguidos de quedas populacionais. Um exemplo clássico de crescimento exponencial resultou da introdução de renas na pequena ilha de São Paulo, ao largo da Costa do Alasca. Esta população de renas aumentou de vinte e cinco indivíduos iniciais para dois mil indivíduos surpreendentes em vinte e sete anos. No entanto, depois de esgotarem o seu abastecimento alimentar de líquenes, a população caiu para apenas oito. Um padrão semelhante foi visto após a introdução de renas na Ilha de São Mateus, também ao largo da Costa do Alasca, alguns anos depois. Ao longo da história, o crescimento da população humana também foi em forma de J.crescimento logístico.

um modelo diferente de aumento da população é chamado de crescimento logístico . O crescimento logístico também é chamado de “crescimento em forma de S” porque a curva que descreve a densidade populacional ao longo do tempo é em forma de S. No crescimento em forma de S, a taxa de crescimento de uma população depende da densidade da população. Quando o tamanho da população é pequeno, a taxa de crescimento é alta. No entanto, à medida que a densidade populacional aumenta, a taxa de crescimento abranda. Finalmente, quando a densidade populacional atinge um certo ponto, a população pára de crescer e começa a diminuir de tamanho. Como a taxa de crescimento da população depende da densidade da população, o crescimento logístico também é descrito como “crescimento dependente da densidade”.sob crescimento logístico, um exame do tamanho da população ao longo do tempo mostra que, como o crescimento em forma de J, O tamanho da população aumenta lentamente no início, então mais rapidamente. Ao contrário do crescimento exponencial, no entanto, este aumento não continua. Em vez disso, o crescimento abranda e a população chega a um equilíbrio estável a uma densidade populacional fixa e máxima. Este máximo fixo é chamado de capacidade de carga, e representa o número máximo de indivíduos que podem ser suportados pelos recursos disponíveis no habitat em questão. A capacidade de carga é representado pela variável K.

O fato de que a capacidade de carga representa um equilíbrio estável para uma população que significa que, se os indivíduos são adicionados a uma população acima e além da capacidade de carga, o tamanho da população irá diminuir até que ele retorna para K. Por outro lado, se uma população for menor do que a capacidade de carga, aumentará de tamanho até atingir essa capacidade de carga. Note, no entanto, que a capacidade de carga pode mudar ao longo do tempo. K depende de uma grande quantidade de fatores, incluindo condições abióticas e o impacto de outros organismos biológicos.o crescimento logístico fornece uma imagem precisa da dinâmica populacional de muitas espécies. Tem sido produzido em situações de laboratório em organismos unicelulares e em moscas da fruta, muitas vezes quando as populações são mantidas em um espaço limitado sob condições ambientais constantes.

talvez surpreendentemente, no entanto, há menos exemplos de crescimento logístico em populações naturais. Isto pode ser porque o modelo assume que a reação do crescimento populacional à densidade populacional (ou seja, que o crescimento populacional abranda com densidades cada vez maiores da população, e que as populações diminuem de fato em tamanho quando a densidade está acima da capacidade de carga) é instantânea. Na realidade, há quase sempre um intervalo de tempo antes dos efeitos da alta densidade populacional serem sentidos. O lapso de tempo também pode explicar por que é mais fácil obter padrões de crescimento logístico no laboratório, uma vez que a maioria das espécies utilizadas em experiências laboratoriais têm ciclos de vida bastante simples em que a reprodução é comparativamente rápida.as espécies biológicas são por vezes colocadas num continuum entre R-selected e k-selected, dependendo se a sua dinâmica populacional tende a corresponder mais ao crescimento exponencial ou logístico. Em espécies seleccionadas em r, tendem a haver flutuações dramáticas, incluindo períodos de crescimento exponencial seguidos de quedas populacionais. Estas espécies são particularmente adequadas para aproveitar breves períodos de grande abundância de recursos, e são especializadas para o crescimento rápido e reprodução, juntamente com boas capacidades de dispersão.em espécies seleccionadas em k, A densidade populacional é mais estável, muitas vezes porque estas espécies ocupam habitats bastante estáveis. Uma vez que as espécies seleccionadas-k existem em densidades próximas da capacidade de carga do ambiente, existe uma enorme competição entre indivíduos da mesma espécie por recursos limitados. Consequentemente, os indivíduos K-selecionados muitas vezes têm características que maximizam sua capacidade competitiva. Numerosos traços biológicos estão correlacionados a estas duas estratégias de história da vida .modelos Lotka-Volterra.até agora temos estado focados na dinâmica populacional de uma única espécie em isolamento. Os papéis de espécies concorrentes, potenciais presas e potenciais predadores estão incluídos no modelo logístico de crescimento apenas na medida em que afetam a capacidade de transporte do meio ambiente. No entanto, também é possível considerar diretamente as interações entre espécies em modelos de dinâmica populacional. Dois que foram estudados extensivamente são os modelos Lotka-Volterra, um para competição entre duas espécies e o outro para interações entre predadores e presas.a competição descreve uma situação em que as populações de duas espécies utilizam um recurso que está em falta. Os modelos Lotka-Volterra da dinâmica populacional da competição mostram que existem dois resultados possíveis: ou as duas espécies concorrentes são capazes de coexistir , ou uma espécie leva a outra à extinção. Estes modelos foram testados exaustivamente no laboratório, muitas vezes com leveduras concorrentes ou besouros de grãos.muitos exemplos de eliminação competitiva foram observados em experimentos de laboratório. Uma espécie que sobreviveu bem isolada iria declinar e, em seguida, extinguir-se quando outra espécie foi introduzida no mesmo ambiente. A coexistência entre duas espécies também foi produzida em laboratório. Curiosamente, estas experiências mostraram que o resultado das experiências de concorrência dependia muito das circunstâncias ambientais precisas fornecidas. Ligeiras alterações no ambiente—por exemplo, na temperatura-afectaram frequentemente o resultado das competições entre leveduras.estudos em populações naturais demonstraram que a concorrência é bastante comum. Por exemplo, a remoção de uma espécie muitas vezes faz com que a abundância de espécies que compartilham os mesmos recursos para aumentar. Outro resultado importante que foi derivado das equações de competição de Lotka-Volterra é que duas espécies nunca podem compartilhar o mesmo nicho . Se utilizarem os recursos exactamente da mesma forma, um conduzirá inevitavelmente o outro à extinção. Chama-se a isto o princípio da exclusão competitiva . Os modelos Lotka-Volterra para a dinâmica das populações de predadores e presas interagindo produzem quatro resultados possíveis. Em primeiro lugar, as populações de predadores e presas podem alcançar pontos de equilíbrio estáveis. Em segundo lugar, predadores e presas podem ter ciclos de aumento e diminuição sem fim, Oscilando (alternando). Em terceiro lugar, as espécies de predadores podem ser extintas, deixando as espécies presas para alcançar uma densidade populacional estável igual à sua capacidade de transporte. Em quarto lugar, o predador pode levar a presa à extinção e depois extinguir-se por causa da fome.tal como acontece com a dinâmica da concorrência, os biólogos tentaram produzir cada um destes efeitos em ambientes laboratoriais. Um resultado interessante revelado nestes experimentos foi que com ambientes bastante simples e limitados, o predador sempre eliminaria a presa, e depois morreria de fome. A persistência de espécies de predadores e presas parecia depender de viver em um ambiente bastante complexo, incluindo esconderijos para a presa.em populações naturais, estudos de interações predador-presa envolveram experimentos de remoção de predadores. Talvez surpreendentemente, muitas vezes provou ser difícil demonstrar conclusivamente que os predadores limitam a densidade das presas. Isso pode ser porque em muitos sistemas predador-presa, os predadores se concentram em indivíduos velhos, doentes ou fracos. No entanto, um exemplo convincente de um predador limitando a densidade de presas envolveu a remoção de dingos em partes da Austrália. Nestas áreas, a densidade de cangurus disparou após a remoção dos predadores.as oscilações contínuas entre predadores e presas não parecem ser comuns em populações naturais. No entanto, há um exemplo de oscilações nas populações do lince-do-Canadá e das suas presas, a lebre-da-neve. Há picos de abundância de ambas as espécies aproximadamente a cada dez anos.

Ver também as populações.

Jennifer Yeh

bibliografia

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