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45.1: Demografia da População - Biologia

45.1: Demografia da População - Biologia


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Habilidades para desenvolver

  • Descreva como os ecologistas medem o tamanho e a densidade da população
  • Descreva três padrões diferentes de distribuição da população
  • Use tábuas de vida para calcular as taxas de mortalidade
  • Descreva os três tipos de curvas de sobrevivência e relacione-os a populações específicas

As populações são entidades dinâmicas. As populações consistem em todas as espécies que vivem em uma área específica e as populações flutuam com base em uma série de fatores: mudanças sazonais e anuais no ambiente, desastres naturais como incêndios florestais e erupções vulcânicas e competição por recursos entre as espécies. O estudo estatístico da dinâmica populacional, demografia, usa uma série de ferramentas matemáticas para investigar como as populações respondem às mudanças em seus ambientes bióticos e abióticos. Muitas dessas ferramentas foram originalmente projetadas para estudar populações humanas. Por exemplo, tabelas de vida, que detalham a expectativa de vida de indivíduos dentro de uma população, foram inicialmente desenvolvidas por seguradoras de vida para definir as taxas de seguro. Na verdade, embora o termo “demografia” seja comumente usado quando se fala em humanos, todas as populações vivas podem ser estudadas usando essa abordagem.

Tamanho e densidade populacional

O estudo de qualquer população geralmente começa determinando quantos indivíduos de uma determinada espécie existem e quão intimamente associados estão uns com os outros. Dentro de um determinado habitat, uma população pode ser caracterizada por seu tamanho populacional (N), o número total de indivíduos e sua densidade populacional, o número de indivíduos em uma área ou volume específico. O tamanho e a densidade populacional são as duas principais características usadas para descrever e compreender as populações. Por exemplo, populações com mais indivíduos podem ser mais estáveis ​​do que populações menores com base em sua variabilidade genética e, portanto, em seu potencial de adaptação ao ambiente. Alternativamente, um membro de uma população com baixa densidade populacional (mais espalhado no habitat), pode ter mais dificuldade em encontrar um companheiro para se reproduzir em comparação com uma população de densidade mais alta. Como é mostrado na Figura ( PageIndex {1} ), organismos menores tendem a ser mais densamente distribuídos do que organismos maiores.

Art Connection

Como mostra este gráfico, a densidade populacional normalmente diminui com o aumento do tamanho corporal. Por que você acha que este é o caso?

Métodos de pesquisa populacional

A maneira mais precisa de determinar o tamanho da população é simplesmente contar todos os indivíduos dentro do habitat. No entanto, esse método geralmente não é logística ou economicamente viável, especialmente ao estudar grandes habitats. Assim, os cientistas geralmente estudam as populações amostrando uma porção representativa de cada habitat e usando esses dados para fazer inferências sobre o habitat como um todo. Uma variedade de métodos pode ser usada para amostrar populações para determinar seu tamanho e densidade. Para organismos imóveis, como plantas, ou para organismos muito pequenos e de movimento lento, um quadrat pode ser usado (Figura ( PageIndex {2} )). Um quadrat é uma forma de marcar áreas quadradas dentro de um habitat, seja piquetando uma área com varas e barbante, ou usando um quadrado de madeira, plástico ou metal colocado no chão. Depois de definir os quadrantes, os pesquisadores contam o número de indivíduos que estão dentro de seus limites. Amostras de quadrat múltiplos são realizadas em todo o habitat em vários locais aleatórios. Todos esses dados podem ser usados ​​para estimar o tamanho da população e a densidade populacional em todo o habitat. O número e o tamanho das amostras de quadrat dependem do tipo de organismos em estudo e de outros fatores, incluindo a densidade do organismo. Por exemplo, se for amostrar narcisos, um 1 m2 quadrat pode ser usado enquanto que com sequoias gigantes, que são maiores e vivem muito mais distantes umas das outras, uma quadrat maior de 100 m2 pode ser empregado. Isso garante que um número suficiente de indivíduos da espécie seja contado para obter uma amostra precisa que se correlaciona com o habitat, incluindo áreas não amostradas.

Para organismos móveis, como mamíferos, pássaros ou peixes, uma técnica chamada marcar e recapturar é frequentemente usada. Esse método envolve marcar uma amostra de animais capturados de alguma forma (como etiquetas, faixas, tinta ou outras marcas corporais) e, em seguida, liberá-los de volta ao ambiente para permitir que se misturem com o resto da população; posteriormente, uma nova amostra é coletada, incluindo alguns indivíduos que estão marcados (recaptura) e alguns indivíduos que não estão marcados (Figura ( PageIndex {3} )).

Usando a proporção de indivíduos marcados e não marcados, os cientistas determinam quantos indivíduos estão na amostra. A partir disso, os cálculos são usados ​​para estimar o tamanho total da população. Este método assume que quanto maior a população, menor a porcentagem de organismos marcados que serão recapturados, uma vez que eles terão se misturado com mais indivíduos não marcados. Por exemplo, se 80 cervos são capturados, marcados e soltos na floresta e, posteriormente, 100 cervos são capturados e 20 deles já estão marcados, podemos determinar o tamanho da população (N) usando a seguinte equação:

[ frac { text {número marcado como primeira captura} * text {número total da segunda captura}} { text {número marcado como segunda captura}} = N ]

Usando nosso exemplo, o tamanho da população seria estimado em 400.

[ frac {(80 * 100)} {20} = 400 ]

Portanto, há um total estimado de 400 indivíduos na população original.

Existem algumas limitações para o método de marcação e recaptura. Alguns animais da primeira captura podem aprender a evitar a captura na segunda rodada, inflando assim as estimativas populacionais. Alternativamente, os animais podem ser preferencialmente reaproveitados (especialmente se uma recompensa alimentar for oferecida), resultando em uma subestimativa do tamanho da população. Além disso, algumas espécies podem ser prejudicadas pela técnica de marcação, reduzindo sua sobrevivência. Uma variedade de outras técnicas foi desenvolvida, incluindo o rastreamento eletrônico de animais marcados com transmissores de rádio e o uso de dados de pesca comercial e operações de captura para estimar o tamanho e a saúde das populações e comunidades.

Distribuição de Espécies

Além de medir a densidade simples, mais informações sobre uma população podem ser obtidas observando a distribuição dos indivíduos. Os padrões de dispersão das espécies (ou padrões de distribuição) mostram a relação espacial entre os membros de uma população dentro de um habitat em um determinado ponto no tempo. Em outras palavras, eles mostram se os membros da espécie vivem próximos ou distantes, e quais padrões são evidentes quando eles estão separados.

Os indivíduos em uma população podem estar mais ou menos igualmente espaçados, dispersos aleatoriamente sem nenhum padrão previsível ou agrupados em grupos. Eles são conhecidos como padrões de dispersão uniforme, aleatório e agrupado, respectivamente (Figura ( PageIndex {4} )). A dispersão uniforme é observada em plantas que secretam substâncias que inibem o crescimento de indivíduos próximos (como a liberação de produtos químicos tóxicos pela planta salva Salvia leucophylla, um fenômeno denominado alelopatia) e em animais como o pinguim que mantém um território definido. Um exemplo de dispersão aleatória ocorre com o dente-de-leão e outras plantas que possuem sementes dispersas pelo vento que germinam onde quer que caiam em um ambiente favorável. Uma dispersão aglomerada pode ser vista em plantas que jogam suas sementes direto no solo, como carvalhos, ou animais que vivem em grupos (cardumes de peixes ou manadas de elefantes). As dispersões agrupadas também podem ser uma função da heterogeneidade do habitat. Assim, a dispersão dos indivíduos dentro de uma população fornece mais informações sobre como eles interagem entre si do que uma simples medição de densidade. Assim como as espécies de densidade mais baixa podem ter mais dificuldade em encontrar um parceiro, as espécies solitárias com uma distribuição aleatória podem ter uma dificuldade semelhante quando comparadas às espécies sociais agrupadas em grupos.

Demografia

Embora o tamanho e a densidade populacional descrevam uma população em um determinado ponto no tempo, os cientistas devem usar a demografia para estudar a dinâmica de uma população. Demografia é o estudo estatístico das mudanças populacionais ao longo do tempo: taxas de natalidade, taxas de mortalidade e expectativa de vida. Cada uma dessas medidas, especialmente as taxas de natalidade, pode ser afetada pelas características populacionais descritas acima. Por exemplo, uma população grande resulta em uma taxa de natalidade mais alta porque há mais indivíduos potencialmente reprodutivos presentes. Em contraste, um grande tamanho da população também pode resultar em uma taxa de mortalidade mais alta por causa da competição, doenças e acúmulo de lixo. Da mesma forma, uma densidade populacional mais alta ou um padrão de dispersão agregada resulta em mais encontros reprodutivos potenciais entre indivíduos, o que pode aumentar a taxa de natalidade. Por último, uma proporção de sexo com tendência feminina (a proporção de homens para mulheres) ou estrutura de idade (a proporção de membros da população em faixas etárias específicas) composta de muitos indivíduos em idade reprodutiva pode aumentar as taxas de natalidade.

Além disso, as características demográficas de uma população podem influenciar como a população cresce ou diminui ao longo do tempo. Se as taxas de natalidade e mortalidade forem iguais, a população permanece estável. No entanto, o tamanho da população aumentará se as taxas de natalidade excederem as taxas de mortalidade; a população diminuirá se as taxas de natalidade forem menores que as taxas de mortalidade. A expectativa de vida é outro fator importante; o tempo que os indivíduos permanecem na população impacta os recursos locais, a reprodução e a saúde geral da população. Essas características demográficas são freqüentemente exibidas na forma de uma tábua de vida.

Life Tables

As tabelas de vida fornecem informações importantes sobre a história de vida de um organismo. As tábuas de vida dividem a população em grupos de idade e geralmente sexos, e mostram quanto tempo um membro desse grupo provavelmente viverá. Eles são modelados a partir de tabelas atuariais usadas pela indústria de seguros para estimar a expectativa de vida humana. As tábuas de vida podem incluir a probabilidade de indivíduos morrerem antes de seu próximo aniversário (ou seja, sua taxa de mortalidade), a porcentagem de indivíduos sobreviventes que morrem em um determinado intervalo de idade e sua expectativa de vida em cada intervalo. Um exemplo de tábua de vida é mostrado na Tabela ( PageIndex {1} ) de um estudo de ovelhas da montanha Dall, uma espécie nativa do noroeste da América do Norte. Observe que a população é dividida em intervalos de idade (coluna A). A taxa de mortalidade (por 1000), mostrada na coluna D, é baseada no número de indivíduos que morreram durante o intervalo de idade (coluna B) dividido pelo número de indivíduos sobreviventes no início do intervalo (coluna C), multiplicado por 1000 .

[ text {taxa de mortalidade} = frac { text {número de indivíduos morrendo}} { text {número de indivíduos sobreviventes}} * 100 ]

Por exemplo, entre as idades de três e quatro anos, 12 indivíduos morrem das 776 que restavam das 1.000 ovelhas originais. Esse número é então multiplicado por 1000 para obter a taxa de mortalidade por mil.

[ text {taxa de mortalidade} = frac {12} {776} * 100 aproximadamente 15,5 ]

Como pode ser visto nos dados da taxa de mortalidade (coluna D), uma alta taxa de mortalidade ocorreu quando as ovelhas tinham entre 6 e 12 meses de idade, e então aumentou ainda mais de 8 para 12 anos, após o que houve poucos sobreviventes. Os dados indicam que se uma ovelha nesta população sobrevivesse até um ano de idade, poderia esperar-se que vivesse mais 7,7 anos em média, conforme mostrado pelos números da expectativa de vida na coluna E.

Tabela ( PageIndex {1} ): Tabela de Vida de Carneiros da Montanha Dall
Intervalo de idade (anos)Número morrendo no intervalo de idade entre 1000 nascidosNúmero sobrevivente no início do intervalo de idade entre 1000 nascidosTaxa de mortalidade por 1000 vivos no início do intervalo de idadeExpectativa de vida ou média de vida restante para aqueles que atingem o intervalo de idade
0-0.554100054.07.06
0.5-1145946153.3--
1-21280115.07.7
2-31378916.56.8
3-41277615.55.9
4-53076439.35.0
5-64673462.74.2
6-74868869.83.4
7-869640107.82.6
8-9132571231.21.9
9-10187439426.01.3
10-11156252619.00.9
11-129096937.50.6
12-1336500.01.2
13-143310000.7

Curvas de Sobrevivência

Outra ferramenta usada por ecologistas populacionais é uma curva de sobrevivência, que é um gráfico do número de indivíduos sobreviventes em cada intervalo de idade em relação ao tempo (geralmente com dados compilados de uma tábua de vida). Essas curvas nos permitem comparar as histórias de vida de diferentes populações (Figura ( PageIndex {5} )). Os humanos e a maioria dos primatas exibem uma curva de sobrevivência do Tipo I porque uma alta porcentagem da prole sobrevive nos primeiros e na meia-idade - a morte ocorre predominantemente em indivíduos mais velhos. Esses tipos de espécies geralmente têm um pequeno número de descendentes de uma só vez e dão muito cuidado aos pais para garantir sua sobrevivência. Os pássaros são um exemplo de curva de sobrevivência intermediária ou Tipo II porque os pássaros morrem mais ou menos igualmente em cada intervalo de idade. Esses organismos também podem ter relativamente poucos descendentes e fornecer cuidados parentais significativos. Árvores, invertebrados marinhos e a maioria dos peixes exibem uma curva de sobrevivência do Tipo III porque muito poucos desses organismos sobrevivem na juventude; no entanto, aqueles que chegam à velhice têm maior probabilidade de sobreviver por um período de tempo relativamente longo. Os organismos nesta categoria geralmente têm um grande número de descendentes, mas uma vez que nascem, poucos cuidados parentais são fornecidos. Assim, esses descendentes estão “por conta própria” e vulneráveis ​​à predação, mas seus números absolutos garantem a sobrevivência de indivíduos suficientes para perpetuar a espécie.

Resumo

As populações são indivíduos de uma espécie que vive em um determinado habitat. Os ecologistas medem as características das populações: tamanho, densidade, padrão de dispersão, estrutura etária e proporção sexual. As tabelas de vida são úteis para calcular a expectativa de vida de membros individuais da população. As curvas de sobrevivência mostram o número de indivíduos sobreviventes em cada intervalo de idade traçado em função do tempo.

Art Connections

[link] Como mostra este gráfico, a densidade populacional normalmente diminui com o aumento do tamanho do corpo. Por que você acha que este é o caso?

[link] Animais menores requerem menos comida e outros recursos, então o meio ambiente pode suportar mais deles.

Perguntas de revisão

Qual dos métodos a seguir dirá a um ecologista sobre o tamanho e a densidade de uma população?

  1. marcar e recapturar
  2. marcar e soltar
  3. quadrat
  4. tábua de vida

C

Qual das alternativas a seguir é a melhor para mostrar a expectativa de vida de um indivíduo dentro de uma população?

  1. quadrat
  2. marcar e recapturar
  3. curva de sobrevivência
  4. tábua de vida

D

Os humanos têm que tipo de curva de sobrevivência?

  1. Tipo I
  2. Tipo II
  3. Tipo III
  4. Tipo IV

UMA

Resposta livre

Descreva como um pesquisador determinaria o tamanho de uma população de pinguins na Antártica usando o método de marcar e soltar.

O pesquisador marcava um determinado número de pinguins com uma etiqueta, os liberava de volta para a população e, posteriormente, recapturava os pinguins para ver qual a porcentagem dos pinguins recapturados que estava etiquetada. Essa porcentagem permitiria uma estimativa do tamanho da população de pinguins.

Notas de rodapé

  1. 1 Dados adaptados de Edward S. Deevey, Jr., “Life Tables for Natural Populations of Animals,” The Quarterly Review of Biology 22, não. 4 (dezembro de 1947): 283-314.

Glossário

demografia
estudo estatístico das mudanças nas populações ao longo do tempo
tábua de vida
tabela que mostra a expectativa de vida de um membro da população com base em sua idade
marcar e recapturar
técnica usada para determinar o tamanho da população em organismos móveis
taxa de mortalidade
proporção da população que sobrevive ao início de um intervalo de idade que morre durante o intervalo de idade
densidade populacional
número de membros da população dividido pela área ou volume sendo medido
tamanho da população (N)
número de membros da população em um habitat ao mesmo tempo
quadrat
quadrado feito de vários materiais usados ​​para determinar o tamanho da população e a densidade em organismos que se movem lentamente ou estacionários
padrão de dispersão de espécies
(também, padrão de distribuição de espécies) localização espacial de indivíduos de uma determinada espécie dentro de um habitat em um determinado ponto no tempo
curva de sobrevivência
gráfico do número de membros sobreviventes da população versus a idade relativa do membro

Tamanho e densidade populacional

O estudo de qualquer população geralmente começa determinando quantos indivíduos de uma determinada espécie existem e quão intimamente associados estão uns com os outros. Dentro de um determinado habitat, uma população pode ser caracterizada por seu tamanho populacional (N), o número total de indivíduos e sua densidade populacional, o número de indivíduos em uma área ou volume específico. O tamanho e a densidade populacional são as duas principais características usadas para descrever e compreender as populações. Por exemplo, populações com mais indivíduos podem ser mais estáveis ​​do que populações menores com base em sua variabilidade genética e, portanto, em seu potencial de adaptação ao ambiente. Alternativamente, um membro de uma população com baixa densidade populacional (mais espalhado no habitat), pode ter mais dificuldade em encontrar um companheiro para se reproduzir em comparação com uma população de densidade mais alta. Como é mostrado na [Figura 1], organismos menores tendem a ser mais densamente distribuídos do que organismos maiores.

Art Connection

Figura 1: Os mamíferos australianos mostram uma relação inversa típica entre a densidade populacional e o tamanho do corpo.

Como mostra este gráfico, a densidade populacional normalmente diminui com o aumento do tamanho corporal. Por que você acha que este é o caso?

Métodos de pesquisa populacional

A maneira mais precisa de determinar o tamanho da população é simplesmente contar todos os indivíduos dentro do habitat. No entanto, esse método geralmente não é logística ou economicamente viável, especialmente ao estudar grandes habitats. Assim, os cientistas geralmente estudam as populações amostrando uma porção representativa de cada habitat e usando esses dados para fazer inferências sobre o habitat como um todo. Uma variedade de métodos pode ser usada para amostrar populações para determinar seu tamanho e densidade. Para organismos imóveis, como plantas, ou para organismos muito pequenos e de movimento lento, um quadrat pode ser usado ([Figura 2]). Um quadrat é uma forma de marcar áreas quadradas dentro de um habitat, seja piquetando uma área com varas e barbante, ou usando um quadrado de madeira, plástico ou metal colocado no chão. Depois de definir os quadrantes, os pesquisadores contam o número de indivíduos que estão dentro de seus limites. Amostras de quadrat múltiplos são realizadas em todo o habitat em vários locais aleatórios. Todos esses dados podem ser usados ​​para estimar o tamanho da população e a densidade populacional em todo o habitat. O número e o tamanho das amostras de quadrat dependem do tipo de organismos em estudo e de outros fatores, incluindo a densidade do organismo. Por exemplo, se for amostrar narcisos, um quadrado de 1 m 2 pode ser usado, ao passo que com sequoias gigantes, que são maiores e vivem muito mais afastadas umas das outras, um quadrado maior de 100 m 2 pode ser empregado. Isso garante que um número suficiente de indivíduos da espécie seja contado para obter uma amostra precisa que se correlaciona com o habitat, incluindo áreas não amostradas.

Figura 2: Um cientista usa um quadrat para medir o tamanho e a densidade da população. (crédito: NPS Sonoran Desert Network)

Para organismos móveis, como mamíferos, pássaros ou peixes, uma técnica chamada marcar e recapturar é frequentemente usada. Este método envolve marcar uma amostra de animais capturados de alguma forma (como etiquetas, faixas, tinta ou outras marcações corporais) e, em seguida, liberá-los de volta para o ambiente para permitir que se misturem com o resto da população mais tarde, um novo a amostra é coletada, incluindo alguns indivíduos que estão marcados (recaptura) e alguns indivíduos que não estão marcados ([Figura 3]).

Figura 3: Marca e recaptura é usada para medir o tamanho da população de animais móveis, como (a) carneiro selvagem, (b) o condor da Califórnia e (c) salmão. (crédito a: modificação da obra por Neal Herbert, NPS crédito b: modificação da obra pela região sudoeste do Pacífico USFWS crédito c: modificação da obra por Ingrid Taylar)

Usando a proporção de indivíduos marcados e não marcados, os cientistas determinam quantos indivíduos estão na amostra. A partir disso, os cálculos são usados ​​para estimar o tamanho total da população. Este método assume que quanto maior a população, menor a porcentagem de organismos marcados que serão recapturados, uma vez que eles terão se misturado com mais indivíduos não marcados. Por exemplo, se 80 cervos são capturados, marcados e soltos na floresta e, posteriormente, 100 cervos são capturados e 20 deles já estão marcados, podemos determinar o tamanho da população (N) usando a seguinte equação:

Usando nosso exemplo, o tamanho da população seria estimado em 400.

Portanto, há um total estimado de 400 indivíduos na população original.

Existem algumas limitações para o método de marcação e recaptura. Alguns animais da primeira captura podem aprender a evitar a captura na segunda rodada, inflando assim as estimativas populacionais. Alternativamente, os animais podem ser preferencialmente reaproveitados (especialmente se uma recompensa alimentar for oferecida), resultando em uma subestimativa do tamanho da população. Além disso, algumas espécies podem ser prejudicadas pela técnica de marcação, reduzindo sua sobrevivência. Uma variedade de outras técnicas foi desenvolvida, incluindo o rastreamento eletrônico de animais marcados com transmissores de rádio e o uso de dados de pesca comercial e operações de captura para estimar o tamanho e a saúde das populações e comunidades.


Demografia da População

As populações são entidades dinâmicas. Populações consistem em todas as espécies que vivem dentro de uma área específica e as populações flutuam com base em uma série de fatores: mudanças sazonais e anuais no ambiente, desastres naturais como incêndios florestais e erupções vulcânicas e competição por recursos entre as espécies. O estudo estatístico da dinâmica populacional, demografia, usa uma série de ferramentas matemáticas para investigar como as populações respondem às mudanças em seus ambientes bióticos e abióticos. Muitas dessas ferramentas foram originalmente projetadas para estudar populações humanas. Por exemplo, tabelas de vida, que detalham a expectativa de vida de indivíduos dentro de uma população, foram inicialmente desenvolvidas por seguradoras de vida para definir as taxas de seguro. Na verdade, embora o termo “demografia” seja comumente usado quando se fala em humanos, todas as populações vivas podem ser estudadas usando essa abordagem.

Tamanho e densidade populacional

O estudo de qualquer população geralmente começa determinando quantos indivíduos de uma determinada espécie existem e quão intimamente associados estão uns com os outros. Dentro de um determinado habitat, uma população pode ser caracterizada por sua população Tamanho (N) , o número total de indivíduos e seu densidade populacional, o número de indivíduos dentro de uma área ou volume específico. O tamanho e a densidade populacional são as duas principais características usadas para descrever e compreender as populações. Por exemplo, populações com mais indivíduos podem ser mais estáveis ​​do que populações menores com base em sua variabilidade genética e, portanto, em seu potencial de adaptação ao ambiente. Alternativamente, um membro de uma população com baixa densidade populacional (mais espalhado no habitat), pode ter mais dificuldade em encontrar um companheiro para se reproduzir em comparação com uma população de densidade mais alta. Conforme mostrado na Figura 1, organismos menores tendem a ser mais densamente distribuídos do que organismos maiores.

Figura 1: Os mamíferos australianos mostram uma relação inversa típica entre a densidade populacional e o tamanho do corpo. (crédito: & # 8220 densidade populacional e tamanho do corpo & # 8221 da OpenStax licenciado sob CC BY 4.0)

Como mostra este gráfico, a densidade populacional normalmente diminui com o aumento do tamanho corporal. Por que você acha que este é o caso?

Métodos de pesquisa populacional

A maneira mais precisa de determinar o tamanho da população é simplesmente contar todos os indivíduos dentro do habitat. No entanto, esse método geralmente não é logística ou economicamente viável, especialmente ao estudar grandes habitats. Assim, os cientistas geralmente estudam as populações amostrando uma porção representativa de cada habitat e usando esses dados para fazer inferências sobre o habitat como um todo. Uma variedade de métodos pode ser usada para amostrar populações para determinar seu tamanho e densidade. Para organismos imóveis, como plantas, ou para organismos muito pequenos e de movimento lento, um quadrat pode ser usado (Figura 2). Um quadrat é uma forma de marcar áreas quadradas dentro de um habitat, seja piquetando uma área com varas e barbante, ou usando um quadrado de madeira, plástico ou metal colocado no chão. Depois de definir os quadrantes, os pesquisadores contam o número de indivíduos que estão dentro de seus limites. Amostras de quadrat múltiplos são realizadas em todo o habitat em vários locais aleatórios. Todos esses dados podem ser usados ​​para estimar o tamanho da população e a densidade populacional em todo o habitat. O número e o tamanho das amostras de quadrat dependem do tipo de organismo em estudo e de outros fatores, incluindo a densidade do organismo. Por exemplo, se for amostrar narcisos, um quadrado de 1 m 2 pode ser usado, ao passo que com sequoias gigantes, que são maiores e vivem muito mais afastadas umas das outras, um quadrado maior de 100 m 2 pode ser empregado. Isso garante que um número suficiente de indivíduos da espécie seja contado para obter uma amostra precisa que se correlaciona com o habitat, incluindo áreas não amostradas.

Figura 2: Um cientista usa um quadrat para medir o tamanho e a densidade da população. (crédito: NPS Sonoran Desert Network. & # 8220quadrat use & # 8221 por OpenStax é licenciado sob CC BY 4.0)

Para organismos móveis, como mamíferos, pássaros ou peixes, uma técnica chamada marcar e recapturar é freqüentemente usado. Este método envolve marcar uma amostra de animais capturados de alguma forma (como etiquetas, faixas, tinta ou outras marcas corporais) e, em seguida, liberá-los de volta para o ambiente para permitir que se misturem com o resto da população mais tarde, um novo a amostra é coletada, incluindo alguns indivíduos que estão marcados (recaptura) e alguns indivíduos que não estão marcados (Figura 3).

Figura 3: Marca e recaptura é usada para medir o tamanho da população de animais móveis, como (a) carneiro selvagem, (b) o condor da Califórnia e (c) salmão. (crédito a: modificação da obra por Neal Herbert, NPS crédito b: modificação da obra pela região sudoeste do Pacífico USFWS crédito c: modificação da obra por Ingrid Taylar. & # 8220 esta imagem & # 8221 pela OpenStax é licenciada sob CC BY 4.0)

Usando a proporção de indivíduos marcados e não marcados, os cientistas determinam quantos indivíduos estão na amostra. A partir disso, os cálculos são usados ​​para estimar o tamanho total da população. Este método assume que quanto maior a população, menor a porcentagem de organismos marcados que serão recapturados, uma vez que eles terão se misturado com mais indivíduos não marcados. Por exemplo, se 80 cervos são capturados, marcados e soltos na floresta e, posteriormente, 100 cervos são capturados e 20 deles já estão marcados, podemos determinar o tamanho da população (N) usando a seguinte equação:

Usando nosso exemplo, o tamanho da população seria estimado em 400.

Portanto, há um total estimado de 400 indivíduos na população original.

Existem algumas limitações para o método de marcação e recaptura. Alguns animais da primeira captura podem aprender a evitar a captura na segunda rodada, inflando assim as estimativas populacionais. Alternativamente, os animais podem ser preferencialmente reaproveitados (especialmente se uma recompensa alimentar for oferecida), resultando em uma subestimativa do tamanho da população. Além disso, algumas espécies podem ser prejudicadas pela técnica de marcação, reduzindo sua sobrevivência. Uma variedade de outras técnicas foi desenvolvida, incluindo o rastreamento eletrônico de animais marcados com transmissores de rádio e o uso de dados de pesca comercial e operações de captura para estimar o tamanho e a saúde das populações e comunidades.

Distribuição de Espécies

Além de medir a densidade simples, mais informações sobre uma população podem ser obtidas observando a distribuição dos indivíduos. Dispersão de espécies padrões (ou padrões de distribuição) mostram a relação espacial entre os membros de uma população dentro de um habitat em um determinado ponto no tempo. Em outras palavras, eles mostram se os membros da espécie vivem próximos ou distantes, e quais padrões são evidentes quando eles estão separados.

Os indivíduos em uma população podem estar mais ou menos igualmente espaçados, dispersos aleatoriamente sem nenhum padrão previsível ou agrupados em grupos. Estes são conhecidos como uniforme, aleatória, e aglomerado padrões de dispersão, respectivamente (Figura 4). A dispersão uniforme é observada em plantas que secretam substâncias que inibem o crescimento de indivíduos próximos (como a liberação de produtos químicos tóxicos pela planta salva Salvia leucophylla, um fenômeno denominado alelopatia) e em animais como o pinguim que mantém um território definido. Um exemplo de dispersão aleatória ocorre com o dente-de-leão e outras plantas que possuem sementes dispersas pelo vento que germinam onde quer que caiam em um ambiente favorável. Uma dispersão aglomerada pode ser vista em plantas que jogam suas sementes direto no solo, como carvalhos, ou animais que vivem em grupos (cardumes de peixes ou manadas de elefantes). As dispersões agrupadas também podem ser uma função da heterogeneidade do habitat. Assim, a dispersão dos indivíduos dentro de uma população fornece mais informações sobre como eles interagem entre si do que uma simples medição de densidade. Assim como as espécies de densidade mais baixa podem ter mais dificuldade em encontrar um parceiro, as espécies solitárias com uma distribuição aleatória podem ter uma dificuldade semelhante quando comparadas às espécies sociais agrupadas em grupos.

Figura 4: As espécies podem ter distribuição uniforme, aleatória ou agrupada. Aves territoriais, como os pinguins, tendem a ter uma distribuição uniforme. Plantas como dentes-de-leão com sementes dispersas pelo vento tendem a ser distribuídas aleatoriamente. Animais como elefantes que viajam em grupos apresentam distribuição agrupada. (crédito a: modificação da obra de Ben Tubby crédito b: modificação da obra de Rosendahl crédito c: modificação da obra de Rebecca Wood. & # 8220 esta imagem & # 8221 da OpenStax está licenciada sob CC BY 4.0)

Demografia

Embora o tamanho e a densidade populacional descrevam uma população em um determinado ponto no tempo, os cientistas devem usar a demografia para estudar a dinâmica de uma população. Demografia é o estudo estatístico das mudanças populacionais ao longo do tempo: taxas de natalidade, taxas de mortalidade e expectativa de vida. Cada uma dessas medidas, especialmente as taxas de natalidade, pode ser afetada pelas características populacionais descritas acima. Por exemplo, uma população grande resulta em uma taxa de natalidade mais alta porque há mais indivíduos potencialmente reprodutivos presentes. Em contraste, um grande tamanho da população também pode resultar em uma taxa de mortalidade mais alta por causa da competição, doenças e acúmulo de lixo. Da mesma forma, uma densidade populacional mais alta ou um padrão de dispersão agregada resulta em mais encontros reprodutivos potenciais entre indivíduos, o que pode aumentar a taxa de natalidade. Por último, uma proporção de sexo com tendência feminina (a proporção de homens para mulheres) ou estrutura etária (a proporção de membros da população em faixas etárias específicas) composta por muitos indivíduos em idade reprodutiva pode aumentar as taxas de natalidade.

Além disso, as características demográficas de uma população podem influenciar como a população cresce ou diminui ao longo do tempo. Se as taxas de natalidade e mortalidade forem iguais, a população permanece estável. No entanto, o tamanho da população aumentará se as taxas de natalidade excederem as taxas de mortalidade, a população diminuirá se as taxas de natalidade forem menores que as taxas de mortalidade. A expectativa de vida é outro fator importante - o tempo de permanência dos indivíduos na população impacta os recursos locais, a reprodução e a saúde geral da população. Essas características demográficas são freqüentemente exibidas na forma de uma tábua de vida.

Life Tables

Tábuas de vida fornecem informações importantes sobre a história de vida de um organismo. As tábuas de vida dividem a população em grupos de idade e geralmente sexos, e mostram quanto tempo um membro desse grupo provavelmente viverá. Eles são modelados a partir de tabelas atuariais usadas pela indústria de seguros para estimar a expectativa de vida humana. As tabelas de vida podem incluir a probabilidade de indivíduos morrerem antes de seu próximo aniversário (ou seja, seus taxa de mortalidade), a porcentagem de indivíduos sobreviventes que morrem em um determinado intervalo de idade, e seus expectativa de vida em cada intervalo. Um exemplo de tábua de vida é mostrado na Tabela 1 de um estudo com ovelhas da montanha Dall, uma espécie nativa do noroeste da América do Norte. Observe que a população é dividida em intervalos de idade (coluna A). A taxa de mortalidade (por 1000), mostrada na coluna D, é baseada no número de indivíduos que morreram durante o intervalo de idade (coluna B) dividido pelo número de indivíduos sobreviventes no início do intervalo (coluna C), multiplicado por 1000 .

Por exemplo, entre as idades de três e quatro anos, 12 indivíduos morrem das 776 que restavam das 1.000 ovelhas originais. Este número é então multiplicado por 1000 para obter o taxa de mortalidade por mil.

Como pode ser visto nos dados da taxa de mortalidade (coluna D), uma alta taxa de mortalidade ocorreu quando as ovelhas tinham entre 6 e 12 meses de idade, e então aumentou ainda mais de 8 para 12 anos, após o que houve poucos sobreviventes. Os dados indicam que se uma ovelha nesta população sobrevivesse até um ano de idade, poderia esperar-se que vivesse mais 7,7 anos em média, conforme mostrado pelos números da expectativa de vida na coluna E.

Esta tábua de vida de Ovis dalli mostra o número de mortes, número de sobreviventes, taxa de mortalidade e expectativa de vida em cada intervalo de idade para as ovelhas da montanha Dall.
Life Table of Dall Mountain Sheep (dados adaptados de Deevey, D. 1947)
Intervalo de idade (anos) Número morrendo no intervalo de idade entre 1000 nascidos Número sobrevivente no início do intervalo de idade entre 1000 nascidos Taxa de mortalidade por 1000 vivos no início do intervalo de idade Expectativa de vida ou média de vida restante para aqueles que atingem o intervalo de idade
0-0.5 54 1000 54.0 7.06
0.5-1 145 946 153.3
1-2 12 801 15.0 7.7
2-3 13 789 16.5 6.8
3-4 12 776 15.5 5.9
4-5 30 764 39.3 5.0
5-6 46 734 62.7 4.2
6-7 48 688 69.8 3.4
7-8 69 640 107.8 2.6
8-9 132 571 231.2 1.9
9-10 187 439 426.0 1.3
10-11 156 252 619.0 0.9
11-12 90 96 937.5 0.6
12-13 3 6 500.0 1.2
13-14 3 3 1000 0.7

Curvas de Sobrevivência

Outra ferramenta usada por ecologistas populacionais é um curva de sobrevivência, que é um gráfico do número de indivíduos sobreviventes em cada intervalo de idade traçado em função do tempo (geralmente com dados compilados de uma tábua de vida). Essas curvas nos permitem comparar as histórias de vida de diferentes populações (Figura 5). Humanos e a maioria dos primatas exibem um Curva de sobrevivência tipo I porque uma alta porcentagem de descendentes sobrevive nos primeiros e médios anos - a morte ocorre predominantemente em indivíduos mais velhos. Esses tipos de espécies geralmente têm um pequeno número de descendentes de uma só vez e dão muito cuidado aos pais para garantir sua sobrevivência. Os pássaros são um exemplo de intermediário ou Curva de sobrevivência tipo II porque os pássaros morrem mais ou menos igualmente em cada intervalo de idade. Esses organismos também podem ter relativamente poucos descendentes e fornecer cuidados parentais significativos. Árvores, invertebrados marinhos e a maioria dos peixes exibem um Curva de sobrevivência tipo III como muito poucos desses organismos sobrevivem à juventude, aqueles que chegam à velhice têm maior probabilidade de sobreviver por um período de tempo relativamente longo. Os organismos nesta categoria geralmente têm um grande número de descendentes, mas uma vez que nascem, poucos cuidados parentais são fornecidos. Assim, esses descendentes estão “por conta própria” e vulneráveis ​​à predação, mas seus números absolutos garantem a sobrevivência de indivíduos suficientes para perpetuar a espécie.

Figura 5: As curvas de sobrevivência mostram a distribuição dos indivíduos em uma população de acordo com a idade. Os humanos e a maioria dos mamíferos têm uma curva de sobrevivência do Tipo I porque a morte ocorre principalmente nos anos mais velhos. Os pássaros têm uma curva de sobrevivência do Tipo II, pois a morte em qualquer idade é igualmente provável. As árvores têm uma curva de sobrevivência do Tipo III porque muito poucas sobrevivem nos anos mais jovens, mas depois de certa idade, os indivíduos têm muito mais probabilidade de sobreviver. (crédito: & # 8220survivorship curves & # 8221 by OpenStax é licenciado sob CC BY 4.0)

Resumo

As populações são indivíduos de uma espécie que vive em um determinado habitat. Os ecologistas medem as características das populações: tamanho, densidade, padrão de dispersão, estrutura etária e proporção sexual. As tabelas de vida são úteis para calcular a expectativa de vida de membros individuais da população. As curvas de sobrevivência mostram o número de indivíduos sobreviventes em cada intervalo de idade traçado em função do tempo.


Estimando o tamanho da população

A maneira mais precisa de determinar o tamanho da população é contar todos os indivíduos da área. No entanto, esse método geralmente não é logística ou economicamente viável, especialmente quando se estuda grandes áreas. Assim, os cientistas geralmente estudam as populações amostrando uma porção representativa de cada habitat e usam essa amostra para fazer inferências sobre a população como um todo. Os métodos usados ​​para amostrar populações para determinar seu tamanho e densidade são normalmente adaptados às características do organismo que está sendo estudado. Para organismos imóveis, como plantas, ou para organismos muito pequenos e de movimento lento, um quadrat pode ser usado. UMA quadrat é uma estrutura quadrada localizada aleatoriamente no solo e usada para contar o número de indivíduos que estão dentro de seus limites. Para obter uma contagem precisa usando este método, o quadrado deve ser colocado em locais aleatórios dentro do habitat, tempo suficiente para produzir uma estimativa precisa.

Para organismos móveis menores, como mamíferos, uma técnica chamada marcar e recapturar é freqüentemente usado. Este método envolve marcar animais capturados e soltá-los de volta no meio ambiente para se misturar com o resto da população. Mais tarde, uma nova amostra é capturada e os cientistas determinam quantos dos animais marcados estão na nova amostra. Esse método pressupõe que quanto maior a população, menor a porcentagem de organismos marcados que serão recapturados, uma vez que terão se misturado a mais indivíduos não marcados. Por exemplo, se 80 ratos do campo são capturados, marcados e soltos na floresta, então uma segunda captura de 100 ratos do campo são capturados e 20 deles são marcados, o tamanho da população (N) pode ser determinado usando a seguinte equação:

N = (número marcado como primeira captura x número total de segunda captura) / número marcado como segunda captura

Usando nosso exemplo, a equação seria:

(80 x 100) / 20 = 400

Esses resultados nos dão uma estimativa de 400 indivíduos no total na população original. O número verdadeiro normalmente será um pouco diferente deste por causa de erros casuais e possível enviesamento causado pelos métodos de amostragem.


Distribuição de Espécies

Além de medir a densidade simples, mais informações sobre uma população podem ser obtidas observando a distribuição dos indivíduos. Os padrões de dispersão das espécies (ou padrões de distribuição) mostram a relação espacial entre os membros de uma população dentro de um habitat em um determinado ponto no tempo. Em outras palavras, eles mostram se os membros da espécie vivem próximos ou distantes, e quais padrões são evidentes quando eles estão separados.

Os indivíduos em uma população podem estar mais ou menos igualmente espaçados, dispersos aleatoriamente sem nenhum padrão previsível ou agrupados em grupos. Eles são conhecidos como padrões de dispersão uniforme, aleatório e aglomerado, respectivamente ([link]). A dispersão uniforme é observada em plantas que secretam substâncias que inibem o crescimento de indivíduos próximos (como a liberação de produtos químicos tóxicos pela planta salva Salvia leucophylla, um fenômeno denominado alelopatia) e em animais como o pinguim que mantém um território definido. Um exemplo de dispersão aleatória ocorre com o dente-de-leão e outras plantas que possuem sementes dispersas pelo vento que germinam onde quer que caiam em um ambiente favorável. Uma dispersão aglomerada pode ser vista em plantas que jogam suas sementes direto no solo, como carvalhos, ou animais que vivem em grupos (cardumes de peixes ou manadas de elefantes). As dispersões agrupadas também podem ser uma função da heterogeneidade do habitat. Assim, a dispersão dos indivíduos dentro de uma população fornece mais informações sobre como eles interagem entre si do que uma simples medição de densidade. Assim como as espécies de densidade mais baixa podem ter mais dificuldade em encontrar um parceiro, as espécies solitárias com uma distribuição aleatória podem ter uma dificuldade semelhante quando comparadas às espécies sociais agrupadas em grupos.



45.1: Demografia da População - Biologia

Nesta seção, você explorará as seguintes questões:

  • Como os ecologistas medem o tamanho e a densidade da população?
  • Quais são os três padrões diferentes de distribuição da população?
  • Como as tábuas de vida podem ser usadas para calcular as taxas de mortalidade?
  • Quais são os três tipos de curvas de sobrevivência e como se relacionam com populações específicas?

Conexão para Cursos AP ®

Usando a matemática, os ecologistas podem estudar como as interações entre os organismos vivos e com seu ambiente afetam a distribuição, abundância, densidade e estratégias de vida das espécies. Uma população consiste em indivíduos da mesma espécie que vivem em uma área específica. As populações flutuam com base em fatores bióticos e abióticos. Ao estudar uma população, as características dessa população são quantificadas e sua mudança é monitorada. Este estudo estatístico dessas mudanças, demografia, investiga como as populações respondem a essas flutuações. Uma mudança nas populações pode afetar a estrutura da comunidade e o ecossistema como um todo.

As informações apresentadas e os exemplos destacados na seção apoiam os conceitos descritos na Grande Ideia 2 e na Grande Ideia 4 do AP ® Biology Curriculum Framework. Os Objetivos de Aprendizagem do AP ® listados na Estrutura do Currículo fornecem uma base transparente para o curso de Biologia do AP ®, uma experiência laboratorial baseada em investigação, atividades instrucionais e questões do exame AP ®. Um objetivo de aprendizagem mescla o conteúdo exigido com uma ou mais das sete práticas científicas.

Grande Ideia 2 Os sistemas biológicos utilizam energia livre e blocos de construção moleculares para crescer, se reproduzir e manter a homeostase dinâmica.
Compreensão Duradoura 2.D O crescimento e a homeostase dinâmica de um sistema biológico são influenciados por mudanças no ambiente do sistema.
Conhecimento Essencial 2.D.1 Todos os sistemas biológicos de células e organismos a populações, comunidades e ecossistemas são afetados por complexas interações bióticas e abióticas envolvendo troca de matéria e energia livre.
Prática de Ciências 6.4 O aluno pode fazer afirmações e previsões sobre fenômenos naturais com base em teorias e modelos científicos.
Objetivo do aprendizado 2.3 O aluno é capaz de prever como as mudanças na disponibilidade de energia gratuita afetam organismos, populações e ecossistemas.
Conhecimento Essencial 2.D.1 Todos os sistemas biológicos de células e organismos a populações, comunidades e ecossistemas são afetados por complexas interações bióticas e abióticas envolvendo troca de matéria e energia livre.
Prática de Ciências 1.3 O aluno pode refinar representações e modelos de fenômenos naturais ou artificiais e sistemas no domínio.
Prática de Ciências 3.2 O aluno pode refinar as questões científicas.
Objetivo do aprendizado 2.22 O aluno é capaz de refinar modelos científicos e questões sobre o efeito de complexas interações bióticas e abióticas em todos os sistemas biológicos, desde células e organismos até populações, comunidades e ecossistemas.
Conhecimento Essencial 2.D.1 Todos os sistemas biológicos de células e organismos a populações, comunidades e ecossistemas são afetados por complexas interações bióticas e abióticas envolvendo troca de matéria e energia livre.
Prática de Ciências 4.2 O aluno pode elaborar um plano de coleta de dados para responder a uma pergunta científica específica.
Prática de Ciências 7.2 O aluno pode conectar conceitos em e entre domínios para generalizar ou extrapolar em e / ou através de compreensões duradouras e / ou grandes ideias.
Objetivo do aprendizado 2.23 O aluno é capaz de elaborar um plano de coleta de dados para mostrar que todos os sistemas biológicos, incluindo populações, são afetados por complexas interações bióticas e abióticas.
Conhecimento Essencial 2.D.1 Todos os sistemas biológicos de células e organismos a populações, comunidades e ecossistemas são afetados por complexas interações bióticas e abióticas envolvendo troca de matéria e energia livre.
Prática de Ciências 5.1 O aluno pode analisar dados para identificar padrões ou relacionamentos.
Objetivo do aprendizado 2.24 O aluno é capaz de analisar dados para identificar possíveis padrões e relações entre fatores bióticos ou abióticos e um sistema biológico, incluindo populações.
Grande Ideia 4 Os sistemas biológicos interagem e esses sistemas e suas interações possuem propriedades complexas.
Compreensão Duradoura 4.A As interações dentro dos sistemas biológicos levam a propriedades complexas.
Conhecimento Essencial 4.A.5 As comunidades são compostas por populações de organismos que interagem de maneiras complexas.
Prática de Ciências 1.4 O aluno pode usar representações e modelos para analisar situações ou resolver problemas qualitativa e quantitativamente.
Prática de Ciências 4.2 O aluno pode elaborar um plano de coleta de dados para responder a uma pergunta científica específica.
Objetivo do aprendizado 4.11 O aluno é capaz de justificar a seleção do tipo de dados necessários para responder a questões científicas sobre a interação das populações dentro das comunidades.
Conhecimento Essencial 4.A.5 As comunidades são compostas por populações de organismos que interagem de maneiras complexas.
Prática de Ciências 2.2 O aluno pode aplicar rotinas matemáticas a quantidades que descrevem fenômenos naturais.
Objetivo do aprendizado 4.12 O aluno é capaz de aplicar rotinas matemáticas a quantidades que descrevem comunidades compostas por populações de organismos que interagem de formas complexas.
Conhecimento Essencial 4.A.5 As comunidades são compostas por populações de organismos que interagem de maneiras complexas.
Prática de Ciências 6.4 O aluno pode fazer afirmações e previsões sobre fenômenos naturais com base em teorias e modelos científicos.
Objetivo do aprendizado 4.13 O aluno é capaz de prever os efeitos de uma mudança nas populações da comunidade na comunidade.

As populações são entidades dinâmicas. As populações consistem em todas as espécies que vivem em uma área específica e as populações flutuam com base em uma série de fatores: mudanças sazonais e anuais no ambiente, desastres naturais como incêndios florestais e erupções vulcânicas e competição por recursos entre as espécies. O estudo estatístico da dinâmica populacional, demografia, usa uma série de ferramentas matemáticas para investigar como as populações respondem às mudanças em seus ambientes bióticos e abióticos. Muitas dessas ferramentas foram originalmente projetadas para estudar populações humanas. Por exemplo, tábuas de vida, que detalham a expectativa de vida de indivíduos dentro de uma população, foram inicialmente desenvolvidos por seguradoras de vida para definir as taxas de seguro. Na verdade, embora o termo “demografia” seja comumente usado quando se fala em humanos, todas as populações vivas podem ser estudadas usando essa abordagem.

Tamanho e densidade populacional

O estudo de qualquer população geralmente começa determinando quantos indivíduos de uma determinada espécie existem e quão intimamente associados estão uns com os outros. Dentro de um determinado habitat, uma população pode ser caracterizada por sua tamanho da população (N), o número total de indivíduos e seu densidade populacional, o número de indivíduos dentro de uma área ou volume específico. O tamanho e a densidade populacional são as duas principais características usadas para descrever e compreender as populações. Por exemplo, populações com mais indivíduos podem ser mais estáveis ​​do que populações menores com base em sua variabilidade genética e, portanto, em seu potencial de adaptação ao ambiente. Alternativamente, um membro de uma população com baixa densidade populacional (mais espalhado no habitat), pode ter mais dificuldade em encontrar um companheiro para se reproduzir em comparação com uma população de densidade mais alta. Conforme mostrado em //cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo. : GKQdm6Y0 @ 13 / 36-1-Population-Demography # fig-ch45_01_01 "& gtFigura 36.2, organismos menores tendem a ser mais densamente distribuídos do que organismos maiores.

CONEXÃO VISUAL

Métodos de pesquisa populacional

A maneira mais precisa de determinar o tamanho da população é simplesmente contar todos os indivíduos dentro do habitat. No entanto, esse método geralmente não é logística ou economicamente viável, especialmente ao estudar grandes habitats. Assim, os cientistas geralmente estudam as populações amostrando uma porção representativa de cada habitat e usando esses dados para fazer inferências sobre o habitat como um todo. Uma variedade de métodos pode ser usada para amostrar populações para determinar seu tamanho e densidade. Para organismos imóveis, como plantas, ou para organismos muito pequenos e de movimento lento, um quadrat pode ser usado (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: GKQdm6Y0 @ 13 / 36-1-Population-Demography # fig-ch45_01_02 "& gtFigura 36.3). Um quadrat é uma forma de marcar áreas quadradas dentro de um habitat, seja marcando uma área com varas e barbante ou usando um quadrado de madeira, plástico ou metal colocado no chão. Depois de definir as quadraturas, os pesquisadores então conte o número de indivíduos que estão dentro de seus limites. Amostras de vários quadrantes são realizadas em todo o habitat em vários locais aleatórios. Todos esses dados podem ser usados ​​para estimar o tamanho e a densidade populacional em todo o habitat. O número e o tamanho de as amostras de quadrantes dependem do tipo de organismo em estudo e de outros fatores, incluindo a densidade do organismo. Por exemplo, se for amostrar narcisos, um quadrat de 1 m 2 pode ser usado, enquanto que com sequoias gigantes, que são maiores e vivem muito mais longe cada O então, um quadrado maior de 100 m 2 pode ser empregado. Isso garante que um número suficiente de indivíduos da espécie seja contado para obter uma amostra precisa que se correlaciona com o habitat, incluindo áreas não amostradas.

Para organismos móveis, como mamíferos, pássaros ou peixes, uma técnica chamada marcar e recapturar é freqüentemente usado. Este método envolve marcar uma amostra de animais capturados de alguma forma (como etiquetas, faixas, tinta ou outras marcações corporais) e, em seguida, liberá-los de volta para o ambiente para permitir que se misturem com o resto da população mais tarde, um novo a amostra é coletada, incluindo alguns indivíduos que estão marcados (recaptura) e alguns indivíduos que não estão marcados (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: GKQdm6Y0 @ 13 / 36-1-População-Demografia # fig-ch45_01_03 "& gtFigura 36.4).

Usando a proporção de indivíduos marcados e não marcados, os cientistas determinam quantos indivíduos estão na amostra. A partir disso, os cálculos são usados ​​para estimar o tamanho total da população. Este método assume que quanto maior a população, menor a porcentagem de organismos marcados que serão recapturados, uma vez que eles terão se misturado com mais indivíduos não marcados. Por exemplo, se 80 cervos são capturados, marcados e soltos na floresta e, posteriormente, 100 cervos são capturados e 20 deles já estão marcados, podemos determinar o tamanho da população (N) usando a seguinte equação:

Usando nosso exemplo, o tamanho da população seria estimado em 400.

Portanto, há um total estimado de 400 indivíduos na população original.

Existem algumas limitações para o método de marcação e recaptura. Alguns animais da primeira captura podem aprender a evitar a captura na segunda rodada, inflando assim as estimativas populacionais. Alternativamente, os animais podem ser preferencialmente reaproveitados (especialmente se uma recompensa alimentar for oferecida), resultando em uma subestimativa do tamanho da população. Além disso, algumas espécies podem ser prejudicadas pela técnica de marcação, reduzindo sua sobrevivência. Uma variedade de outras técnicas foi desenvolvida, incluindo o rastreamento eletrônico de animais marcados com transmissores de rádio e o uso de dados de pesca comercial e operações de captura para estimar o tamanho e a saúde das populações e comunidades.

Distribuição de Espécies

Além de medir a densidade simples, mais informações sobre uma população podem ser obtidas observando a distribuição dos indivíduos. Padrões de dispersão de espécies (ou padrões de distribuição) mostram a relação espacial entre os membros de uma população dentro de um habitat em um determinado ponto no tempo. Em outras palavras, eles mostram se os membros da espécie vivem próximos ou distantes, e quais padrões são evidentes quando eles estão separados.

Os indivíduos em uma população podem estar mais ou menos igualmente espaçados, dispersos aleatoriamente sem nenhum padrão previsível ou agrupados em grupos. Eles são conhecidos como padrões de dispersão uniforme, aleatória e aglomerada, respectivamente (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: GKQdm6Y0 @ 13 / 36-1-População -Demografia # fig-ch45_01_04 "& gtFigura 36.5). Dispersão uniforme é observada em plantas que secretam substâncias que inibem o crescimento de indivíduos próximos (como a liberação de produtos químicos tóxicos pela planta salva Salvia leucophylla, um fenômeno denominado alelopatia) e em animais como o pinguim que mantém um território definido. Um exemplo de dispersão aleatória ocorre com o dente-de-leão e outras plantas que possuem sementes dispersas pelo vento que germinam onde quer que caiam em um ambiente favorável. Uma dispersão aglomerada pode ser vista em plantas que jogam suas sementes direto no solo, como carvalhos, ou animais que vivem em grupos (cardumes de peixes ou manadas de elefantes). As dispersões agrupadas também podem ser uma função da heterogeneidade do habitat. Assim, a dispersão dos indivíduos dentro de uma população fornece mais informações sobre como eles interagem entre si do que uma simples medição de densidade. Assim como as espécies de densidade mais baixa podem ter mais dificuldade em encontrar um parceiro, as espécies solitárias com uma distribuição aleatória podem ter uma dificuldade semelhante quando comparadas às espécies sociais agrupadas em grupos.

Demografia

Embora o tamanho e a densidade populacional descrevam uma população em um determinado ponto no tempo, os cientistas devem usar a demografia para estudar a dinâmica de uma população. Demografia é o estudo estatístico das mudanças populacionais ao longo do tempo: taxas de natalidade, taxas de mortalidade e expectativa de vida. Cada uma dessas medidas, especialmente as taxas de natalidade, pode ser afetada pelas características populacionais descritas acima. Por exemplo, uma população grande resulta em uma taxa de natalidade mais alta porque há mais indivíduos potencialmente reprodutivos presentes. Em contraste, um grande tamanho da população também pode resultar em uma taxa de mortalidade mais alta por causa da competição, doenças e acúmulo de lixo. Da mesma forma, uma densidade populacional mais alta ou um padrão de dispersão agregada resulta em mais encontros reprodutivos potenciais entre indivíduos, o que pode aumentar a taxa de natalidade. Por último, uma proporção de sexo com tendência feminina (a proporção de homens para mulheres) ou estrutura de idade (a proporção de membros da população em faixas etárias específicas) composta de muitos indivíduos em idade reprodutiva pode aumentar as taxas de natalidade.

Além disso, as características demográficas de uma população podem influenciar como a população cresce ou diminui ao longo do tempo. Se as taxas de natalidade e mortalidade forem iguais, a população permanece estável. No entanto, o tamanho da população aumentará se as taxas de natalidade excederem as taxas de mortalidade, a população diminuirá se as taxas de natalidade forem menores que as taxas de mortalidade. A expectativa de vida é outro fator importante - o tempo de permanência dos indivíduos na população impacta os recursos locais, a reprodução e a saúde geral da população. Essas características demográficas são freqüentemente exibidas na forma de uma tábua de vida.

Life Tables

As tabelas de vida fornecem informações importantes sobre a história de vida de um organismo. As tábuas de vida dividem a população em grupos de idade e geralmente sexos, e mostram quanto tempo um membro desse grupo provavelmente viverá. Eles são modelados a partir de tabelas atuariais usadas pela indústria de seguros para estimar a expectativa de vida humana. As tabelas de vida podem incluir a probabilidade de indivíduos morrerem antes de seu próximo aniversário (ou seja, seus taxa de mortalidade), a porcentagem de indivíduos sobreviventes que morrem em um determinado intervalo de idade e sua expectativa de vida em cada intervalo. Um exemplo de tábua de vida é mostrado em //cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo. : GKQdm6Y0 @ 13 / 36-1-Population-Demography # tab-ch45_01_01 "& gtTabela 36.1 de um estudo de ovelhas da montanha Dall, uma espécie nativa do noroeste da América do Norte. Observe que a população está dividida em intervalos de idade (coluna A). A taxa de mortalidade (por 1000), mostrada na coluna D, é baseada no número de indivíduos que morreram durante o intervalo de idade (coluna B) dividido pelo número de indivíduos sobreviventes no início do intervalo (Coluna C), multiplicado por 1000.

Por exemplo, entre as idades de três e quatro anos, 12 indivíduos morrem das 776 que restavam das 1.000 ovelhas originais. Esse número é então multiplicado por 1000 para obter a taxa de mortalidade por mil.

Como pode ser visto nos dados da taxa de mortalidade (coluna D), uma alta taxa de mortalidade ocorreu quando as ovelhas tinham entre 6 e 12 meses de idade, e então aumentou ainda mais de 8 para 12 anos, após o que houve poucos sobreviventes. Os dados indicam que se uma ovelha nesta população sobrevivesse até um ano de idade, poderia esperar-se que vivesse mais 7,7 anos em média, conforme mostrado pelos números da expectativa de vida na coluna E.

Life Table of Dall Mountain Sheep //cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo. : GKQdm6Y0 @ 13 / 36-1-Population-Demography # footnote1 "& gt1
Intervalo de idade (anos)Número morrendo no intervalo de idade entre 1000 nascidosNúmero sobrevivente no início do intervalo de idade entre 1000 nascidosTaxa de mortalidade por 1000 vivos no início do intervalo de idadeExpectativa de vida ou média de vida restante para aqueles que atingem o intervalo de idade
0-0.5 54 1000 54.0 7.06
0.5-1 145 946 153.3 --
1-2 12 801 15.0 7.7
2-3 13 789 16.5 6.8
3-4 12 776 15.5 5.9
4-5 30 764 39.3 5.0
5-6 46 734 62.7 4.2
6-7 48 688 69.8 3.4
7-8 69 640 107.8 2.6
8-9 132 571 231.2 1.9
9-10 187 439 426.0 1.3
10-11 156 252 619.0 0.9
11-12 90 96 937.5 0.6
12-13 3 6 500.0 1.2
13-14 3 3 1000 0.7

Curvas de Sobrevivência

Outra ferramenta usada por ecologistas populacionais é um curva de sobrevivência, que é um gráfico do número de indivíduos sobreviventes em cada intervalo de idade traçado em função do tempo (geralmente com dados compilados de uma tábua de vida). Essas curvas nos permitem comparar as histórias de vida de diferentes populações (//cnx.org/contents/ Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você precisa habilitar o JavaScript para visualizá-lo.: GKQdm6Y0 @ 13 / 36-1-Population-Demography # fig-ch45_01_05 "& gtFigura 36.6). Humanos e a maioria dos primatas exibem uma curva de sobrevivência do Tipo I porque uma alta porcentagem de descendentes sobrevive nos primeiros e médios anos - a morte ocorre predominantemente em indivíduos mais velhos. Esses tipos de espécies geralmente têm um pequeno número de descendentes em uma vez, e eles dão muito cuidado aos pais para garantir sua sobrevivência. Os pássaros são um exemplo de curva de sobrevivência intermediária ou Tipo II porque os pássaros morrem mais ou menos igualmente em cada intervalo de idade. Esses organismos também podem ter relativamente poucos prole e fornecem cuidado parental significativo. Árvores, invertebrados marinhos e a maioria dos peixes exibem uma curva de sobrevivência do Tipo III porque muito poucos desses organismos sobrevivem aos anos mais jovens, no entanto, aqueles que fazem até a velhice têm mais probabilidade de sobreviver por um período de tempo relativamente longo. Os organismos nesta categoria geralmente têm um grande número de descendentes, mas uma vez que nascem, poucos cuidados parentais são fornecidos. Assim, esses descendentes estão “por conta própria” e vulneráveis ​​à predação, mas seus números absolutos garantem a sobrevivência de indivíduos suficientes para perpetuar a espécie.

CONEXÃO DE PRÁTICAS CIENTÍFICAS PARA CURSOS AP®

ATIVIDADE

Projete uma investigação que um pesquisador possa usar para determinar o tamanho de uma população de pinguins na Antártica usando o método de marcar e soltar. Quais fatores bióticos ou abióticos podem influenciar o tamanho da população de pinguins em uma determinada área?


DEMOGRAFIA

O estudo das estatísticas vitais que afetam o tamanho da população é chamado de demografia. A taxa de natalidade e a taxa de mortalidade variam entre os subgrupos de uma população. Essa taxa de natalidade e mortalidade controlam o tamanho da população. A adição ocorre devido ao nascimento e imigração. Mortes (Mortalidade) e emigração diminuem a população. Certos fatores do frasco, como estrutura de idade e proporção de sexo, afetam o tamanho da população. Estes são estudados em demografia.

O número relativo de indivíduos de cada idade na população é cumaestrutura de idade preenchida. Principalmente a expectativa de vida média dos indivíduos em uma população é maior do que o tempo que leva para & # 8216natureza ou reprodução. Portanto, a geração se sobrepõe. Ele fornece diferentes estruturas de idade em uma população: isw, c of plant pode ser determinado por anéis de crescimento anuais.

Cada grupo de idade tem taxas de natalidade e mortalidade características. Indivíduos jovens e idosos têm mais chance de morrer do que a faixa etária intermediária. Os grupos de idade intermediária são mais fortes. Eles têm capacidade de reprodução. Por exemplo, a taxa de mortalidade é mais alta em plantas jovens e velhas. Assim, as populações intermediárias têm a maior taxa de natalidade. Essa população aumenta rapidamente. As populações com grande número de idosos apresentam declínio.

O intervalo médio entre o nascimento de indivíduos e o nascimento de seus descendentes é chamado de tempo de geração. É uma característica demográfica importante. É diretamente uma frota do tamanho da população. Existem dois tipos de tempos de geração:

(uma) Tempo de geração curto: Há última taxa de crescimento em populações com menor tempo de geração. Essas populações apresentam altas taxas de natalidade e mortalidade. Seu exemplo são as plantas anuais

(b) Longo tempo de geração:Eles têm uma taxa de crescimento lenta. Sua taxa de natalidade é igual à taxa de mortalidade. Seu exemplo são as plantas anuais.

A proporção do indivíduo de cada sexo em uma população é chamada de proporção entre os sexos. É também uma estatística demográfica importante. Afeta a taxa de crescimento da população. A taxa de natalidade está relacionada ao número de mulheres em uma população. Um único homem pode fornecer esperma para muitos. mulheres. Portanto. o número de homens é menos significativo para a taxa de natalidade. por exemplo. datas tem e plantas masculinas e femininas separadas. Apenas uma ou duas plantas masculinas são suficientes para fertilizar as plantas femininas de todos os jardins.

Aplicações de demografia

A demografia é usada para desenvolver tabelas de vida e maldições para navios de sobreviventes.

As tabelas que mostram os resumos de mortalidade de uma população são chamadas de tábuas de vida. As coortes são usadas para desenvolver essas tabelas. Coorte é um grupo de indivíduos da mesma idade, desde o nascimento até a morte. Os dados essenciais são obtidos para os indivíduos vivos para o tempo de amostragem. Este tempo de amostragem é de um ano para a maioria das espécies. Esses dados são colocados em uma tabela com colunas diferentes. Tábuas de vida, como os seguintes fatores demográficos:

(a) A variação da mortalidade com a idade ao longo de um período de tempo. Este período de tempo é igual à expectativa de vida máxima dessa população.

(b)Ovos produzidos por fêmeas de determinada idade. É chamado fecundidade.

(c) Taxa de natalidade no tempo de amostragem.

Um gráfico do número de coortes vivos em cada faixa etária é chamado de curva de sobrevivência. Eles são classificados em três termos gerais:

(uma)Tipo I: É uma curva plana. Mostra baixas taxas de mortalidade durante o início e a meia-idade. As taxas de mortalidade aumentam entre os grupos de idade mais avançada. Portanto, essa curva cai abruptamente. É mostrado pela população humana.

(b)Tipo II: É intermediário entre o tipo I e o tipo III. Sua mortalidade é constante ao longo de toda a vida. É mostrado por plantas anuais.

(c)Tipo III: Esta curva cai acentuadamente à esquerda do gráfico. Mostra uma taxa de mortalidade muito alta nos jovens. Mas então se torna plano.


Demografia populacional e biologia de uma nova espécie de aranha gigante espinhosa (Araneae: Idiopidae: Euoplos) do interior de Queensland: desenvolvimento de um sistema de estudo de ‘ciência lenta’ para lidar com uma crise de conservação

As abordagens da 'ciência lenta' para a compreensão da ecologia, história natural e demografia das espécies diminuíram nas últimas décadas, apesar da importância crítica desses estudos para a biologia da conservação. Com a progressão do Antropoceno, as populações de invertebrados estão sob pressão crescente em todo o mundo, embora existam poucos conjuntos de dados de longo prazo para rastrear possíveis mudanças ou declínios. Aqui, apresentamos um sistema de estudo de ‘ciência lenta’ recentemente desenvolvido, para compreender a demografia, biologia e ecologia molecular de uma espécie potencialmente ameaçada de aranha gigante idíope do alçapão do interior do leste da Austrália. Esta espécie anteriormente não descrita na tribo Euoplini, aqui recentemente descrita como Euoplos grandis Wilson & Rix sp. novembro, tem uma distribuição altamente fragmentada na biorregião do Cinturão de Brigalow do sudeste do sudeste de Queensland, em uma paisagem amplamente desmatada para a agricultura cultivada. A importância da conservação de Idiopidae foi reconhecida há muito tempo, e essas aranhas permanecem um grupo emblemático para a conservação de invertebrados terrestres na Austrália. Ao estudar as taxas de crescimento, longevidade, recrutamento, história natural, aptidão, fluxo gênico, dispersão e outros aspectos da população e saúde individual, pretendemos gradualmente descobrir a dinâmica populacional de uma população natural discreta. Neste artigo, resumimos os dados longitudinais de 69 aranhas-alçapão individuais após um estudo inicial de 18 meses e destacamos as tendências demográficas preliminares, observações biológicas e caminhos para pesquisas genéticas futuras. Em última análise, o objetivo deste estudo é fornecer um conjunto de dados de base para a conservação dos Idiopídeos australianos e um estudo de caso orientador para táxons semelhantes em outras partes da Austrália.

Apêndice S1 Dados brutos do censo para Euoplos grandis no local do estudo.

Apêndice S2 Atlas de morfologia para Euoplos grandis.

Observação: O editor não é responsável pelo conteúdo ou funcionalidade de qualquer informação de suporte fornecida pelos autores. Quaisquer dúvidas (que não sejam de conteúdo ausente) devem ser direcionadas ao autor correspondente do artigo.


Demografia da População

As populações são entidades dinâmicas. As populações consistem em todas as espécies que vivem em uma área específica e as populações flutuam com base em uma série de fatores: mudanças sazonais e anuais no ambiente, desastres naturais como incêndios florestais e erupções vulcânicas e competição por recursos entre as espécies. O estudo estatístico da dinâmica populacional, demografia, usa uma série de ferramentas matemáticas para investigar como as populações respondem às mudanças em seus ambientes bióticos e abióticos. Muitas dessas ferramentas foram originalmente projetadas para estudar populações humanas. Por exemplo, tábuas de vida, que detalham a expectativa de vida de indivíduos dentro de uma população, foram inicialmente desenvolvidos por seguradoras de vida para definir as taxas de seguro. Na verdade, embora o termo “demografia” seja comumente usado quando se fala em humanos, todas as populações vivas podem ser estudadas usando essa abordagem.

Tamanho e densidade populacional

O estudo de qualquer população geralmente começa determinando quantos indivíduos de uma determinada espécie existem e quão intimamente associados estão uns com os outros. Dentro de um determinado habitat, uma população pode ser caracterizada por sua tamanho da população (N), o número total de indivíduos e seu densidade populacional, o número de indivíduos dentro de uma área ou volume específico. O tamanho e a densidade populacional são as duas principais características usadas para descrever e compreender as populações. Por exemplo, populações com mais indivíduos podem ser mais estáveis ​​do que populações menores com base em sua variabilidade genética e, portanto, em seu potencial de adaptação ao ambiente. Alternativamente, um membro de uma população com baixa densidade populacional (mais espalhado no habitat), pode ter mais dificuldade em encontrar um companheiro para se reproduzir em comparação com uma população de densidade mais alta. Como mostrado em [link], organismos menores tendem a ser mais densamente distribuídos do que organismos maiores.

Como mostra este gráfico, a densidade populacional normalmente diminui com o aumento do tamanho corporal. Por que você acha que este é o caso?

Métodos de pesquisa populacional

A maneira mais precisa de determinar o tamanho da população é simplesmente contar todos os indivíduos dentro do habitat. No entanto, esse método geralmente não é logística ou economicamente viável, especialmente ao estudar grandes habitats. Assim, os cientistas geralmente estudam as populações amostrando uma porção representativa de cada habitat e usando esses dados para fazer inferências sobre o habitat como um todo. Uma variedade de métodos pode ser usada para amostrar populações para determinar seu tamanho e densidade. Para organismos imóveis, como plantas, ou para organismos muito pequenos e de movimento lento, um quadrat pode ser usado ([link]). Um quadrat é uma forma de marcar áreas quadradas dentro de um habitat, seja piquetando uma área com varas e barbante, ou usando um quadrado de madeira, plástico ou metal colocado no chão. Depois de definir os quadrantes, os pesquisadores contam o número de indivíduos que estão dentro de seus limites. Amostras de quadrat múltiplos são realizadas em todo o habitat em vários locais aleatórios. Todos esses dados podem ser usados ​​para estimar o tamanho da população e a densidade populacional em todo o habitat. O número e o tamanho das amostras de quadrat dependem do tipo de organismos em estudo e de outros fatores, incluindo a densidade do organismo. Por exemplo, se for amostrar narcisos, um quadrado de 1 m 2 pode ser usado, ao passo que com sequoias gigantes, que são maiores e vivem muito mais afastadas umas das outras, um quadrado maior de 100 m 2 pode ser empregado. Isso garante que um número suficiente de indivíduos da espécie seja contado para obter uma amostra precisa que se correlaciona com o habitat, incluindo áreas não amostradas.

Para organismos móveis, como mamíferos, pássaros ou peixes, uma técnica chamada marcar e recapturar é freqüentemente usado. Este método envolve marcar uma amostra de animais capturados de alguma forma (como etiquetas, faixas, tinta ou outras marcações corporais) e, em seguida, liberá-los de volta para o ambiente para permitir que se misturem com o resto da população mais tarde, um novo a amostra é coletada, incluindo alguns indivíduos que estão marcados (recaptura) e alguns indivíduos que não estão marcados ([link]).

Usando a proporção de indivíduos marcados e não marcados, os cientistas determinam quantos indivíduos estão na amostra. A partir disso, os cálculos são usados ​​para estimar o tamanho total da população. Este método assume que quanto maior a população, menor a porcentagem de organismos marcados que serão recapturados, uma vez que eles terão se misturado com mais indivíduos não marcados. Por exemplo, se 80 cervos são capturados, marcados e soltos na floresta e, posteriormente, 100 cervos são capturados e 20 deles já estão marcados, podemos determinar o tamanho da população (N) usando a seguinte equação:

Usando nosso exemplo, o tamanho da população seria estimado em 400.

Portanto, há um total estimado de 400 indivíduos na população original.

Existem algumas limitações para o método de marcação e recaptura. Alguns animais da primeira captura podem aprender a evitar a captura na segunda rodada, inflando assim as estimativas populacionais. Alternativamente, os animais podem ser preferencialmente reaproveitados (especialmente se uma recompensa alimentar for oferecida), resultando em uma subestimativa do tamanho da população. Além disso, algumas espécies podem ser prejudicadas pela técnica de marcação, reduzindo sua sobrevivência. Uma variedade de outras técnicas foi desenvolvida, incluindo o rastreamento eletrônico de animais marcados com transmissores de rádio e o uso de dados de pesca comercial e operações de captura para estimar o tamanho e a saúde das populações e comunidades.

Distribuição de Espécies

Além de medir a densidade simples, mais informações sobre uma população podem ser obtidas observando a distribuição dos indivíduos. Padrões de dispersão de espécies (ou padrões de distribuição) mostram a relação espacial entre os membros de uma população dentro de um habitat em um determinado ponto no tempo. Em outras palavras, eles mostram se os membros da espécie vivem próximos ou distantes, e quais padrões são evidentes quando eles estão separados.

Os indivíduos em uma população podem estar mais ou menos igualmente espaçados, dispersos aleatoriamente sem nenhum padrão previsível ou agrupados em grupos. Eles são conhecidos como padrões de dispersão uniforme, aleatório e aglomerado, respectivamente ([link]). A dispersão uniforme é observada em plantas que secretam substâncias que inibem o crescimento de indivíduos próximos (como a liberação de produtos químicos tóxicos pela planta salva Salvia leucophylla, um fenômeno denominado alelopatia) e em animais como o pinguim que mantém um território definido. Um exemplo de dispersão aleatória ocorre com o dente-de-leão e outras plantas que possuem sementes dispersas pelo vento que germinam onde quer que caiam em um ambiente favorável. Uma dispersão aglomerada pode ser vista em plantas que jogam suas sementes direto no solo, como carvalhos, ou animais que vivem em grupos (cardumes de peixes ou manadas de elefantes). As dispersões agrupadas também podem ser uma função da heterogeneidade do habitat. Assim, a dispersão dos indivíduos dentro de uma população fornece mais informações sobre como eles interagem entre si do que uma simples medição de densidade. Assim como as espécies de densidade mais baixa podem ter mais dificuldade em encontrar um parceiro, as espécies solitárias com uma distribuição aleatória podem ter uma dificuldade semelhante quando comparadas às espécies sociais agrupadas em grupos.

Demografia

Embora o tamanho e a densidade populacional descrevam uma população em um determinado ponto no tempo, os cientistas devem usar a demografia para estudar a dinâmica de uma população. Demografia é o estudo estatístico das mudanças populacionais ao longo do tempo: taxas de natalidade, taxas de mortalidade e expectativa de vida. Cada uma dessas medidas, especialmente as taxas de natalidade, pode ser afetada pelas características populacionais descritas acima. Por exemplo, uma população grande resulta em uma taxa de natalidade mais alta porque há mais indivíduos potencialmente reprodutivos presentes. Em contraste, um grande tamanho da população também pode resultar em uma taxa de mortalidade mais alta por causa da competição, doenças e acúmulo de lixo. Da mesma forma, uma densidade populacional mais alta ou um padrão de dispersão agregada resulta em mais encontros reprodutivos potenciais entre indivíduos, o que pode aumentar a taxa de natalidade. Por último, uma proporção de sexo com tendência feminina (a proporção de homens para mulheres) ou estrutura de idade (a proporção de membros da população em faixas etárias específicas) composta de muitos indivíduos em idade reprodutiva pode aumentar as taxas de natalidade.

Além disso, as características demográficas de uma população podem influenciar como a população cresce ou diminui ao longo do tempo. Se as taxas de natalidade e mortalidade forem iguais, a população permanece estável. No entanto, o tamanho da população aumentará se as taxas de natalidade excederem as taxas de mortalidade, a população diminuirá se as taxas de natalidade forem menores que as taxas de mortalidade. A expectativa de vida é outro fator importante - o tempo de permanência dos indivíduos na população impacta os recursos locais, a reprodução e a saúde geral da população. Essas características demográficas são freqüentemente exibidas na forma de uma tábua de vida.

Life Tables

As tabelas de vida fornecem informações importantes sobre a história de vida de um organismo. As tábuas de vida dividem a população em grupos de idade e geralmente sexos, e mostram quanto tempo um membro desse grupo provavelmente viverá. Eles são modelados a partir de tabelas atuariais usadas pela indústria de seguros para estimar a expectativa de vida humana. As tabelas de vida podem incluir a probabilidade de indivíduos morrerem antes de seu próximo aniversário (ou seja, seus taxa de mortalidade), a porcentagem de indivíduos sobreviventes que morrem em um determinado intervalo de idade e sua expectativa de vida em cada intervalo. Um exemplo de tábua de vida é mostrado em [link] a partir de um estudo com ovelhas da montanha Dall, uma espécie nativa do noroeste da América do Norte. Observe que a população é dividida em intervalos de idade (coluna A). A taxa de mortalidade (por 1000), mostrada na coluna D, é baseada no número de indivíduos que morreram durante o intervalo de idade (coluna B) dividido pelo número de indivíduos sobreviventes no início do intervalo (coluna C), multiplicado por 1000 .

Por exemplo, entre as idades de três e quatro anos, 12 indivíduos morrem das 776 que restavam das 1.000 ovelhas originais. Esse número é então multiplicado por 1000 para obter a taxa de mortalidade por mil.

Como pode ser visto nos dados da taxa de mortalidade (coluna D), uma alta taxa de mortalidade ocorreu quando as ovelhas tinham entre 6 e 12 meses de idade, e então aumentou ainda mais de 8 para 12 anos, após o que houve poucos sobreviventes. Os dados indicam que se uma ovelha nesta população sobrevivesse até um ano de idade, poderia esperar-se que vivesse mais 7,7 anos em média, conforme mostrado pelos números da expectativa de vida na coluna E.

Esta tábua de vida de Ovis dalli mostra o número de mortes, número de sobreviventes, taxa de mortalidade e expectativa de vida em cada intervalo de idade para as ovelhas da montanha Dall.
Tábua de Vida de Ovelhas da Montanha Dall 1
Intervalo de idade (anos) Número morrendo no intervalo de idade entre 1000 nascidos Número sobrevivente no início do intervalo de idade entre 1000 nascidos Taxa de mortalidade por 1000 vivos no início do intervalo de idade Expectativa de vida ou média de vida restante para aqueles que atingem o intervalo de idade
0-0.5 54 1000 54.0 7.06
0.5-1 145 946 153.3 --
1-2 12 801 15.0 7.7
2-3 13 789 16.5 6.8
3-4 12 776 15.5 5.9
4-5 30 764 39.3 5.0
5-6 46 734 62.7 4.2
6-7 48 688 69.8 3.4
7-8 69 640 107.8 2.6
8-9 132 571 231.2 1.9
9-10 187 439 426.0 1.3
10-11 156 252 619.0 0.9
11-12 90 96 937.5 0.6
12-13 3 6 500.0 1.2
13-14 3 3 1000 0.7

Curvas de Sobrevivência

Outra ferramenta usada por ecologistas populacionais é um curva de sobrevivência, que é um gráfico do número de indivíduos sobreviventes em cada intervalo de idade traçado em função do tempo (geralmente com dados compilados de uma tábua de vida). Essas curvas nos permitem comparar as histórias de vida de diferentes populações ([link]). Os humanos e a maioria dos primatas exibem uma curva de sobrevivência do Tipo I porque uma alta porcentagem da prole sobrevive nos primeiros e na meia-idade - a morte ocorre predominantemente em indivíduos mais velhos. Esses tipos de espécies geralmente têm um pequeno número de descendentes de uma só vez e dão muito cuidado aos pais para garantir sua sobrevivência. Os pássaros são um exemplo de curva de sobrevivência intermediária ou Tipo II porque os pássaros morrem mais ou menos igualmente em cada intervalo de idade. Esses organismos também podem ter relativamente poucos descendentes e fornecer cuidados parentais significativos. Árvores, invertebrados marinhos e a maioria dos peixes exibem uma curva de sobrevivência do Tipo III porque muito poucos desses organismos sobrevivem na juventude. No entanto, aqueles que chegam à velhice têm maior probabilidade de sobreviver por um período de tempo relativamente longo. Os organismos nesta categoria geralmente têm um grande número de descendentes, mas uma vez que nascem, poucos cuidados parentais são fornecidos. Assim, esses descendentes estão “por conta própria” e vulneráveis ​​à predação, mas seus números absolutos garantem a sobrevivência de indivíduos suficientes para perpetuar a espécie.

Resumo da Seção

As populações são indivíduos de uma espécie que vive em um determinado habitat. Os ecologistas medem as características das populações: tamanho, densidade, padrão de dispersão, estrutura etária e proporção sexual. As tabelas de vida são úteis para calcular a expectativa de vida de membros individuais da população. As curvas de sobrevivência mostram o número de indivíduos sobreviventes em cada intervalo de idade traçado em função do tempo.

Art Connections

[link] Como mostra este gráfico, a densidade populacional normalmente diminui com o aumento do tamanho do corpo. Por que você acha que este é o caso?

[link] Animais menores requerem menos comida e outros recursos, então o meio ambiente pode suportar mais deles.

Perguntas de revisão

Qual dos métodos a seguir dirá a um ecologista sobre o tamanho e a densidade de uma população?

Qual das alternativas a seguir é a melhor para mostrar a expectativa de vida de um indivíduo dentro de uma população?

Os humanos têm que tipo de curva de sobrevivência?

Resposta livre

Descreva como um pesquisador determinaria o tamanho de uma população de pinguins na Antártica usando o método de marcar e soltar.

O pesquisador marcava um determinado número de pinguins com uma etiqueta, os liberava de volta para a população e, posteriormente, recapturava os pinguins para ver qual a porcentagem dos pinguins recapturados que estava etiquetada. Essa porcentagem permitiria uma estimativa do tamanho da população de pinguins.

Notas de rodapé

    Dados adaptados de Edward S. Deevey, Jr., “Life Tables for Natural Populations of Animals,” The Quarterly Review of Biology 22, não. 4 (dezembro de 1947): 283-314.

Glossário


Estudo Demográfico

A palavra ‘Demografia’ é uma combinação de duas palavras gregas, ‘Demos’ significando pessoas e ‘Graphy’ significando ciência. Assim, a demografia é a ciência das pessoas. Demografia é o estudo estatístico e matemático do tamanho, composição e distribuição espacial das populações humanas e como essas características mudam com o tempo. Os dados são obtidos a partir de um censo da população e de registros: registros de eventos como nascimento, óbitos, migrações, casamentos, divórcios, doenças e empregos.

A análise demográfica pode ser aplicada a sociedades inteiras ou a grupos definidos por critérios como educação, nacionalidade, religião e etnia.

Objetivos da Demografia:

  • Conhecer o tamanho, composição, organização e distribuição da população.
  • Para estudar a tendência de crescimento populacional que descreve a evolução passada, distribuição presente e mudanças futuras na população de uma área.
  • Para estudar a tendência de crescimento populacional e a distribuição populacional, que descreve as tendências da população e suas relações com os diferentes aspectos dos parâmetros sociais como nível de educação, grau de urbanização, emprego, padrão de vida, etc. em uma área.
  • Para proteger a futura avaliação demográfica e suas prováveis ​​consequências.

Terminologia da Demografia:

  • Taxa bruta de natalidade: O número anual de nascidos vivos por 1.000 pessoas é chamado de taxa bruta de natalidade.
  • Taxa de fertilidade geral: O número anual de nascidos vivos por 1.000 mulheres em idade reprodutiva (geralmente entre 15 e 49 anos, mas às vezes entre 15 e 44) é chamado de taxa geral de fertilidade.
  • Taxas de fertilidade específicas para a idade: O número anual de nascidos vivos por 1.000 mulheres em grupos de idade específicos (geralmente entre 15-19, 20-24 anos, etc.) é chamado de taxa de fertilidade específica para a idade.
  • Taxa bruta de mortalidade: O número anual de mortes por 1.000 pessoas é chamado de taxa bruta de mortalidade.
  • Taxa de mortalidade infantil: O número anual de mortes de crianças menores de 1 ano por 1.000 nascidos vivos é denominado taxa de mortalidade infantil.
  • Expectativa de vida (ou expectativa de vida): O número de anos que um indivíduo em uma determinada idade poderia esperar viver nos níveis atuais de mortalidade é chamado de expectativa de vida.
  • Taxa de fertilidade total: O número de nascidos vivos por mulher completando sua vida reprodutiva se sua gravidez em cada idade refletisse as taxas atuais de fertilidade específicas por idade é chamado de taxa de fertilidade total.
  • Fertilidade de nível de substituição: O número médio de filhos que uma mulher deve ter para se substituir por uma filha na próxima geração.
  • Taxa de reprodução bruta: O número de filhas que nasceriam de uma mulher que completaria sua vida reprodutiva nas atuais taxas de fertilidade específicas por idade é chamado de taxa bruta de reprodução.
  • Taxa de reprodução líquida: É a proporção do número esperado de filhas, por futura mãe recém-nascida, que pode ou não sobreviver até a idade de procriar.
  • População estável: Uma população que teve taxas brutas de natalidade e mortalidade constantes por tanto tempo que a porcentagem de pessoas em todas as classes de idade permanece constante ou, de maneira equivalente, a pirâmide populacional tem uma estrutura imutável.
  • População estacionária: é a população que é estável e imutável em tamanho (a diferença entre a taxa bruta de natalidade e a taxa bruta de mortalidade é zero).
  • Bio-demografia: A bio-demografia é um novo ramo da demografia humana (clássica) preocupada com a compreensão dos determinantes biológicos e demográficos complementares e das interações entre os processos de nascimento e morte que moldam os indivíduos, coortes e populações.

Importância da Demografia:

Para a economia:

Ajuda a compreender a taxa de crescimento da economia e a taxa de crescimento da população. Se a população está crescendo em um ritmo mais rápido, o ritmo de desenvolvimento da economia será lento. Nesse caso, o governo deve tomar medidas corretivas para controlar o crescimento da população e acelerar o desenvolvimento da economia. O rápido crescimento populacional reduz a renda per capita, diminui o padrão de vida, resultando em desemprego em massa e subemprego. Pode causar danos ambientais e sobrecarregar a infraestrutura social existente. Portanto, podemos concluir que o estudo da demografia é muito importante para uma economia.

Para Planejamento Econômico:

Os dados relativos à tendência atual do crescimento populacional auxiliam os planejadores na formulação de políticas para o plano econômico do país para o futuro. Considerando a taxa de crescimento populacional, são fixadas metas de produtos agrícolas e industriais, de serviços sociais e básicos como escolas e outras instituições de ensino, hospitais, residências, eletricidade, transporte, etc. Em caso de alta taxa de crescimento populacional, é usado na formulação de uma política de controle da taxa de natalidade.

Para a sociedade:

O rápido crescimento populacional reduz a renda per capita, diminui o padrão de vida, resultando em desemprego em massa e subemprego. Isso coloca pressão sobre os serviços básicos como água, eletricidade, transporte e comunicações, saúde pública, educação, etc. Também pode resultar em migração e urbanização não planejada, o que leva à indisponibilidade de amenidades cívicas e ao problema da lei e da ordem. Portanto, para verificar esse problema, é necessário o estudo da demografia.

Para Administradores / Governo:

Nos países subdesenvolvidos, quase todos os problemas sociais e econômicos estão associados ao crescimento da população. O governo deve enfrentar e encontrar soluções para os problemas decorrentes do crescimento da população. O rápido crescimento populacional leva à urbanização não planejada, o que leva ainda mais a problemas como o surgimento de favelas, poluição, drenagem, água, eletricidade, transporte, etc. nas cidades.

Para Sistema Político:

As informações obtidas por meio do estudo demográfico são utilizadas pela comissão eleitoral para a demarcação dos círculos eleitorais. Também dá informações sobre o aumento e diminuição do número de eleitores. Os partidos políticos podem definir suas políticas e manifestos eleitorais no momento das eleições.

Características da População Humana da Índia:

Tamanho grande e crescimento rápido:

A população indiana é grande e em rápido crescimento. A população da Índia era de 23,6 crore em 1901. De acordo com o censo de 2011, a população da Índia é de 121,08 crore. Em termos de tamanho, é a segunda maior população do mundo, atrás apenas da China. Uttar Pradesh é o estado mais populoso do país, com quase 200 milhões de habitantes. Sikkim é o estado menos populoso, com 6.07.688 habitantes. A taxa de crescimento populacional para 2019 é projetada em 1,08%.

Densidade populacional em rápido aumento:

A densidade da população significa o número médio de pessoas que vivem por quilômetro quadrado. A densidade populacional da Índia em 2011 era de 382 por km2. A densidade da população diminuiu entre 2001 e 2011.

Composição da proporção sexual desfavorável para mulheres:

A proporção de sexo refere-se ao número de mulheres por mil homens. A posição da Índia é bastante diferente da de outros países. No Censo Populacional de 2011, foi revelado que a proporção da população da Índia em 2011 é de 943 mulheres por 1000 homens.

Estrutura de idade inferior pesada:

A proporção de pessoas na faixa etária de 0 a 14 anos é relativamente alta. A parcela da população na faixa etária de 0 a 14 anos é de 26,58 por cento. A proporção da população economicamente ativa (15-59 anos) é de 63,34 por cento. 10,08% dos indianos têm idade superior a 60 anos. Conseqüentemente, há uma carga na população economicamente ativa.

Predominância da população rural:

68,86% dos índios vivem em áreas rurais e 31,14% em áreas urbanas.

Baixo nível de alfabetização:

O nível de alfabetização na Índia é baixo. A taxa de alfabetização no país é de 74,04 por cento, 82,14 para homens e 65,46 para mulheres. Kerala manteve sua posição por estar no topo com uma taxa de alfabetização de 93,91%, seguida de perto por Lakshadweep (92,28%) e Mizoram (91,58%).

Baixa expectativa de vida:

Por expectativa de vida, queremos dizer o número médio de anos que uma pessoa espera viver. A expectativa de vida atual (2016) é de 68,56 anos. O declínio na taxa de mortalidade, o declínio na taxa de mortalidade infantil e a melhoria geral nas instalações médicas, etc. melhoraram a expectativa de vida. No entanto, a expectativa de vida é menor na Índia em comparação com a expectativa de vida das nações desenvolvidas. A expectativa de vida é de 80 anos no Japão e 78 anos na Noruega.


Assista o vídeo: Biologia - Dinâmica populacional (Dezembro 2022).