Universidade Federal da Paraíba-UFPB Estágio em Docência Disciplina: Ecologia de Populações e Comunidades Adonias Teixeira/Daniel Mesquita

Universidade Federal da Paraíba-UFPB Estágio em Docência Disciplina: Ecologia de Populações e Comunidades 2017.1 Adonias Teixeira/Daniel Mesquita

O que é Predação?

•É o consumo de um organismo (a presa) por outro organismo (o predador), em que a presa está viva quando o predador a ataca pela primeira vez. Exclui a Detrivoria (consumo de matéria orgânica morta)

Classificação dos Predadores

•Classificação Taxonômica 1. Carnívoros – consomem animais 2. Herbívoros – consomem vegetais 3. Onívoros – consomem presas de mais de um nível trófico Ex: vegetais e herbívoros/herbívoros e carnívoros

Classificação dos Predadores

•Classificação Funcional Tipo Diversidade de

presas Modo de consumo Letalidade Exemplos

Predadores

Verdadeiros Grande diversidade de presas Frequentemente consomem a presa por completo Morte quase imediata após a captura Carnívoros Pastadores Grande diversidade de presas Consomem apenas parte da presa Raramente é letal a curto-prazo Grandes Herbívoros Parasitas Ataques concentrados em poucos indivíduos Consomem apenas parte da presa (hospedeiros) Raramente é letal a

curto-prazo Helmintos,carrapatos, ácaros, bactérias etc.

Parasitóides Insetos, aranhas ou

isópodes Consome quase completamente Morte da presa (hospedeiro) no fim do processo

Alguns Himenópteras e Dípteras

Parasitóides x Demais Predadores

(Semelhanças)

•São intimamente ligados com uma única/ou poucas presa Parasitas •Não causam a morte imediata das presas Pastadores e Parasitas •Efeito letal é inevitável Predadores verdadeiros

Classificação dos Carnívoros

•Mesopredadores – são carnívoros relativamente pequenos que consomem herbívoros •Predadores de topo – consomem Mesopredadores e herbívoros

Tópicos do assunto

•Interações Predador-Presa/Herbívoros-Produtores •Modelos de predadores e herbívoros – Flutuação das populações de presas •Predadores e Presas – Evolução das defesas em presas e plantas

Predadores e Herbívoros – Limitam a

Abundância das populações

•Predadores Schoener & Spiller (1995) Obs: D de aranhas em ilhas c/s Lagartos Exp: 10 ilhas (5c/L – 5s/L)

Predadores e Herbívoros – Limitam a

Abundância das populações

•Controle de populações por espécies introduzidas •O que são espécies introduzidas? É uma espécie que se estabeleceu em determinada região do mundo onde ela não existia historicamente •O que é uma espécie invasora ? É quando uma espécie introduzida se estabelece rapidamente e afeta negativamente as espécies nativas

Predadores e Herbívoros – Limitam a

Abundância das populações

Predação e espécies Introduzidas

Boiga irregulares

Predadores e Herbívoros – Limitam a

Abundância das populações

•Parasitóides Controle de pragas em cítricos Experimento: Murdoch et al. (2005) Add. grande quant. de insetos (4 Arv.)

Predadores e Herbívoros – Limitam a

Abundância das populações

Mesopredadores – Predadores de topo (atividades humanas) Ex: Dingos e raposas (Austrália)

Predadores e Herbívoros – Limitam a

Abundância das populações

•Herbívoros Austrália - Cacto-de-pera-espinhosa (substituiu o pasto) Introdução Cactoblastis cactorum (mariposa)

Predadores e Herbívoros – Limitam a

Abundância das populações

•Herbívoros Europa -> Califórnia Erva-de-são-joão (venenosa animais criação) Chrysolina quadrigemina (besouro)

Predadores e Herbívoros – Limitam a

Abundância das populações

•Herbívoros Controlam populações de plantas Criação de bovinos, populações de cervos. Ex: Parque no Canadá

Populações de predadores e presas flutuam

regularmente

•A investigação secular do ciclo populacional Lince-lebre Charles Elton (1924) Companhia Hudson’s Bay Compra de peles (70 anos)

Populações de predadores e presas flutuam

regularmente

•A investigação secular do ciclo populacional Lince-lebre (hipóteses) 1. Ciclo de 9 a 13 anos das manchas solares 2. Lebres excedem a capacidade de suporte (>Abd / <Rep) 3. 1976 a 1985 experimento controlando a quantidade de alimento para lebres. (>Cap. Sup. Ainda ocorria <Pop. Lebre) 4. Linces causavam os ciclos (>Linces / <Lebres)

Populações de predadores e presas flutuam

regularmente

•A investigação secular do ciclo populacional Lince-lebre (hipóteses) 5. Experimento (presença e ausência de alimentos e predadores (linces). Outros predadores consumiam as lebres 6. 2009 (<Reprod. Lebres – presença de predadores) Fim – Ciclo da lebre (disponibilidade de recursos e principalmente efeitos diretos e indiretos da predação)

Ciclos predador presa em Lab.

•Experimento de Huffaker (1958)

Presa: Ácaro-de-seis-pontos (Eotetranychus sexmaculatus) Predador: Ácaro-do-oeste (Typhlodromus occidentalis)

Ciclos predador presa em Lab.

•Experimento de Huffaker (1958) 3 ciclos/8 meses Ciclos estáveis (ambiente complexo)

Modelos matemáticos/Ciclo predador-presa

Alfred Lotka (1880-1949) Vito Volterra (1860-1940) •Modelo de Lotka-Volterra: Verificar oscilações na abundancia de predadores e presas, mostrando que P. predadores é afetada pela P. presas.

Modelos matemáticos/Ciclo predador-presa

•1914 a 1918 – Pesca proibida no Mar Adriático (1°G. Mundial) •Biólogo Marinho Umberto D’Ancona notou aumento da Frequência relativa de seláquios •Peixes vendidos mercados Trieste, Fiume e Veneza

Modelos matemáticos/Ciclo predador-presa

•Volterra escreveu um par de equações diferenciais para descrever o sistema •Ele fez isso ao calcular a taxa de variação na população de presas e a taxa de variação na população de predadores

Modelos matemáticos/Ciclo predador-presa

•Equação Presas

(dN/dt) Variação n° de presas/variação do tempo

(rN) Crescimento exp. população de presas com base na t. crescimento intrínseco (r) (cNP) Perda de indivíduos em virtude da predação (NP- encontro; C- captura)

Alterações Populações de Presas

•Estabilização População de presas dN/dt=rN-cNP 0=rN-cNP (variação População = 0) rN=cNP(rearranjo) (crescimento P. presas = Encontro e captura c/predador) P=r/c(rearranjo) P<r/c (crescimento P. presas) P>r/c (diminuição P. presas)

Modelos matemáticos/Ciclo predador-presa

•Equação Predadores (dP/dt) Variação n° de predadores/variação do tempo

(acNP) Taxa de natalidade população de predadores (cNP – n° presas consumidas; a - > prole pelo consumo de presas) (mP) Taxa de mortalidade população de predadores

Alterações Populações de Predadores

•Estabilização População de predadores dP/dt=acNP-mP 0=acNP-mP (variação População = 0) acNP=mP(rearranjo) (aumento p. predadores pelo consumo de presas = mortalidade de predadores) N=m/ac (rearranjo) N>m/ac(crescimento p. predadores) N<m/ac(diminuição p. predadores)

Trajetórias Populações Predadores-Presas

•Isóclina de equilíbrio: Tamanho populacional de uma espécie que faz com que a população de outra espécie se torne estável. Também denominada Isóclina de crescimento zero.

Trajetórias Populações Predadores-Presas

•Trajetória populacional conjunta: Trajetória simultânea das populações de predadores e presas.

Trajetórias Populações Predadores-Presas

•Representação gráfica das variações nos tamanhos das duas populações (Predador-Presa) ao longo do tempo Pop. presas ¼ de fase a frente da pop. predadores

Respostas Funcionais e Numéricas

•Necessárias para obter um panorama mais realista da interação Predador-Presa •Resposta Funcional Relação entre a densidade das presas e a taxa de consumo alimentar de um predador individual

Respostas Funcionais e Numéricas

•Respostas Funcionais Tipo 1 (Linear) Ocorre quando a taxa de consumo de presas de um predador aumenta de modo linear, com um aumento na densidade das presas, até que ocorra a saciedade Ex: Aranhas Tecedeiras

Respostas Funcionais e Numéricas

•Respostas Funcionais Tipo 2 (Não Sinótico) Ocorre quando o número de presas consumidas diminui à medida que a densidade das presas aumenta e, em seguida, alcança o platô quando ocorre a saciedade Ex. Pelicano

Respostas Funcionais e Numéricas

•Respostas Funcionais Tipo 3 (Sigmoide) O predador exibe baixo consumo de presas sob baixas densidades de presas, um rápido consumo sob densidades de presas moderadas e uma diminuição do consumo de presas sob altas densidades de presas

Respostas Funcionais e Numéricas

•Baixo consumo em baixas densidades de presas (explicações) 1. Em densidades de presas muito baixas, as presas podem se esconder em refúgios nos quais estão a salvo dos predadores

Respostas Funcionais e Numéricas

•Baixo consumo em baixas densidades de presas (explicações) 2. Em baixas densidades de presas, os predadores têm menos prática para localizar e capturar as presas e, portanto, são relativamente ineficientes para fazer isso Formulação da Imagem de Busca

Respostas Funcionais e Numéricas

•Baixo consumo em baixas densidades de presas (explicações) 3. Isso ocorre quando uma espécie de presas é rara e um predador altera a sua preferência para outra espécie de presa mais abundante. Se a primeira espécie em seguida aumentar em densidade, o predador pode voltar-se para ela Substituição de presas

Respostas Funcionais e Numéricas

•Baixo consumo em baixas densidades de presas (explicações) Substituição de presas Experimento: Lawton et al. (1974) Manipularam as proporções de cada espécie de presas Isópodos (Asellus aquaticus)

Efeméridas (Cloeon dipterum)

Respostas Funcionais e Numéricas

•Respostas Funcionais: São dependentes das presas, pois a taxa de

Respostas Funcionais e Numéricas

•Respostas Numéricas É uma variação no número de predadores pelo crescimento ou deslocamento populacional em virtude de imigração ou emigração Ex: Mariquita-de-peito-castanho D: 25p/Km2 (concentração normal de traças) 300p/Km2 (surto de traças) Redução rápida das presas

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Defesas contra predadores Tipos de forrageio Forrageio ativo Cnemidophorus ocellifer Forrageio de emboscada (senta e espera) Tropidurus hispidus

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Defesas contra predadores Caça é dividida em eventos:

Detectar – Perseguir – Capturar – Manipular – Consumir a presa Presas desenvolvem estratégias para frustra o predador em diferentes pontos desta série.

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Defesas comportamentais Chamada de alarme Evasão Redução da atividade

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Cripsia Camuflagem

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Defesas estruturais Carpa cruciana (Carassius carassius)

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Defesas Químicas e Aposematismo

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Mimetismo das defesas químicas Batesiano Mülleriano

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Custos das defesas contra predadores Def. comportamentais – redução atv. alimentar Def. mecânicas – redução crescimento e rep. Def. química – custo energético

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Adaptação de contra-ataque dos predadores Defesas da presa devem favorecer a seleção de contramedidas nos predadores (corrida armamentista) Coevolução: quando duas ou mais espécies afetam a evolução uma da outra

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Adaptação de contra-ataque dos predadores Sapo-cururu e cobra-preta Australiana

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Defesas contra herbívoros Plásticas ou Fixas •Defesas estruturais

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Defesas Químicas Fruta-do-vômito

Drosophila sechellia (resistente)

A Predação e a Herbivoria favorecem a

evolução de defesas

•Tolerância As plantas que adotam essa estratégia são capazes de desenvolver novos tecidos rapidamente, para repor aqueles que são consumidos •Custos das defesas dos herbívoros Planta tabaco Defesas químicas

Literatura