Predador presa consumidor recurso
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Predador-presa (consumidor-recurso). A predação é um ato comportamental definido e direto. Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

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Presentation Transcript
Predador presa consumidor recurso

Predador-presa(consumidor-recurso)


  • A predação é um ato comportamental definido e direto. Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

  • Por comparação, a predação pode ser definida como um ato comportamental, um processo ecológico, ou mais geralmente a combinação dos dois.


  • Predadores Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

  • Predadores intraguilda

  • Parasitóides

  • Parasitas

  • Herbívoros (consumidores):

    • Predadores de sementes

    • Parasitas

    • Forrageadores


Diversidade de mecanismos anti predat rios
Diversidade de mecanismos Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.anti-predatórios

  • As espécies de presas têm desenvolvido diferentes tipos de adaptações (interno e externo) para dificultar a detecção, captura e consumo pelos predadores.


Camuflagem Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.


Onde est a mantis
Onde está a mantis? Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.


Cores de alarde dendrobates sp
Cores de alarde Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.(Dendrobates sp.)


  • Mimetismo (demonstra o poder da seleção): Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

    • Mulleriano: duas espécies (“perigosas”) mimetizam os mesmos padrões de coloração. Ex: vespas, borboletas.

    • Batesiano: espécies (“não perigosas” mimetizam (forma e cor) outras espécies (“perigosas”). Ex: moscas, aranhas.


Mimetismo - Batesiano Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.


Mimetismo mulleriano
Mimetismo Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.-Mulleriano


Teoria de forrageio timo
Teoria de Forrageio Ótimo Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

  • A teoria do forrageio é baseada na hipótese de que o comportamento de forragear tem sido moldado pela seleção natural para maximizar sua performance (“Fitness”).


  • Stephens & Krebs (1986) Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

    • Propõem que os predadores otimizam o forrageio utilizando diferentes tipos de presas disponíveis para maximizar o ganho energético.

  • Krebs & Davies (1996)

    • A escolha ótima de presas depende

      • valores energéticos

      • tempo de procura e manuseio.


Predadora (exótica) Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

?

Presa (nativa)

Presa (exótica)

Tempo de manuseio menor

Maior taxa de ataque (maior preferência)

Maior energia absorvida

Tempo de manuseio maior

Menor taxa de ataque

Menor energia absorvida


Resposta funcional
Resposta funcional Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.


  • Solomon (1949) foi o primeiro autor a tratar Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

  • Holling (1959) desenvolve um modelo teórico em função do tempo de manuseio (Th) e taxa de ataque (a)

  • Há 3 tipos clássicos de resposta funcional

  • Resposta funcional do tipo I

  • Resposta funcional do tipo II

  • Resposta funcional do tipo III


Tipo I Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

Tipo I

Proporção de presas consumidas

N0 presas capturadas

constante

Densidade de presas

Densidade de presas

  • Tipo I  o tempo de manuseio (Th) não é significativo.


Tipo II Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

Tipo II

negativa

N0 presas capturadas

Proporção de presas consumidas

Densidade de presas

Densidade de presas

Tipo II  Distingue da resposta I pela presença do tempo de manuseio (Th).


Tipo III Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

Tipo III

Positiva e negativa

N0 presas capturadas

Proporção de presas consumidas

Densidade de presas

Densidade de presas

Tipo III  Geralmente está associada a predadores generalistas.


Modelo verbal predador presa
Modelo verbal predador-presa Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas.

Presa (recurso)

Variação da população

de presas no tempo

Crescimento da população -

Resposta funcional

do predador

=

Predador (consumidor)

Variação da população

de predadores no tempo

-

Mortalidade

do predador

Resposta numérica do predador consumindo a presa

=


Modelo simples de predador-presa de Lotka-Volterra com crescimento exponencial e resposta funcional tipo I

Presa (recurso)

Variação da população

de presas no tempo

Crescimento da população -

Resposta funcional

do predador

=


Predador (consumidor) crescimento exponencial e resposta funcional tipo I

Variação da população

de predadores no tempo

-

Mortalidade

do predador

Resposta numérica do predador consumindo a presa

=


dN/dt=0 crescimento exponencial e resposta funcional tipo I

P r/a

N

Solução de equilíbrio para presas


dP/dt=0 crescimento exponencial e resposta funcional tipo I

P

d/

N

Solução de equilíbrio para predadores


P crescimento exponencial e resposta funcional tipo I

N

Ciclo predador-presa do modelo simples

de Lotka-Volterra

Plano de fase

Serie temporal

Presa

Dens

Predador

Tempo


Exemplo cl ssico lince lebre hudson bay canad
Exemplo clássico crescimento exponencial e resposta funcional tipo ILince-lebre (Hudson Bay – Canadá)


Modelo simples de predador-presa de Lotka-Volterra com crescimento exponencial e resposta funcional tipo II


Modelo simples de predador-presa de Lotka-Volterra com crescimento logístico e resposta funcional tipo II (Rosenzweig & MacArthur, 1963)


Isoclines e paradoxo enriquecimento rosenzweig 1971
Isoclines e paradoxo enriquecimento (Rosenzweig, 1971) crescimento logístico e resposta funcional tipo II

Vamos observar que este último modelo apresentado possui algumas características peculiares e que vêm sendo alvo de diversas pesquisas no intuito de tentar resolver este paradoxo.

A idéia básica que o modelo sugere é a de que com o aumento da produção primária o sistema pode atingir um estado instável levando o predador à extinção.


Ciclo limite crescimento logístico e resposta funcional tipo II

Estável

dP/dt=0

dP/dt=0

N predadores

N predadores

dN/dt=0

dN/dt=0

N presas

N presas

Instável

Enriquecimento em K

dP/dt=0

N predadores

N predadores

dN/dt=0

K

K’

N presas

N presas


aumentando taxa de ataque (e.g. a crescimento logístico e resposta funcional tipo II max )

dC/dt=0

dC/dt=0

Consumidor

(C)

Consumidor

(C)

dR/dt=0

dR/dt=0

K

qPo/(famax -q)

qPo/(famax -q)

K

Recurso (R)

Recurso (R)


O que acontece se adicionarmos crescimento logístico e resposta funcional tipo II

uma certa interferência sobre consumidor?

sem interferência

Consumer

(C)

dR/dt=0

K

qRo/(famax-q)

Resource (R)


com interferência crescimento logístico e resposta funcional tipo II

Consumer

(C)

dR/dt=0

K

qRo/(famax-q)

Resource (R)


O que acontece quando adiconamos resposta funcional tipo II (switching)?

sem RF tipo III

Consumer

(C)

dR/dt=0

K

qRo/(famax-q)

Resource (R)


Tendência de estabilização do sistema, pois (switching)?

há um desacoplamento da interação em baixas densidades

(crescimento positivo em baixas densidades de R)

Com RF tipo III

Consumer

(C)

dR/dt=0

K

qRo/(famax-q)

Resource (R)


Predação e comunidade (switching)?

  • A presença de um predador em uma comunidade faz aumentar ou diminuir a riqueza de espécies da comunidade?

  • Predador é considerado muitas vezes como espécie chave dentro de uma comunidade.

  • Permite a coexistência de um maior número de espécies mantendo suas densidades baixas.



Interação consumidor-recurso

Daphnia Pulex

“Algas”


  • Foco do estudo: que incorporam parâmetros realísticos.

    • Quais fatores agem sobre populações fazendo com que estas apresentem diferentes dinâmicas? (estável e cíclica)


  • 2 possibilidades: que incorporam parâmetros realísticos.

    • Mudanças estruturais do ambiente (qualitativa) – ecologia teórica reconhece este fato e incorporam estas diferenças estruturais aos modelos.

      • Ex: refúgio, estrutura etária

    • Mudanças intrínsecas do sistema (quantitativa) – a simples variação nos valores dos parâmetros.

      • Ex: equação logística discreta


Para tanto
Para tanto que incorporam parâmetros realísticos.

  • Revisão na literatura do sistema Daphnia-algas com atenção especial para as séries temporais

  • Levaram em consideração os diferentes ambientes (mudanças estruturais) e as dinâmicas observadas


S ries temporais
Séries temporais que incorporam parâmetros realísticos.

  • Metodologia de analise de série temporal:

    • Tendência sazonal de longo prazo

      • ajuste linear ou de segunda ordem (log) – se significativo remove-se a tendência e utiliza o resíduo da regressão para cálculo da variação da população

    • Estabilidade

      • análise do desvio padrão da série temporal (variação da população < 20% da média aritmética, < 0.08)

    • Não há estabilidade

      • primeiro procura por flutuações regulares ou não regulares e depois ajusta regressão não linear para saber se são estáveis dentro de suas flutuações ou não.


Padr es din micos observados para o sistema daphnia algas
Padrões dinâmicos observados para o sistema que incorporam parâmetros realísticos.Daphnia-algas

Classe 1– estáveis – sem tendência sazonal


Classe 2 que incorporam parâmetros realísticos.– ciclos de pequena amplitude e fora de fase (na média - lag de 0.33 dos ciclos de Daphnia para os ciclos de algas) – tendência sazonal


Classe 3 que incorporam parâmetros realísticos.– ciclos para Daphnia e estabilidade para algas


Interessante notar
Interessante notar que incorporam parâmetros realísticos.

  • Determinados locais (e.g., lake Washington) apresentaram as 3 classes dentro de um período de tempo

  • Classes idênticas para temperaturas distintas.

  • Efeito “retardo” (lag) da relação de produção de ovos e densidade de adultos de Daphnia


De maneira geral
De maneira geral que incorporam parâmetros realísticos.

  • As diferentes classes de dinâmicas (ciclos) são resultados da interação entre estas populações e seus diferentes estágios de desenvolvimento – recrutamento.

    • Fator intrínseco à interação.

  • Diferentes ambientes (inclusive laboratório) produziram ciclos semelhantes – sem efeito ambiental abiótico

  • Típica interação predador-presa (time-lag e presença de uma cohort dominante de Daphnia) e não um sistema onde o consumidor (Daphnia) é guiada pela disponibilidade de recurso.


Predator prey dynamics in environments rich and poor in nutrients

Predator-prey dynamics in environments rich and poor in nutrients

Edward McCauley & William W. Murdoch,

Nature (343: 455-457), 1990.


Quest es importantes
Questões importantes: nutrients

1 – O paradoxo, caracterizado pelo aumento marcante na amplitude e no período, encontra-se em sistemas enriquecidos?

2 – Se não, há um aumento no predomínio ou amplitude dos ciclos de time-lag com o enriquecimento, refletindo um aumento na instabilidade?


Informa o importante
Informação importante nutrients

  • Análises de campo sugerem a não existência do paradoxo nas populações de Daphnia e algas.

1 – Populações estáveis não são restritas a ambientes pobres em nutrientes

2 – Amplitude dos ciclos não estão relacionados ao nível de nutrientes (Daphnia e algas)


Delineamento experimental
Delineamento experimental nutrients

Pobre em nutriente

Capacidade suporte

para as algas 300µgl-1

Rico em nutriente

Capacidade suporte

para as algas 3000µgl-1

Tanques com 750 litros

n = 20


  • Antes de serem introduzidas (Daphnia), a biomassa de algas era de ≈ 10 vezes maior para os tanques enriquecidos

  • Após o estabelecimento das populações de algas, entre 160 - 200 indivíduos (Daphnia pulex) foram introduzidas

  • ≈ 2 semanas após Daphnia introdução, a biomassa de algas entre os dois tratamentos não diferenciavam significativamente


Alguns resultados
Alguns resultados era de

  • O enriquecimento não leva ao paradoxo (i.e. ciclos com grande amplitude e período) – tanques com pouco ou muito nutrientes apresentaram séries temporais similares


Algumas conclus es
Algumas conclusões era de

  • Dados de campo e experimentais sugerem não efeito do enriquecimento nas dinâmicas populacionais pertencentes ao sistema Daphnia-algas – i.e. aumento amplitude ou aumento amplitude do efeito time-lag.

  • Possíveis explicações...

    • Aumento de nutrientes pode aumentar população de algas não palatáveis, diminuindo a taxa de ataque – aumento de biomassa de algas

    • Modelos de estrutura etária para este sistemas sugerem que a diminuição da taxa de ataque extingue os grandes ciclos dinâmicos – paradoxo.


Vale lembrar
Vale lembrar... era de

  • Uma maneira eficiente de se entender quais fatores influenciam as populações e suas densidades ao longo do tempo é através de séries temporais

  • Possibilitando, pelo menos, excluir fatores que não afetam – aqui podemos citar os fatores ambientais.


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