Crescimento Populacional

O tamanho da população é dinâmico, aumentando com as taxas de natalidade e imigração, e diminuindo com as taxas de mortalidade e emigração. Em condições ideais com recursos ilimitados, as populações podem aumentar exponencialmente, o que é representado como uma curva de taxa de crescimento em forma de J do tamanho populacional em relação ao tempo. Este tipo de curva é característico de espécies invasoras recém-introduzidas, ou populações que sofreram declínios catastróficos e estão em recuperação.

No entanto, condições ambientais realistas limitam o número de indivíduos que podem ocupar um habitat. Esse limite é conhecido como capacidade de carga do habitat. Devido às capacidades de carga, o crescimento populacional é geralmente melhor representado por curvas em forma de S (logísticas). A população inicialmente aumenta exponencialmente até à capacidade de carga ser atingida, momento em que as limitações de recursos fazem com que o crescimento se nivele ou flutue em torno da capacidade de carga, produzindo uma curva em forma de S.

Crescimento Exponencial

A taxa per capita de aumento populacional, r, é a mudança no tamanho da população (calculada como o tamanho populacional atual menos o tamanho da população inicial) dividida pelo tamanho da população inicial. Quando não há limites ambientais e a imigração e a emigração são consideradas iguais, a população pode crescer na sua taxa máxima, conhecida como o seu potencial biótico, ou r_max. Portanto, a taxa de aumento per capita em condições ilimitadas é de r_max * N (tamanho populacional). Quando o tamanho da população é traçado ao longo do tempo, isso produz uma curva de taxa de crescimento em forma de J, representando uma explosão populacional descontrolada. Por exemplo, bactérias, como E. coli, reproduzem-se por fissão, duplicando o seu tamanho populacional a cada geração após serem colocadas em um novo meio. O crescimento exponencial continuará a ocorrer até que as células não sejam mais viáveis.

Crescimento Logístico

Populações realistas na natureza são limitadas por vários fatores ambientais, incluindo predadores, presas, espaço, água e outros recursos. Portanto, o crescimento exponencial não pode continuar indefinidamente. O número de indivíduos de uma população que um habitat pode suportar é chamado de capacidade de carga, ou K. A taxa potencial de crescimento de uma população é proporcional a (K-N)/K. Aqui, K-N é o número de indivíduos que podem ser adicionados às populações antes de atingir a capacidade. Assim, (K-N)/K representa a fração da capacidade de carga disponível. Portanto, à medida que o número de indivíduos na população se aproxima da capacidade de carga, a taxa de crescimento populacional diminui. Isso é traçado como uma curva de taxa de crescimento logístico em forma de S caracterizada pelo crescimento exponencial inicial (devido ao baixo tamanho populacional e aos amplos recursos), seguida pela diminuição do crescimento à medida que os recursos se tornam mais limitados. Por exemplo, as populações de lagartos Anolis nas ilhas têm taxas de crescimento mais baixas do que suas equivalentes continentais como resultado da diminuição do acesso a recursos e espaço, o que reduz a capacidade de carga nas ilhas.