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28.1: O que são Populações e Comunidades?
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What are Populations and Communities?
 
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28.1: What are Populations and Communities?

28.1: O que são Populações e Comunidades?

Overview

Populations are groups of individuals of the same species that inhabit a shared environment. Communities include multiple co-existing, interacting populations of different species. Metapopulations span multiple populations of the same species that occupy different areas. Metapopulations interact through immigration and emigration, providing genetic diversity that lends resilience to harsh environments. Population size and density can be estimated using quadrat and mark and recapture methods.

Populations Are Dynamic and Interactive

A population, or group of individuals, belonging to the same species and inhabiting the same general area, continuously changes in response to both biotic (living) and abiotic (non-living) factors. Influential abiotic factors include weather, elevation, latitude, soil and water composition, and pollution, among others. The biological study of how organisms interact with each other and their environment is called ecology.

Metapopulations include multiple populations of the same species that inhabit distinct areas. Metapopulations continuously exchange members through immigration, movement into an area, and emigration, movement out of an area. This exchange ensures genetic diversity, helping populations withstand unpredictable and unfavorable environmental conditions by increasing the likelihood that adaptive (i.e., helpful) traits will be naturally selected (i.e., emerge in the population).

Communities Are Combinations of Co-existing, Interacting Populations

An ecological community is comprised of multiple co-existing and interacting populations in the same habitat, and a community’s species richness is merely the number of species. The combination of ways a species uses environmental resources and interacts with other community members reflects the distinct niche the species occupies. In other words, a niche is like the “job” a species performs in its community.

Competition arises when species’ niches overlap. Bluebirds and woodpeckers both favor insectivorous diets and open areas with sparsely distributed trees. In an example of interspecific competition, these two species vie for limited food and housing resources. Bluebirds also compete with other bluebirds for these resources (intraspecific competition). Competition can be avoided by partitioning resources, or occupying different areas of a shared environment.

Predator-prey relationships, another important community interaction, resemble an evolutionary “arms race.” In prey animals, natural selection strongly favors features that help prevent predation. For example, Caligo (or “Owl”) butterflies have large eyespots on their wings that resemble owl eyes, which deter threatening predators. Predators also co-adapt to prey adaptations; both predator (e.g., leopard) and prey (e.g., deer) species use camouflage to avoid detection.

Populations Can Be Measured Using Quadrat and Mark and Recapture Methods

Populations are characterized by size and density. Population size (N) is simply the number of individuals. Population density refers to the number of individuals in a given area. Although counting individuals is the most accurate way to measure populations, it can be unfeasible in large habitats or for organisms that frequently move around. Thus, researchers often employ sampling methods to infer the total population size.

Quadrat samples are adequate for estimating population size and density of plants or very small or slow organisms. This method involves partitioning several randomly distributed sections of habitat with markers, such as string or stakes, and counting the individuals in each quadrat. The number and size of quadrats needed for accurate estimates vary according to species. For example, smaller organisms, like bacteria, require much smaller sampling areas than large organisms, such as trees.

Mark and recapture methods are more suitable for moving animals, like mammals, fish, and birds. First, a random sample of individuals from a habitat are captured, marked (e.g., with tags, paints, or bands) and re-released. At a later date, a second random sample is captured, which includes some of the marked animals from the first sample. The ratio of marked to unmarked animals is then used to estimate population size. Limitations of this method include assumptions that previously captured and uncaptured animals are equally likely to be caught in the second sample, and no animals died, were born, or moved between time-points.

Visão Geral

As populações são grupos de indivíduos da mesma espécie que habitam um ambiente compartilhado. As comunidades incluem várias populações de diferentes espécies que coexistem e interagem. As metapopulações abrangem várias populações da mesma espécie que ocupam diferentes áreas. As metapopulações interagem através da imigração e da emigração, proporcionando diversidade genética que dá resiliência a ambientes severos. O tamanho e a densidade populacionais podem ser estimados usando métodos de quadrícula e de marcação e recaptura.

Populações São Dinâmicas e Interativas

Uma população, ou grupo de indivíduos, pertencentes à mesma espécie e que habitam a mesma área geral, muda continuamente em resposta tanto aos fatores bióticos (vivos) como abióticos (não vivos). Fatores abióticos influentes incluem clima, elevação, latitude, composição do solo e da água, poluição, entre outros. O estudo biológico de como os organismos interagem uns com os outros e com o seu ambiente é chamado de ecologia.

As metapopulações incluem múltiplas populações da mesma espécie que habitam áreas distintas. Metapopulações trocam continuamente membros através da imigração, movimento para uma área, e emigração, movimento para fora de uma área. Essa troca garante a diversidade genética, ajudando as populações a suportar condições ambientais imprevisíveis e desfavoráveis, aumentando a probabilidade de que características adaptativas (ou seja, úteis) sejam naturalmente selecionadas (ou seja, emergirem na população).

Comunidades São Combinações de Populações que Coexistem e Interagem

Uma comunidade ecológica é composta por múltiplas populações coexistindo e interagindo no mesmo habitat, e a riqueza de espécies de uma comunidade é apenas o número de espécies. A combinação de como uma espécie usa recursos ambientais e interage com outros membros da comunidade reflete o nicho distinto que a espécie ocupa. Por outras palavras, um nicho é como o “trabalho” que uma espécie realiza na sua comunidade.

A competição surge quando os nichos das espécies se sobrepõem. Pássaros azuis e pica-paus favorecem ambos dietas insetívoras e áreas abertas com árvores pouco distribuídas. Em um exemplo de competição interespecífica, essas duas espécies disputam por recursos limitados de alimentos e habitação. Os pássaros azuis competem também com outros pássaros azuis por esses recursos (competição intraespecífica). A concorrência pode ser evitada particionando recursos ou ocupando diferentes áreas de um ambiente compartilhado.

Relações predador-presa, outra importante interação comunitária, assemelham-se a uma “corrida armamentista” evolutiva. Em animais presas, a seleção natural favorece fortemente características que ajudam a evitar a predação. Por exemplo, borboletas Caligo (ou “coruja”) têm grandes manchas nos olhos nas suas asas que se assemelham a olhos de coruja, que evitam predadores ameaçadores. Predadores também se adaptam às adaptações das presas; tanto as espécies predadoras (por exemplo, leopardo) como presas (por exemplo, veados) usam camuflagem para evitar a detecção.

Populações Podem ser Medidas Usando Métodos de Quadrícula e de Marcação e Recaptura

As populações são caracterizadas pelo seu tamanho e densidade. O tamanho populacional (N) é simplesmente o número de indivíduos. A densidade populacional refere-se ao número de indivíduos em uma determinada área. Embora a contagem de indivíduos seja a maneira mais precisa de medir as populações, pode ser inviável em grandes habitats ou em organismos que frequentemente se movem. Assim, os investigadores muitas vezes empregam métodos de amostragem para inferir o tamanho total da população.

As amostras de quadrícula são adequadas para estimar o tamanho e a densidade populacional de plantas ou organismos muito pequenos ou lentos. Este método envolve particionar várias secções de habitat distribuídas aleatoriamente com marcadores, como cordas ou estacas, e contar os indivíduos em cada quadrícula. O número e o tamanho das quadrículas necessárias para estimativas precisas variam de acordo com as espécies. Por exemplo, organismos menores, como bactérias, requerem áreas de amostragem muito menores do que organismos grandes, como árvores.

Os métodos de marcação e recaptura são mais adequados para animais que se movem, como mamíferos, peixes e aves. Primeiro, uma amostra aleatória de indivíduos de um habitat é capturada, marcada (por exemplo, com etiquetas, tintas ou bandas) e libertada. Posteriormente, uma segunda amostra aleatória é capturada, que inclui alguns dos animais marcados da primeira amostra. A proporção de animais marcados para animais não marcados é então usada para estimar o tamanho da população. As limitações deste método incluem suposições de que animais capturados anteriormente e não capturados são igualmente propensos a serem capturados na segunda amostra, e que nenhum animal morreu, nasceu ou se moveu entre os períodos de tempo.


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