O documento discute vários princípios ecológicos propostos desde o século 19 para descrever padrões observados na natureza, como as regras de Bergmann, Allen e Gloger. Embora essas "leis ecológicas" tenham exceções, elas ilustram a relação próxima entre ecologia e evolução, com muitas regularidades tendo explicações evolutivas baseadas na seleção natural.

1. Ecologia de Populações
Princípios, leis ou
regularidades da Ecologia?
Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
popecologia@hotmail.com

2. O que é uma lei científica?
Uma lei científica retrata uma regularidade que se
aplica a todos os membros de uma classe ampla
de fenômenos;
As leis não são teorias que têm confirmação a um
grau elevado
As leis são afirmações de padrões da natureza
As teorias são maneiras de explicar esses padrões
As hipóteses têm o potencial de virar ou teorias ou
leis, dependentes de sua natureza

3. A Lei da Gravidade de
Newton
O exemplo clássico de uma lei científica é a Lei da Gravidade,
proposta por Isaac Newton em 1687
A lei quantifica a atração gravitacional entre dois corpos,
mas não proporciona uma explicação do por que da atração
e meramente descreve o padrão observado

4. Princípios, leis ou
regularidades da Ecologia?
A ecologia é frequentemente percebida pelas outras ciências
como bagunça, e não muita rigorosa, pelo menos no sentido
matemático. Isso se deve parcialmente ao fato de que é uma
ciência nova, lidando com interações altamente complicadas,
como uma falta consequente de financiamento. Em tempos
recentes, debates foram travados de que se existem leis na
ecologia ou evolução que poderiam ser análogas as leis das
ciências físicas (como as leis de movimentação de Newton).
Muitas leis candidatas foram propostas desde o século 19.
Até agora, as leis ecológicas propostas têm suficientes
exceções que tal vez devemos usar o termo princípio ou
regularidade em vez de lei

5. Princípio, lei ou regularidade
de Allen
Essa regra proposta por Joel Asaph Allen em 1877
afirma que a forma corporal varia dentro de uma
espécie animal. Certas extremidades são menos
compridas nos indivíduos que ocorrem nas partes
mais frias da amplitude geográfica da espécie,
para a conservação do calor

6. Princípio, lei ou regularidade de
Bergmann
Essa regra proposta por Christian Bergmann em 1847, com
várias reformulações posteriores, afirma que dentro de
uma espécie, os indivíduos que morrem em latitudes mais
boreais tendem ser maiores que as espécies de latitudes
menores
Vários mecanismos foram propostas para explicar a regra de
Bergmann

7. Princípio, lei ou regularidade de
Bergmann
A explicação melhor vem em termos da
termodinâmica
A troca de calor se relaciona mais com área
superficial do que o volume.
Os animais tendem ter uma razão menor de área
superficial ao volume.
As latitudes maiores tendem ter temperaturas mais
frias do que as latitudes menores.
Por isso os animais maiores são selecionadas em
latitudes maiores.

8. Princípio, lei ou regularidade da
Teorema Fundamental de Fisher
Proposta por Ronald Fisher em 1930
E afirma que a “taxa de aumento de aptidão de qualquer
organismo em qualquer momento é igual a sua variância
genética nesse momento”

9. Princípio, lei ou regularidade da
Teorema Fundamental de Fisher
Pela teorema, a adaptação é uma função da variação genética
Fisher acreditou que essa ideia foi fundamental porque suas
equações demonstram que a seleção natural sempre atua de
forma que as proles que são mais adaptadas ao ambiente
da geração dos pais do que seus pais
Porém, outros fatores, como a deriva genética, podem afeitar
negativamente a aptidão da geração filial

10. Princípio, lei ou regularidade de
Gloger
Proposta originalmente por Constant Wilhelm
Lambert Gloger (1883), essa rega afirma que os
pigmentos mais obscuros aumentam em raças de
animais que vivem em locais quentes e úmidos. (Essa
regra frequentemente é usada para explicar a
distribuição geográfica original das raças humanas).
Originalmente, essa regra afirmou que os pigmentos
mais obscuros aumentaram com o aumento da
exposição a luz solar, e por isso, que a pigmentação
obscura diminua com o aumento da latitude. Essa ideia
foi aplicada frequentemente as populações humanas.

11. Princípio, lei ou regularidade de
Gloger

12. Princípio, lei ou regularidade de
Buffon
Considerada como o primeiro princípio da Biogeografia
As espécies devem ter “melhoradas" e "degeneradas"
(evoluíram) após sua dispersão do centro de criação
A mudança climática deve ter facilitada a
disseminação mundial das espécies do centro de
origem

13. Princípio, lei ou regularidade de
Rappaport
As amplitudes geográficas diminuem desde os polos até
o equador.
Exemplo: os mamíferos canadenses têm amplitudes
geográficas grandes, mas os mamíferos mexicanos têm
amplitudes menores.
Esse padrão existe em árvores,
peixes, repteis, algumas aves, e
mamíferos em quase todos os
continentes.
O que pode explicar esse padrão?
Variabilidade climática
Glaciação
Não funciona bem no
hemisfério austral.
Competição

14. Princípio, lei ou regularidade de
Liebig
Proposta por Justus von Liebig em
1840
Atualmente essa regra afirma que
de todos os fatores abióticos ou
bióticos que afeita uma
população, somente um ou dois
fatores seriam limitantes, ou
seja, uma mudança de um desses
fatores produz uma mudança na
densidade média de equilíbrio da
população.

15. Princípio, lei ou regularidade de
Liebig
Essa afirmação implica que uma mudança nesses
fatores produz uma mudança na densidade
média da população
Os fatores podem ser bióticos ou abióticos
Por exemplo, a limitação de nitrogênio é um
problema comum do fitoplâncton oceânico

16. Princípio, lei ou regularidade de
Lotka e Volterra
Proposta de forma independente por Alfred James
Lotka (1925) e Vito Volterra (1926)
E afirma que quando populações se interagem de
forma retroalimentativa negativa com os outros
componentes do ambiente, a dinâmica cíclica
provavelmente aparece

17. Princípio, lei ou regularidade de
Lotka e Volterra
O exemplo clássico da dinâmica clássica é das relações de
predador e presa. Quando a densidade da presa aumenta,
a população de predador também aumenta, o que resulta
numa queda da população da presa

18. Princípio, lei ou
regularidade de Malthus
Proposta por Thomas Malthus em
1798, afirma que quando as
taxas de natalidade e
mortalidade são constantes,
uma população cresce ou
diminua a uma taxa
exponencial
Essa “lei” é fundamental na
ecologia e na evolução.
Ambos Charles Darwin e
Alfred Russel Wallace se
inspiram em Malthus para
criar o princípio da Seleção
Natural

19. Evolução dos “Princípios, leis ou
regularidades” Ecológicas
As regras ecológicas demonstram a relação próxima entre a
ecologia e a evolução
Essas regras são mais afirmações sobre as regularidades,
mas com bases fortemente evolutivas
Como Theodosius Dobzhansky afirmou: “Nada da biologia tem
sentido exceto a luz da evolução”. Essas regras ilustram a
relação próxima entre a ecologia e a evolução, e as
explicações teóricas das regularidades observadas se
apresentam geralmente em termos da seleção natural e a
adaptação. As “leis” podem ser ecológicas explicitamente,
meras frases das regularidades, mas com uma marca
explicita evolutiva.