O documento discute a relação entre o tamanho corporal e a densidade populacional de diferentes organismos. A densidade populacional tende a diminuir com o aumento do tamanho corporal, pois organismos maiores precisam de mais energia e espaço para sobreviver. No entanto, os dados existentes sobre densidades populacionais não são confiáveis e faltam mecanismos claros para explicar completamente essas relações. Mais pesquisas são necessárias para entender melhor como o tamanho corporal afeta a abundância de espécies.

1. Ecologia de Populações
Tamanho Corporal e
Abundancia
Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
popecologia@hotmail.com

2. Escala e a Abundância
dos Animais
A ecologia não é o estudo
dos fatores que afeitam a
abundancia dos animais?

3. Tamanho Corporal e
Densidade Populacional
Como o tamanho corporal
influencie o potencial de
aumentar o crescimento
populacional?

4. Tamanho Corporal e
Densidade Populacional
Em geral, a densidade diminua com o aumento
do tamanho do organismo.
– Peters e Wassenberg encontraram que os
invertebrados aquáticos tendem possuir
maiores densidades populacionais do que
invertebrados terrestres de tamanhos
similares.
Os mamíferos tendem possuir maiores
densidades populacionais do que aves de
tamanhos similares.

5. Tamanho Corporal e Densidade Populacional
Densidade (número por km quadrado)
Massa corporal (Kg)

6. Tamanho Corporal e
Densidade Populacional
Densidade (número por km quadrado)
Mamíferos
Aves
Invertebrados
Repteis
Massa corporal (kg)
Dados: Peters, 1983
Taxa de alimentação  V
Constante da produção de alimento
 Abundancia  V-1

7. Tamanho Corporal e
Densidade Populacional
Muitos invertebrados
aquáticos têm
densidades populacionais
maiores do que outros
Densidade por km quadrado
animais do mesmo tamanho
Os mamíferos
têm densidades
maiores do que
as aves
Massa corporal (Kg)

8. Densidade populacional versus
tamanho corporal
Autotróficos:
•P = plantas
Densidade populacional (ind/km2)
Consumidores:
Aquáticos/semi-aquáticos
•T = inter-mareia marinhos
•A = aquáticos
•Terrestres:
•M = mamíferos
•H = vertebrados
exotérmicos
•I = invertebrados
terrestres
Massa corporal (g)
•B = aves

9. Densidade Média
Pobremente pesquisada
Mohr (1947) descobriu que por unidade de área, o
número de indivíduos de uma espécie (todos os
mamíferos da America do Norte) é inversamente
proporcional a sua massa corporal. Assim, biomassa
per unidade de área é constante
Damuth (1981) sugeriu que a densidade global de
herbívoros decai exponencialmente como W^(-.75)
Outros estudos demonstram um declínio similar da
densidade com o tamanho.

10. Diferencias entre os organismos
Os mamíferos temperados mantém densidades
populacionais maiores do que as espécies tropicais
Os herbívoros têm maiores densidades do que os
carnívoros
As espécies não mamíferos demonstram relações
significativamente diferentes
Porém, todos os dados podem ser descritos por uma
curva de tangente de -1.
Essa relação geral é melhor do que relações mais
específicas oriundas de conjuntos menores de dados?
Mas, ainda não temos certeza de como a tangente deve
ser…

11. Área vital e Tamanho
Corporal
Podemos testar os números de densidade populacional ao
comparar esses com dados da área vital.
Se as estimativas da densidade populacional são boas, a
área vital (quanta área use regularmente) deve ser
próxima a inversa da densidade populacional.
Área usada por animais ~ área/animais (individual área
individual usada por o animal)
As evidencias empíricas apóiam
números de densidade
populacional têm uma relação com
a área vital (mas não perfeito)

12. Para obter energia, os
consumidores
precisam de espaço
suficiente para
encontrar alimento
•Área vital: todo lugar que o
animal ocupa durante algum
período temporal para
satisfazer suas necessidades
(alimento, água, abrigo, pares,
locais de nidificação e outras.)
•Uma área vital é a área
necessária para a energia que
um organismo precisa para se
alimentar.
Exemplo, a cobra Nerodia sipedon

13. Tamanho corporal ~ necessidades
energéticas versus o tamanho da ‘área
vital’
Log10 tamanho da área vital
Log10 massa corporal (kg)

14. E as plantas?
Plantas como as árvores podem ser muito grandes porque a maioria
de sua massa (madeira) não é metabolicamente ativa. Suas
folhas cuidam do metabolismo
Ao examinar o número de folhas… Whittaker (1975) encontrou que
os coníferas (folhas finas) dominaram as florestas boreais, em
vez de pastos e árvores decíduas.

15. Tamanho Corporal de Plantas
e Densidade Populacional
A densidade populacional de plantas
diminua com o aumento de tamanho
vegetal.
– As causas não são claras .
Plântulas podem ter
densidades altas, mas
ao crescer, a densidade
diminua progressivamente
até ficar poucas adultas
maduras.

16. Fluxo de Energia
Isso é conhecido como o “Princípio de
Kleiber” em homenagem a fisiologista
que descobre essa relação.
Os animais grandes precisam comer
alimento abundante que não precisa
ser rico em nutrientes.
Os animais pequenos precisam comer
alimento rico em nutrientes que não
precisa ser abundante.

17. As eficiências ecológicas dependem das necessidades
energéticas do organismo
Por isso essas necessidades dependem de:
Tamanho corporal ~ taxa metabólica por grama
Lei de Kleiber
Temperatura corporal e tipo de regulação:
– Exotérmicos: obtém energia do ambiente
– Endotérmicos: usa a energia metabólica do alimento
para manter uma temperatura corporal constante
Ambiente exterior
– Terrestre versus aquático
– Clima quente versus clima fria
Nível de atividade necessária para a espécie
– Voar é mais caro do que nadar ou caminhar.
– Procurar presa mais caro do que esperar alimento
chegar.
O tipo de corpo e a historia evolutiva da espécie
– Vertebrados versus invertebrados
– Plantas versus animais

18. As eficiências ecológicas e as necessidades energéticas
determinam as densidades populacionais
•As leis de potencia ecológicas determinam como a energia é
transformada em indivíduos:
•Lei de Kleiber:
•A taxa metabólica é proporcional a massa corporal elevada a
potencia de 3/4
•A taxa metabólica é proporcional a energia total que um indivíduo
precisa hat individual precisa manter sua massa corporal.
•Os organismos maiores precisam mais energia total para crescer e
se manter do que os organismos menores.
•Por isso, para uma quantia de energia disponível podem existir
mais indivíduos pequenos do que indivíduos grandes.
•Os organismos maiores precisam mais “espaço” para obter a
energia do que os organismos menores.

19. As necessidades energéticas
determinam a densidade populacional
por via do tamanho corporal

20. Essas relações são úteis?
Mas, quantas pesquisas enfocam dois organismos que são
de grupos de diferentes tamanhos logarítmicos?
As relações decompõem ao comparar espécies do
tamanho similar (porque as diferencias do tamanho
maior dominam aos atributos mais específicos que
controlam a abundancia)
Existem fatores demais! O escalamento do tamanho
corporal seria ótimo.
Nossos métodos de determinação do tamanho
populacional não são bons
Porém, essas relações proporcionam uma hipótese nua
para nossas pesquisas no campo

21. Em resumo…
As relações de tamanho e abundancia são
interessantes e importantes
Mas os dados não são bons
Não temos um mecanismo confiável
Existem interpretações e números
conflitantes