Ecologia de Populações

Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
popecologia@hotmail.com
Por que existe dimorfismo
sexual?
H1: Porque machos e fêmeas consumem
recursos alimentares diferentes como
conseqüência da divisão do trabalho.
H2: Por que os machos competem para as
fêmeas. Existe a seleção sexual para
machos maiores.
Peso do Macho/Peso da Fêmea

Dimorfismo Sexual – Método
Comparativo

Machos por fêmea
Por que existe o dimorfismo
sexual?
Existe muitos pontos no gráfico anterior
que desviam significativamente da linha
de regressão.
Os resultados não confirmam ou
falsificam a adaptação. Mas os dados
demonstram que a seleção natural é
relevante para explicar o dimorfismo em
algumas espécies.
A adaptação é testada no tempo.
Pigmeus
Elefante pigmeu de Borneo

Hipopótamo pigmeu da África Ocidental

Gambá pigmeu de Austrália
Pigmeus
Pigmeus Baka da África

Pigmeus Batak das Filipinas
Por que os pigmeus são pequenos?
Bamberg Migliano, Vinicius, Mirazon Lahr 2007. Life history tradeoffs explain the evolution of human pygmies. PNAS 104: 2021620219

Crescimento:
Não pigmeus

Altura (cm)

pigmeus

Idade (anos)

Os pigmeus crescem inicialmente a taxa normal mas parem de
crescer ao redor de 14 anos de idade em vez de 18.
Por que os pigmeus são pequenos?
Sobrevivência:

Não pigmeus
pigmeus
chimpanzés
Idade (anos)

Os pigmeus aparentem uma sobrevivência menor. Sua
esperança de vida ao nascer é de 16 a 24 anos, comparada a
34 a 48 anos para os caçadores não pigmeus
Por que os pigmeus são pequenos?
Fecundidade:

Não pigmeus
pigmeus

A fertilidade do pigmeu atinge o máximo a 20 a 24 anos de
idade, comparado a 30 a 34 anos nos caçadores não pigmeus
Por que os pigmeus são pequenos?
A explicação mais provável é que o
ambiente do pigmeu, a floresta pluvial
isolada, é perigoso.

Uma sobrevivência menor resulta numa
reprodução mais cedo.
Uma reprodução precoce requer que os
recursos internos são desviados de
crescimento para reproduzir mais cedo.
Tempo de copula em moscas
varejeiras: Modelo
matemático

Tempo de procura e proteção é de 156.5
minutos,
O primeiro macho fertiliza 20% e um segundo
macho fertiliza 80% dos ovos,
A taxa de fertilização aumenta com o tempo
gasto na copula com retornos menores,
O tempo ótimo de copula é o tempo que
maximiza o número de ovos fertilizados por
unidade de tempo,

Qual é o tempo ótimo para a copula?
Proporção de ovos fertilizados

Tempo de Copula – Modelo
matemático

<-Minutos de procura e vigilância

Prevista

Observada

Minutos em copula com fêmea
O pescoço do Giraffa giraffa:
por que é tão comprido?
H1: O pescoço da girafa
evoluiu porque o pescoço
comprido permite
alcançar ramos mais altos
ao se alimentar.
H2: O pescoço da girafa
evoluiu como ferramenta
de briga para obter
copulas.
O Pescoço de Giraffa

giraffa

Evidencia contra H1:
Girafas geralmente não se alimentam de
árvores altas, mas de arbustos.
Geralmente usam os pescoços na briga
competitiva para acesso a fêmea.
Deve existir uma correlação entre o
comprimento do pescoço da girafa e
sucesso reprodutivo.
O Pescoço de Giraffa

giraffa

Tentativos dos machos da aceitação sexual das fêmeas; Parque Nacional de Tangerinne
Com sucesso

Sem sucesso

% icm sucesso

Machos A
Machos B
Machos C

Machos que deslocam
Deslocados

Machos A
Machos B
Machos C
Machos juvenis

Machos A

Machos B

Machos C
Moscas versus Aranhas:
Mimetismo?

Zonosemata vittigera realiza uma dança especial
ao enfrentar ameaço. A dança aparenta a
dança defensiva de seu predador: aranha.
Qual é a função desse comportamento?

– H1: As moscas não são mímicas de aranhas. Em
várias espécies de mosca, a dança é usada na
exposição para obter copulas.
– H2: As moscas são mímicas de aranhas não por
ameaçar as aranhas mas para confundir outros
predadores.
– H3 As moscas são mímicas de aranhas para enganar
as aranhas na caça.
Moscas versus Aranhas:
Mimetismo?
A: Zonosemata normal
B: Asas cortadas e coladas.
C: Asas cortadas e trocadas com asas
transparentes de mosca.
D: Mosca com asas de Zonosemata
E: Mosca normal
Previsões
A

B

C

D

E

JS

Ataca

Ataca

Ataca

Ataca

Ataca

Outros

Ataca

Ataca

Ataca

Ataca

Ataca

JS

Ataca

Ataca

Ataca

Ataca

Ataca

Outros

Retira

Retira

Ataca

Ataca

Ataca

JS

Retira

Retira

Ataca

Ataca

Ataca

Outros

Ataca

Ataca

Ataca

Ataca

Ataca

H1

H2

H3
Matar

Seguir e Se Retirar
Atacar

Respostas das aranhas

Zonosemata versus
Salticidae: Resultados
Por que alguns morcegos tem
testículos maiores?
As fêmeas do morcego copulam com vários
machos.
As espermas de machos diferentes competem
para fertilizar o ovo.
Um ejaculo maior resulta numa probabilidade
maior de fertilização. Os testículos maiores
permite que isso acontece.
Previsões: Existe uma correlação positiva entre
o tamanho do grupo e o tamanho do testículo.
Tamanho relativo dos
Testículos (Logaritmo)

Tamanho do Testículo de
Morcegos – Comparação

Tamanho do Grupo /social (Logaritmo)
Trocas

As fêmeas de begônias são polinizadas por abelhas.
Os machos de begônias oferecem abelhas muito pólen
mas as fêmeas não.
As fêmeas de begônias aparentem ser machos (mesmo
tamanho, mesmo cor, e outros).
H1: As flores femininas são visitadas por abelhas porque
melhor parecem ser flores masculinas. Assim, o
fenótipo ótimo das fêmeas é aparentar como uma flor
masculina média.
H2: O sucesso da polinização (atração de abelhas)
depende do tamanho, existe uma relação linear.
Quanto maior melhor.
Pequeno Médio Grande
Tamanho da flor artificial

Número de fores por inflorescência

Número de aproximações

Trocas

Área do sépala do petalóide
Formulando e testando
hipóteses sobre a evolução de
comportamento
Técnicas experimentais – em especial
aquelas que fazem previsões
quantitativas e não qualitativas

O método comparativo – quando os
experimentos não funcionam...
Sociabilidade em
Ploceidae

O método comparativo
Observações:
~90 espécies de espécies muito parecidas são encontradas na
África e Ásia
• Algumas são solitárias e algumas formam bandas grandes
•Algumas construam ninhos crípticos em territórios grandes
defendidos e outras agregam os ninhos em colônias
• Algumas são monógamas com ligações permanentes entre machos e
fêmeas e outras são polígamas com os machos contribuindo pouco
cuidado parental
Como explicar essa diversidade de comportamento?
John Crook (1968) aplicou o método comparativo

Ao procurar correlações entre aspectos da organização social e
A ecologia das espécies:
Tipo de alimento
Distribuição e abundancia de alimento
predadores
Locais de nidificação
As espécies de Ploceidae formam duas
categorias gerais

Baya – construía ninhos
solitários e crípticos na
floresta, se alimenta
solitariamente de
insetos em territórios
grandes, e são
monógamas com os
machos parecidos as
fêmeas
Mascarada – Espécie da savana que se alimenta de sementes em bandas
grandes e nidificam em formas de colônias em ninhos crípticos. São
polígamas com um dimorfismo sexual marcado – as fêmeas apagadas, os
machos com cores brilhantes
Qual é a relação de comportamento e morfologia a ecologia?
Floresta:
•Alimento fica dispersado –aves se alimentem solitariamente em
manchas de recursos defendidas
• alimento fica dispersado – tanto machos como fêmeas necessários
para alimentar a prole
• ambos pais cuidam da prole –coloração apagada para evitar atração
de predadores
•Ninhos crípticos dispersados – evita detecção por predadores
Savana:
• sementes heterogêneos mais localmente abundantes – forrageio em
grupos facilita o sucesso de procura
• ninhos não podem ser escondidos em campo aberto – procura de
segurança em locais mais abrigados
• locais mais abrigados são raros e dispersados – nidificação colonial
• machos agora podem defender acesso aos locais de nidificação
• também, o alimento abundante emancipa o macho do cuidado
parental –
•O macho gasto tempo na atração de fêmeas – evolução de poligamia
e demonstrando plumas como propaganda
Distinguindo
Adaptações e produtos
secundários: um
exemplo

O orgasmo feminino humano
G.C. Williams
“Adaptação” é um conceito especial e
oneroso.
Usar somente quando necessário
Quando existe evidencia sólida que um
atributo fenotípico resolve um problema
específico que não poderia ser causado
como produto de outro fenômeno.
O orgasmo feminino humano satisfaz esse
requisito?
O Orgasmo Feminino
O que quer implicar a adaptação?
As fêmeas com orgasmos reproduziram
mais do que fêmeas sem devido o
orgasmo.
Existe um efeito positivo sobre a aptidão.
O Orgasmo Feminino
Acredito que existe evidencia a favor de
que o orgasmo é uma adaptação, mas é
necessário mas não suficiente forte
para concluir que é uma adaptação.
Uma lição importante é que os atributos
podem ser considerados como produtos
secundários; a adaptação é uma
afirmação forte, requerendo a
evidencia do desenho.
Perguntas?
Referencias
Evolutionary Analysis (Freeman e Heron) 2nd
edition
Pratt D., e Anderson, V., “Giraffe social
behaviour”, Journal of Natural History, 1985,
19:771-781

Testes de adaptação

  • 1.
    Ecologia de Populações Prof.Dr. Harold Gordon Fowler popecologia@hotmail.com
  • 2.
    Por que existedimorfismo sexual? H1: Porque machos e fêmeas consumem recursos alimentares diferentes como conseqüência da divisão do trabalho. H2: Por que os machos competem para as fêmeas. Existe a seleção sexual para machos maiores.
  • 3.
    Peso do Macho/Pesoda Fêmea Dimorfismo Sexual – Método Comparativo Machos por fêmea
  • 4.
    Por que existeo dimorfismo sexual? Existe muitos pontos no gráfico anterior que desviam significativamente da linha de regressão. Os resultados não confirmam ou falsificam a adaptação. Mas os dados demonstram que a seleção natural é relevante para explicar o dimorfismo em algumas espécies. A adaptação é testada no tempo.
  • 5.
    Pigmeus Elefante pigmeu deBorneo Hipopótamo pigmeu da África Ocidental Gambá pigmeu de Austrália
  • 6.
    Pigmeus Pigmeus Baka daÁfrica Pigmeus Batak das Filipinas
  • 7.
    Por que ospigmeus são pequenos? Bamberg Migliano, Vinicius, Mirazon Lahr 2007. Life history tradeoffs explain the evolution of human pygmies. PNAS 104: 2021620219 Crescimento: Não pigmeus Altura (cm) pigmeus Idade (anos) Os pigmeus crescem inicialmente a taxa normal mas parem de crescer ao redor de 14 anos de idade em vez de 18.
  • 8.
    Por que ospigmeus são pequenos? Sobrevivência: Não pigmeus pigmeus chimpanzés Idade (anos) Os pigmeus aparentem uma sobrevivência menor. Sua esperança de vida ao nascer é de 16 a 24 anos, comparada a 34 a 48 anos para os caçadores não pigmeus
  • 9.
    Por que ospigmeus são pequenos? Fecundidade: Não pigmeus pigmeus A fertilidade do pigmeu atinge o máximo a 20 a 24 anos de idade, comparado a 30 a 34 anos nos caçadores não pigmeus
  • 10.
    Por que ospigmeus são pequenos? A explicação mais provável é que o ambiente do pigmeu, a floresta pluvial isolada, é perigoso. Uma sobrevivência menor resulta numa reprodução mais cedo. Uma reprodução precoce requer que os recursos internos são desviados de crescimento para reproduzir mais cedo.
  • 11.
    Tempo de copulaem moscas varejeiras: Modelo matemático Tempo de procura e proteção é de 156.5 minutos, O primeiro macho fertiliza 20% e um segundo macho fertiliza 80% dos ovos, A taxa de fertilização aumenta com o tempo gasto na copula com retornos menores, O tempo ótimo de copula é o tempo que maximiza o número de ovos fertilizados por unidade de tempo, Qual é o tempo ótimo para a copula?
  • 12.
    Proporção de ovosfertilizados Tempo de Copula – Modelo matemático <-Minutos de procura e vigilância Prevista Observada Minutos em copula com fêmea
  • 13.
    O pescoço doGiraffa giraffa: por que é tão comprido? H1: O pescoço da girafa evoluiu porque o pescoço comprido permite alcançar ramos mais altos ao se alimentar. H2: O pescoço da girafa evoluiu como ferramenta de briga para obter copulas.
  • 14.
    O Pescoço deGiraffa giraffa Evidencia contra H1: Girafas geralmente não se alimentam de árvores altas, mas de arbustos. Geralmente usam os pescoços na briga competitiva para acesso a fêmea. Deve existir uma correlação entre o comprimento do pescoço da girafa e sucesso reprodutivo.
  • 15.
    O Pescoço deGiraffa giraffa Tentativos dos machos da aceitação sexual das fêmeas; Parque Nacional de Tangerinne Com sucesso Sem sucesso % icm sucesso Machos A Machos B Machos C Machos que deslocam Deslocados Machos A Machos B Machos C Machos juvenis Machos A Machos B Machos C
  • 16.
    Moscas versus Aranhas: Mimetismo? Zonosematavittigera realiza uma dança especial ao enfrentar ameaço. A dança aparenta a dança defensiva de seu predador: aranha. Qual é a função desse comportamento? – H1: As moscas não são mímicas de aranhas. Em várias espécies de mosca, a dança é usada na exposição para obter copulas. – H2: As moscas são mímicas de aranhas não por ameaçar as aranhas mas para confundir outros predadores. – H3 As moscas são mímicas de aranhas para enganar as aranhas na caça.
  • 17.
    Moscas versus Aranhas: Mimetismo? A:Zonosemata normal B: Asas cortadas e coladas. C: Asas cortadas e trocadas com asas transparentes de mosca. D: Mosca com asas de Zonosemata E: Mosca normal
  • 18.
  • 19.
    Matar Seguir e SeRetirar Atacar Respostas das aranhas Zonosemata versus Salticidae: Resultados
  • 20.
    Por que algunsmorcegos tem testículos maiores? As fêmeas do morcego copulam com vários machos. As espermas de machos diferentes competem para fertilizar o ovo. Um ejaculo maior resulta numa probabilidade maior de fertilização. Os testículos maiores permite que isso acontece. Previsões: Existe uma correlação positiva entre o tamanho do grupo e o tamanho do testículo.
  • 21.
    Tamanho relativo dos Testículos(Logaritmo) Tamanho do Testículo de Morcegos – Comparação Tamanho do Grupo /social (Logaritmo)
  • 22.
    Trocas As fêmeas debegônias são polinizadas por abelhas. Os machos de begônias oferecem abelhas muito pólen mas as fêmeas não. As fêmeas de begônias aparentem ser machos (mesmo tamanho, mesmo cor, e outros). H1: As flores femininas são visitadas por abelhas porque melhor parecem ser flores masculinas. Assim, o fenótipo ótimo das fêmeas é aparentar como uma flor masculina média. H2: O sucesso da polinização (atração de abelhas) depende do tamanho, existe uma relação linear. Quanto maior melhor.
  • 23.
    Pequeno Médio Grande Tamanhoda flor artificial Número de fores por inflorescência Número de aproximações Trocas Área do sépala do petalóide
  • 24.
    Formulando e testando hipótesessobre a evolução de comportamento Técnicas experimentais – em especial aquelas que fazem previsões quantitativas e não qualitativas O método comparativo – quando os experimentos não funcionam...
  • 25.
    Sociabilidade em Ploceidae O métodocomparativo Observações: ~90 espécies de espécies muito parecidas são encontradas na África e Ásia • Algumas são solitárias e algumas formam bandas grandes •Algumas construam ninhos crípticos em territórios grandes defendidos e outras agregam os ninhos em colônias • Algumas são monógamas com ligações permanentes entre machos e fêmeas e outras são polígamas com os machos contribuindo pouco cuidado parental Como explicar essa diversidade de comportamento?
  • 26.
    John Crook (1968)aplicou o método comparativo Ao procurar correlações entre aspectos da organização social e A ecologia das espécies: Tipo de alimento Distribuição e abundancia de alimento predadores Locais de nidificação
  • 27.
    As espécies dePloceidae formam duas categorias gerais Baya – construía ninhos solitários e crípticos na floresta, se alimenta solitariamente de insetos em territórios grandes, e são monógamas com os machos parecidos as fêmeas
  • 28.
    Mascarada – Espécieda savana que se alimenta de sementes em bandas grandes e nidificam em formas de colônias em ninhos crípticos. São polígamas com um dimorfismo sexual marcado – as fêmeas apagadas, os machos com cores brilhantes
  • 29.
    Qual é arelação de comportamento e morfologia a ecologia? Floresta: •Alimento fica dispersado –aves se alimentem solitariamente em manchas de recursos defendidas • alimento fica dispersado – tanto machos como fêmeas necessários para alimentar a prole • ambos pais cuidam da prole –coloração apagada para evitar atração de predadores •Ninhos crípticos dispersados – evita detecção por predadores Savana: • sementes heterogêneos mais localmente abundantes – forrageio em grupos facilita o sucesso de procura • ninhos não podem ser escondidos em campo aberto – procura de segurança em locais mais abrigados • locais mais abrigados são raros e dispersados – nidificação colonial • machos agora podem defender acesso aos locais de nidificação • também, o alimento abundante emancipa o macho do cuidado parental – •O macho gasto tempo na atração de fêmeas – evolução de poligamia e demonstrando plumas como propaganda
  • 30.
    Distinguindo Adaptações e produtos secundários:um exemplo O orgasmo feminino humano
  • 31.
    G.C. Williams “Adaptação” éum conceito especial e oneroso. Usar somente quando necessário Quando existe evidencia sólida que um atributo fenotípico resolve um problema específico que não poderia ser causado como produto de outro fenômeno. O orgasmo feminino humano satisfaz esse requisito?
  • 32.
    O Orgasmo Feminino Oque quer implicar a adaptação? As fêmeas com orgasmos reproduziram mais do que fêmeas sem devido o orgasmo. Existe um efeito positivo sobre a aptidão.
  • 33.
    O Orgasmo Feminino Acreditoque existe evidencia a favor de que o orgasmo é uma adaptação, mas é necessário mas não suficiente forte para concluir que é uma adaptação. Uma lição importante é que os atributos podem ser considerados como produtos secundários; a adaptação é uma afirmação forte, requerendo a evidencia do desenho.
  • 34.
  • 35.
    Referencias Evolutionary Analysis (Freemane Heron) 2nd edition Pratt D., e Anderson, V., “Giraffe social behaviour”, Journal of Natural History, 1985, 19:771-781