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Conteúdo principal

Tamanho da população, densidade e dispersão

O que é uma população ecológica. Como cientistas definem e medem o tamanho, densidade e distribuição da população no espaço.

Principais pontos

  • Uma população consiste em todos os organismos de uma dada espécie que vivem em uma área em particular.
  • O estudo estatístico de populações e de como elas mudam ao longo do tempo é chamado de demografia.
  • Duas medidas importantes de uma população são o tamanho populacional, o número de indivíduos, e densidade populacional, o número de indivíduos por unidade de área ou volume.
  • Ecologistas estimam o tamanho e densidade de populações usando quadrantes e o método de marcação e recaptura.
  • Os organismos numa população podem estar distribuídos em um padrão uniforme, aleatório, ou agrupado. Uniforme significa que a população está espaçada igualmente, aleatório indica um espaçamento aleatório, e agrupado significa que a população está distribuída em grupos.

O que é uma população?

No dia-a-dia, nós frequentemente pensamos numa população como o número de pessoas que moram num lugar em particular—A cidade de Nova York tem uma população de 8,6 milhões.1 Ou Monowi, Nebraska tem uma população de um. Pense—você poderia dobrar a população de Monowi se quisesse se mudar para lá!
Na ecologia, uma população consiste de todos os organismos de uma espécie em particular morando numa dada área. Por exemplo, poderíamos dizer que uma população de humanos mora em Nova York, e que outra população de humanos mora em Gross. Podemos descrever essas populações pelo seu tamanho — o que normalmente queremos dizer por população quando estamos falando de cidades e municípios — assim como pela sua densidade — quantas pessoas por unidade de área — e distribuição — o quão agrupadas ou espalhadas as pessoas estão.

Demografia: descrevendo populações e como elas mudam

Em muitos casos, ecologistas não estão estudando pessoas em cidades e municípios, ele estão estudando vários tipos populações de plantas, animais, fungos, e até de bactérias. O estudo estatístico de qualquer população, humana ou não, é conhecida como demografia.
Por que a demografia é importante? Populações podem mudar em seus números e estrutura — por exemplo na distribuição de idade e sexo — por vários motivos. Essas mudanças podem afetar como a população interage com seu ambiente físico e com outras espécies.
Rastreando populações através do tempo, ecologistas podem ver como essas populações mudaram e podem ser capazes de prever como elas provavelmente irão mudar no futuro. O monitoramento do tamanho e estrutura de populações também ajuda os ecologistas a manejar essas populações — por exemplo, mostrando se esforços de conservação estão ajudando uma espécie ameaçada de extinção a aumentar seus números.
Nesse artigo, vamos começar nossa jornada através da demografia olhando para os conceitos de tamanho de uma população, densidade e distribuição. Vamos também explorar métodos que ecologistas usam para determinar esses valores para populações na natureza.

Tamanho e densidade populacional

Para estudar a demografia de uma população, vamos querer começar com algumas medidas de referência. Uma é simplesmente o número de indivíduos numa população, ou seu tamanhoN. Outra é a densidade populacional, o número de indivíduos por área ou volume do habitat.
Tamanho e densidade são ambas importantes na descrição da corrente situação de uma população e, potencialmente, para fazer predições sobre como ela pode mudar no futuro:
  • Populações maiores podem ser mais estáveis que populações menores porque são mais propensas a ter maior variabilidade genética e assim maior potencial para se adaptar às mudanças no ambiente por meio da seleção natural.
  • Um membro de uma população de baixa densidade — onde os organismos são escassamente espalhados — pode ter mais dificuldade em encontrar um companheiro para reproduzir do que um indivíduo em uma população de alta densidade.

Mensurando o tamanho da população

Para encontrar o tamanho de uma população, não podemos somente contar os organismos ali existentes? Idealmente, sim! Mas em muitos casos da vida real, isto não é possível. Por exemplo, você gostaria de tentar contar cada graminha no seu jardim? Ou cada salmão, digamos, no Lago Ontário, que tem 1,630 e+12 metros cúbicos em volume?1 Contar todos os organismos em uma população pode ser muito dispendioso em termos de tempo e dinheiro, ou simplesmente pode não ser possível.
Por estas razões, os cientistas muitas vezes estimam o tamanho de uma população ao pegar uma ou mais amostras da população e usar estas amostras para fazer inferências sobre a população como um todo. Uma variedade de métodos podem ser usados para determinar amostras de populações e determinar seu tamanho e densidade. Aqui, vamos ver dois dos mais importantes: os métodos quadrante e marcação e recaptura.

Método quadrante

Para organismos imóveis, como plantas—ou para organismos muito pequenos e lentos—parcelas chamadas quadrantes podem ser usadas para determinar o tamanho e densidade de uma população. Cada quadrante marca uma área do mesmo tamanho—tipicamente uma área quadrada—dentro do habitat. Um quadrante pode ser determinado ao cercar uma área com palitos e cordões ou usando um quadrado de madeira, plástico ou metal colocado no chão, como mostra a figura abaixo.
Crédito da imagem: modificado de Population demography: Figure 2 por OpenStax College, Biology, CC BY 4.0; crédito da imagem original: NPS Sonoran Desert Network
Após determinar os quadrantes, os pesquisadores contam o número de indivíduos existentes nos limites de cada um. Amostras múltiplas de quadrantes são dispostas em todo o habitat em vários locais aleatórios, o que garante que os números registrados são representativos para todo o habitat. Ao final, os dados podem ser usados para estimar o tamanho e densidade da população em todo o habitat.

Método da marcação e recaptura

Para organismos que se movimentam, como mamíferos, aves ou peixes, uma técnica chamada de método de marcação e recaptura é frequentemente usada para determinar o tamanho da população. Este método envolve a captura de amostras de animais e a marcação deles de alguma forma — por exemplo, usando etiquetas, faixas, pinturas ou outras marcações no corpo, como apresentado abaixo. Em seguida, os animais marcados são devolvidos ao ambiente podendo se misturar ao restante da população.
Crédito da imagem: Population demography: Figure 3 por OpenStax College, Biology, CC BY 4.0; originais: esquerda, modificação do trabalho por Neal Herbert, NPS; meio, modificação do trabalho por Pacific Southwest Region USFWS; direita, modificação do trabalho por Ingrid Taylar
Mais tarde, uma nova amostra é coletada. Esta nova amostra irá incluir alguns indivíduos que estão marcados — recapturados — e alguns indivíduos que não estão marcados. Usando a relação de indivíduos marcados para não marcados, os cientistas podem estimar quantos indivíduos existem no total da população.

Exemplo de uso do método de marcação e recaptura

Digamos que você queira saber o tamanho de uma população de veados. Suponha que você já tenha capturado e marcado 80 veados e liberado-os de volta para a floresta. Depois de passado algum tempo — para permitir que os veados marcados se misturem bem com o resto da população — você volta e captura mais 100 veados. Desses veados, 20 já estavam marcados.
Se 20 dos 100 veados estão marcados, isto sugere que os veados marcados — que sabemos que eram 80 — representem também 20% da população. Usando essas informações, formulamos a seguinte relação:
número de marcações na primeira captura (M)população total (N)=número de marcações na recaptura (x)número total da recaptura (n)
MN = xn
Reorganizando a equação, temos:
N = nMx
Por fim, inserimos os valores do exemplo dos veados:
N = (100 total da recaptura)(80 marcados na primeira captura)(20 marcados na recaptura) = 400 veados
Esta abordagem nem sempre é perfeita. Alguns animais da primeira captura podem aprender a evitar a recaptura, superestimando a estimativa populacional. Por outro lado, alguns animais podem ser preferencialmente recapturados — especialmente se houver alguma recompensa em comida — resultando em uma subestimativa do tamanho populacional. Além disso, algumas espécies podem ser prejudicadas pela técnica de marcação, reduzindo a sua sobrevivência. A abordagem também pressupõe que animais não morram, nasçam, saiam ou entrem na população durante o período do estudo.
Os métodos alternativos para determinação do tamanho populacional incluem o rastreamento eletrônico de animais marcados com radiotransmissores e o uso de dados da pesca comercial e de operações de captura.

Distribuição das espécies

Muitas vezes, além de saber o número e a densidade de indivíduos em uma área, os ecologistas também querem saber a sua distribuição. Os padrões de dispersão das espécies — ou padrões de distribuição — referem-se a como os indivíduos de uma população estão distribuídos no espaço em um determinado momento.
Os organismos individuais que compõem uma população podem estar espaçados mais ou menos igualitariamente, dispersos aleatoriamente sem nenhum padrão previsível ou aglomerados em grupos. Estes padrões são conhecidos como padrão de dispersão uniforme, aleatório e agrupado, respectivamente.
Imagem modificada de Population distribution por Yerpo, CC BY-SA 4.0; a imagem modificada está sob uma licença CC BY-SA 4.0
  • Dispersão uniforme. Na dispersão uniforme, os indivíduos de uma população estão distribuídos mais ou menos uniformemente. Um exemplo de dispersão uniforme são as plantas que secretam toxinas para inibir o crescimento de indivíduos nas proximidades — um fenômeno chamado alelopatia. Também podemos encontrar a dispersão uniforme na espécie animal onde os indivíduos vigiam e defendem seus territórios.
  • Dispersão aleatória. Na dispersão aleatória, os indivíduos estão distribuídos aleatoriamente, sem um padrão previsível. Um exemplo de dispersão aleatória s são as flores e outras plantas que têm suas sementes dispersadas pelo vento. As sementes se espalham amplamente e brotam onde caem, desdeque o ambiente seja favorável — com solo, água, nutrientes e luz suficientes.
  • Dispersão aglutinada. Numa dispersão aglutinada, indivíduos são aglomerados em grupos. Um dispersão aglutinada pode ser vista em plantas que dispersam suas sementes diretamente no solo — como árvores de carvalho — ou animais que vivem em grupos — cardumes de peixes ou manadas de elefantes. Dispersões aglutinadas também acontecem em habitats que são desiguais, com apenas algumas manchas adequadas para viver.
Como você pode ver por esses exemplos, dispersões de indivíduos em uma população fornecem mais informações sobre como eles interagem uns com os outros — e com seu ambiente — do que uma simples medida de densidade.

Resumo

Em ecologia, uma população consiste de todos os organismos de dada espécie que vivem em uma área específica. O estudo estatístico das populações e como elas se alteram ao longo do tempo é denominado demografia.
Duas medidas importantes de uma população são tamanho da população, o número de indivíduos, e densidade populacional, o número de indivíduos por unidade de área ou volume. Os ecólogos frequentemente estimam o tamanho e densidade das populações usando quadrantes e o método marcação e recaptura.
Uma população também pode ser descrita em termos de distribuição, ou dispersão dos indivíduos que a constituem. Os indivíduos podem ser distribuídos em um padrão uniforme, aleatório, ou agrupado. Uniforme significa que a população está igualmente distribuída, aleatório significa que está distribuída aleatoriamente e agrupado significa que a população está distribuída em grupos.

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