Predador-presa (consumidor-recurso)

1. Predador-presa(consumidor-recurso)

2. A predação é um ato comportamental definido e direto. Outras interações, como competição e mutualismo, por exemplo, não envolvem comportamentos individuais da mesma forma que a predação, já que seus resultados emergem somente de suas conseqüências ecológicas. • Por comparação, a predação pode ser definida como um ato comportamental, um processo ecológico, ou mais geralmente a combinação dos dois.

3. Predadores • Predadores intraguilda • Parasitóides • Parasitas • Herbívoros (consumidores): • Predadores de sementes • Parasitas • Forrageadores

4. Diversidade de mecanismos anti-predatórios • As espécies de presas têm desenvolvido diferentes tipos de adaptações (interno e externo) para dificultar a detecção, captura e consumo pelos predadores.

5. Camuflagem

6. Onde está a mantis?

7. Cores de alarde(Dendrobates sp.)

8. Mimetismo (demonstra o poder da seleção): • Mulleriano: duas espécies (“perigosas”) mimetizam os mesmos padrões de coloração. Ex: vespas, borboletas. • Batesiano: espécies (“não perigosas” mimetizam (forma e cor) outras espécies (“perigosas”). Ex: moscas, aranhas.

9. Mimetismo - Batesiano

10. Mimetismo-Mulleriano

11. Teoria de Forrageio Ótimo • A teoria do forrageio é baseada na hipótese de que o comportamento de forragear tem sido moldado pela seleção natural para maximizar sua performance (“Fitness”).

12. Stephens & Krebs (1986) • Propõem que os predadores otimizam o forrageio utilizando diferentes tipos de presas disponíveis para maximizar o ganho energético. • Krebs & Davies (1996) • A escolha ótima de presas depende • valores energéticos • tempo de procura e manuseio.

13. Predadora (exótica) ? Presa (nativa) Presa (exótica) Tempo de manuseio menor Maior taxa de ataque (maior preferência) Maior energia absorvida Tempo de manuseio maior Menor taxa de ataque Menor energia absorvida

15. Resposta funcional

16. Solomon (1949) foi o primeiro autor a tratar • Holling (1959) desenvolve um modelo teórico em função do tempo de manuseio (Th) e taxa de ataque (a) • Há 3 tipos clássicos de resposta funcional • Resposta funcional do tipo I • Resposta funcional do tipo II • Resposta funcional do tipo III

17. Tipo I Tipo I Proporção de presas consumidas N0 presas capturadas constante Densidade de presas Densidade de presas • Tipo I  o tempo de manuseio (Th) não é significativo.

18. Tipo II Tipo II negativa N0 presas capturadas Proporção de presas consumidas Densidade de presas Densidade de presas Tipo II  Distingue da resposta I pela presença do tempo de manuseio (Th).

19. Tipo III Tipo III Positiva e negativa N0 presas capturadas Proporção de presas consumidas Densidade de presas Densidade de presas Tipo III  Geralmente está associada a predadores generalistas.

23. Modelo verbal predador-presa Presa (recurso) Variação da população de presas no tempo Crescimento da população - Resposta funcional do predador = Predador (consumidor) Variação da população de predadores no tempo - Mortalidade do predador Resposta numérica do predador consumindo a presa =

24. Modelo simples de predador-presa de Lotka-Volterra com crescimento exponencial e resposta funcional tipo I Presa (recurso) Variação da população de presas no tempo Crescimento da população - Resposta funcional do predador =

25. Predador (consumidor) Variação da população de predadores no tempo - Mortalidade do predador Resposta numérica do predador consumindo a presa =

26. dN/dt=0 P r/a N Solução de equilíbrio para presas

27. dP/dt=0 P d/ N Solução de equilíbrio para predadores

28. P N Ciclo predador-presa do modelo simples de Lotka-Volterra Plano de fase Serie temporal Presa Dens Predador Tempo

29. Exemplo clássicoLince-lebre (Hudson Bay – Canadá)

30. Modelo simples de predador-presa de Lotka-Volterra com crescimento exponencial e resposta funcional tipo II

31. Modelo simples de predador-presa de Lotka-Volterra com crescimento logístico e resposta funcional tipo II (Rosenzweig & MacArthur, 1963)

32. Isoclines e paradoxo enriquecimento (Rosenzweig, 1971) Vamos observar que este último modelo apresentado possui algumas características peculiares e que vêm sendo alvo de diversas pesquisas no intuito de tentar resolver este paradoxo. A idéia básica que o modelo sugere é a de que com o aumento da produção primária o sistema pode atingir um estado instável levando o predador à extinção.

33. Ciclo limite Estável dP/dt=0 dP/dt=0 N predadores N predadores dN/dt=0 dN/dt=0 N presas N presas Instável Enriquecimento em K dP/dt=0 N predadores N predadores dN/dt=0 K K’ N presas N presas

34. aumentando taxa de ataque (e.g. amax ) dC/dt=0 dC/dt=0 Consumidor (C) Consumidor (C) dR/dt=0 dR/dt=0 K qPo/(famax -q) qPo/(famax -q) K Recurso (R) Recurso (R)

35. O que acontece se adicionarmos uma certa interferência sobre consumidor? sem interferência Consumer (C) dR/dt=0 K qRo/(famax-q) Resource (R)

36. com interferência Consumer (C) dR/dt=0 K qRo/(famax-q) Resource (R)

37. O que acontece quando adiconamos resposta funcional tipo II (switching)? sem RF tipo III Consumer (C) dR/dt=0 K qRo/(famax-q) Resource (R)

38. Tendência de estabilização do sistema, pois há um desacoplamento da interação em baixas densidades (crescimento positivo em baixas densidades de R) Com RF tipo III Consumer (C) dR/dt=0 K qRo/(famax-q) Resource (R)

39. Predação e comunidade • A presença de um predador em uma comunidade faz aumentar ou diminuir a riqueza de espécies da comunidade? • Predador é considerado muitas vezes como espécie chave dentro de uma comunidade. • Permite a coexistência de um maior número de espécies mantendo suas densidades baixas.

40. O paradoxo do enriquecimento ocorre em diferentes modelos que incorporam parâmetros realísticos. • Há poucos estudos, em sistemas naturais, testando o paradoxo e seus resultados são incertos.

41. Sistema em questão: Interação consumidor-recurso Daphnia Pulex “Algas”

42. Foco do estudo: • Quais fatores agem sobre populações fazendo com que estas apresentem diferentes dinâmicas? (estável e cíclica)

43. 2 possibilidades: • Mudanças estruturais do ambiente (qualitativa) – ecologia teórica reconhece este fato e incorporam estas diferenças estruturais aos modelos. • Ex: refúgio, estrutura etária • Mudanças intrínsecas do sistema (quantitativa) – a simples variação nos valores dos parâmetros. • Ex: equação logística discreta

44. Para tanto • Revisão na literatura do sistema Daphnia-algas com atenção especial para as séries temporais • Levaram em consideração os diferentes ambientes (mudanças estruturais) e as dinâmicas observadas

45. Séries temporais • Metodologia de analise de série temporal: • Tendência sazonal de longo prazo • ajuste linear ou de segunda ordem (log) – se significativo remove-se a tendência e utiliza o resíduo da regressão para cálculo da variação da população • Estabilidade • análise do desvio padrão da série temporal (variação da população < 20% da média aritmética, < 0.08) • Não há estabilidade • primeiro procura por flutuações regulares ou não regulares e depois ajusta regressão não linear para saber se são estáveis dentro de suas flutuações ou não.

46. Padrões dinâmicos observados para o sistema Daphnia-algas Classe 1– estáveis – sem tendência sazonal

47. Classe 2– ciclos de pequena amplitude e fora de fase (na média - lag de 0.33 dos ciclos de Daphnia para os ciclos de algas) – tendência sazonal

48. Classe 3– ciclos para Daphnia e estabilidade para algas

49. Interessante notar • Determinados locais (e.g., lake Washington) apresentaram as 3 classes dentro de um período de tempo • Classes idênticas para temperaturas distintas. • Efeito “retardo” (lag) da relação de produção de ovos e densidade de adultos de Daphnia

50. De maneira geral • As diferentes classes de dinâmicas (ciclos) são resultados da interação entre estas populações e seus diferentes estágios de desenvolvimento – recrutamento. • Fator intrínseco à interação. • Diferentes ambientes (inclusive laboratório) produziram ciclos semelhantes – sem efeito ambiental abiótico • Típica interação predador-presa (time-lag e presença de uma cohort dominante de Daphnia) e não um sistema onde o consumidor (Daphnia) é guiada pela disponibilidade de recurso.