Durante
essa prática, você aprenderá mais sobre alguns dos vários fatores que limitam a capacidade do predador. Os fatores intrínsecos
incluem o tempo limitado para procurar presas, tamanho estomacal limitado, e o tempo necessário para a digestão. Os fatores
extrínsecos incluem a competição com outros predadores e perturbações ambientais. As relações predadoras – presas freqüentemente
mudam quando um ambiente é perturbado, como por enchentes, incêndios, uso de
pesticidas, ou agricultura. Quando existem poucos predadores no ambiente, os
herbívoros podem reproduzir rapidamente para atingir densidades locais elevadas. Esse efeito pode resultar no aumento numérico
dos predadores que migram a área. Quando existem muitos predadores e a disponibilidade de presas abundantes, os predadores
capturam quantas presas tão rapidamente possíveis, e a predação sob essas condições é uma "competição por recursos" ou "competição por corrida"
(Birch 1957). As predação causa as presas a ficaram limitadas, e os predadores competidores podem interagir diretamente, levando
a danos ou sucesso predatório limitado. Esse tipo de competição é chamada "competição
por interferência" ou " competição por briga" (Birch
1957). Quando o ambiente fica mais estável, a competição pode retornar a comunidade um equilíbrio de espécies de predadores e presas.
Métodos
Olhem os vários insetos predadores, e lembram dos papeis desses predadores na estruturação
da comunidade. Cada aluno será atribuído apêndices alimentares baseados nos tipos de predadores, e cada aluno terá uma copa
de plástico pequena para representar o seu estomago. Os apêndices alimentares consistem de pares de garfas, facas e colheres
de plástico que se juntam com ligas (Figura 1). Os pares de facas representam
os mandíbulas, os pares de colheres representam pernas raptoriais, e pares de garfos representam pernas que agarram. Um número
igual de cada tipo de predador é aleatoriamente atribuído aos alunos presentes.
As regras
do forrageio são simples. O predador preciso usar somente seu apêndice alimentar para capturar as presas. O predador precisa
parar de forragear quando o estomago (copa) fica cheia ou ao expirar o tempo. Se qualquer presa não comestível esteja presente
no estomago ao fim dos 45 segundos, todas as presas são devolvidas ao ambiente.
Os estômagos precisam ficar em pé sempre Após o fim da alimentação, os predadores precisam fazer digestão das presas, representado pelo tempo necessário para determinar o número e tipo de espécies de presas em seus estômagos. Para facilitar esse processo, você precisa separar suas presas por tipo e usar
o balance para pesar cada tipo. Antes da prática, o peso médio por presa individual precisa ser registrado. Após o forrageio,
o número de presas de cada tipo comido é determinado pelo pesagem e posterior cálculo do número de indivíduos. Deve registrar
as somas parciais para cada tipo de predador em papel.
Na segunda
geração desta prática, um segundo tipo de presa vira venenosa e não pode ser
comida por qualquer predador. Freqüentemente, as taxas de predação não podem
acompanhar as taxas reprodutivas de algumas espécies de presa. Para evitar a saturação do ambiente com presas (e para simultaneamente
manter custos razoáveis), foi imposto um limite da reprodução das presas. Tipicamente, não adicionamos mais do que 300 presas por geração. Esse limite se explica ecologicamente como o papel da competição intra-específica
para recursos (ou a capacidade de suporte do ambiente). Na ausência de predação, as espécies herbívoras aumentarão de número
até que seu alimento fica limitante; e depois somente aqueles membros da espécie que tem capacidade de adquirem nutrientes
suficientes poderão reproduzir. Nesta prática, cada espécie de presa se alimenta
de recursos diferentes e por isso não é afeitada pela competição inter-específica.
Após
terminar essa prática, você deve gerar figuras usando a planilha de Excel@ que devem ser distribuídas para a classe.
Você deve fazer gráficos das mudanças dos números dos predadores e presas!
Você precisa
gerar um relatório formal de laboratório e responder as perguntas relacionadas a essa prática.
No relatório você deve opinar sobre a dinâmica da comunidade dos insetos
predadores e suas presas.
Seu
relatório deve incluir uma interpretação dos resultados entre gerações. Quase com certeza, os resultados serão diferentes
ainda se os mesmos tipos de presa viram venenosos e o mesmo tipo de predador se adapta. As diferencias podem resultar do fato
do que os predadores serão mais experimentados e são mais eficientes na segunda rodada, assim mudando o resultado. Adicionalmente,
os predadores podem ariscar e chutar quais tipos de presa devem ser inicialmente
evitadas. Ocasionalmente, os tipos de predadores ou presas são forçadas a extinção
em uma ou as duas rodadas. Você deve explicar os resultados e opinar sobre as interações predador - presa. Deve consultar
a literatura primária para fazer seu relatório, com citação dos trabalhos pesquisados sobre as interações predador - presa.
Condução da simulação
1.
Você será atribuído um apêndice alimentar
que representa um tipo específico de inseto predador (garfos= libélulas, colheres= louva-deuses, e facas= besouros).
2.
Terá um estomago (copa pequena de cafezinho).
3.
Ao forragear, use somente o apêndice
para assegurar e colocar as presas no copinho. Você pode furtar presas dos apêndices
de outros predadores, mas não dos estômagos. Pode ser escolhidos
alguns alunos que devem furtar presas de outros predadores em vez de capturar presas no ambiente. Um exemplo de insetos que
furtam presas se encontra na Família Bittacidae
que furtam as presas das teias de aranha.
4.
Você forrageia para quantas presas possíveis
dentro de um intervalo de 45 segundos se você tem comido uma presa venenosa—
você vomitará, esvaziando todo o conteúdo do estomago no ambiente. Como o aprendizagem para evitar comer pode ser simulado? Lembre que os predadores inicialmente não serão capazes de reconhecer as presas
venenosas, mas após ficando doentes podem distinguir entre os tipos de presas. Deve repetir a seqüência sem presas venenosas
e os resultados devem ser comparados a seqüência com presas venenosas. Assim,
precisa pensar sobre os efeitos das presas venenosas sobre a dinâmica de predador - presa.
5.
Após vomitar, retorne a se alimentar
evitando todas as presas venenosas.
6.
Após se alimentar, agrupam os tipos
de presas em recipientes e pesem das presas.
7.
Registre o peso das presas comidas e
o peso total consumido por cada tipo de predador.
8.
O tipo de predador que mais se alimentou
das presas (por peso) aumentará em freqüência e os predadores não eficientes diminuirão em freqüência. Todos os alunos participarão
na atividade cada geração. Os alunos não eficientes na captura de presas trocarão para novas partes bocais para simular a morte de alguns predadores e o nascimento de outros tipos de predadores. Quais são
as regras da reprodução do predador? Devem se lembrar da idéia de que os predadores que comem mais terão taxas maiores de
reprodução. Em grupos menores, rodam a seqüência com regras diferentes para a reprodução do predador e registre seus resultados.
Você deve calcular as razões novas de predadores para o próximo ano, dado um conjunto de regras para a reprodução do predador.
9.
Você repetira o forrageio durante varais
gerações após presas adicionais se agregam a população, baseado em quantos escaparam
da predação na geração anterior. A quantidade de presas (baseado no peso) que será adicionada será automaticamente calculado
pela planilha de Excel. Você deve determinar as regras para a reprodução das presas. Na parte de seu relatório sobre
as regras de reprodução das presas, você deve comentar sobre a idéia da competição intra-específica e a capacidade de suporte
do ambiente. Ao descrição do professor, pode ser realizadas outras simulações com regras diferentes para a reprodução da presa
para comparar os resultados de grupos diferentes. Para o relatório, você deve calcular e incluir o número de presas adicionado a cada geração, sob o conjunto de regras da reprodução das presas.
10.
Após cada geração, preenche a planilha
de Excel (Tabelas 1 e 2). Em cada geração, existe uma probabilidade de que outro tipo de presa se tornará venenosa ou
que um tipo de predador se adaptará para poder se alimentar de uma presa previamente venenosa. Você precisa registrar o que
o professor atribuiu durante o forrageio do predador. No relatório, você deve distinguir entre os morfos diferentes das presas
(cores diferentes de doces).
11.
No fim da prática, use a planilha de Excel
(Tabelas 1 e 2) para gerar tamanhos populacionais de presas e predadores entre gerações, e depois termine os gráficos na planilha
(Figuras 2 e 3). Depois, use a planilha e os gráficos para responder perguntas do fim dessa prática.
12. Pontos de bônus> Você pode desenhar outro cenário de predador
- presa, experimentando com os números iniciais de predadores e presas, a capacidade
de suporte, e outros. Introduz presas diferentes ou tipos diferentes de habitat (alturas diferentes do gramado). Precisa desenvolver
outro conjunto de regras de forrageio.
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Local de estudo
Essa prática pode ser realizada
no laboratório ou em qualquer lugar. O espaço escolhido para essa prática deve permitir todos os alunos com acesso ao "ambiente”.Para
24 alunos, deve ser usados uma mesa de 1.2 x 2.4 metros com acesso em todos os lados. Com necessidade, mesas menores com grupos
menores podem ser usadas.
Nesta prática,
os alunos usarão uma variedade de apêndices alimentares (Figura 1) para procurar presas no ambiente. As presas serão agarradas e colocados no estomago. Para as simulações, colocamos em números iguais (n =
200) três tipos de doces que se distribuíam sobre a mesa. As doces estimulam o forrageio para presas comestíveis e proporciona
uma recompensa ao fim do laboratório; mas, pode ser usado também outro item como feijões, botões,... Também, o prático pode
ser realizado no gramado ou um caixa de papelão cheio de isopor de proteção.
Para simular o aprendizagem
de evitar comer, no começo do forrageio, os alunos predadores não conhecem qual
das espécies de presa é comestível. O forrageio acontece por 30 segundos antes do que o professor fala qual e o tipo de presa
não comestível. Os alunos com espécies não comestíveis em seus estômagos precisam depositar todos os itens de novo no ambiente
para simular doença antes de retornar a forragear. Com presas comestíveis limitadas disponíveis, deve experimentar um aumento
da competição e se pára a prática após 45 segundos.
Com base
no número capturado, o número de presas por espécie que ficam no ambiente é calculado
(200 – número comido = número de sobreviventes) e as presas reproduzem
pela regra seguinte. A espécie venenosa produz uma copia de ela mesma para cada membro que fica no ambiente (dobra o número
no ambiente). A espécie que ficará palatável reproduz a uma taxa de três indivíduos para cada um que fica no ambiente. A terceira
espécie reproduz a um nível intermediário de dois indivíduos para cada individuo que fica na população.
Os números
do predador também mudam. O sucesso de forrageio para cada tipo de predador é calculado e o sucesso reprodutivo e a reprodução
é determinado pela razão do sucesso de cada tipo de predador dividido pelo número total de presas consumidas por todos predadores
(quantidade comida por P1/ quantidade comida por (P1 + P2 + P3). A razão de predadores
se ajuste pela modificação das morfologias de forrageio dos predadores sem sucesso em freqüências apropriadas.
Um tipo
de predador é escolhido aleatoriamente para desintoxicar por adaptação as espécies venenosas de presa. Esse tipo de predador é capaz de se alimentar de todos os tipos de presa com exceção do tipo de presa
que vira venenoso na próxima rodada. Os outros tipos de predadores precisam evitar seletivamente o tipo de presa venenosa
da rodada anterior e o tipo venenoso novo de presa quando também lidam com a competição e tentam reproduzir.
Essa prática
roda continuamente até chegar a estabilidade ou todos os tipos com exceção de um predador ou presa foram extintos. Depois as presas são trocados no ambiente. Previsões sobre o comportamento da comunidade
precisam constar no relatório. A prática se repita de novo ao atribuir aleatoriamente
qual presa é venenosa e quais adaptações terão os predadores.
Baixe a planilha aqui
Muda a taxa reprodutiva até que você provoca grandes mudancas
na dinâmica (os gráficos). Essa taxa na realidade e quantos oresas precisam ser consumidas para criar um filhote.
Lembre das eficiencias ecologicas.
Normalmente as presas chegam a capacidade de suporte com
a predação, implicando que a predação não é importante! Por que isso acontece?
Após realizar suas simulações responda o questionário na próxima página
Questionário
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