0:00:01.616,0:00:04.372
Durante nosso curso gastamos um bom tempo

0:00:04.372,0:00:06.543
falando sobre fisiologia de animais[br]e plantas,

0:00:06.543,0:00:08.931
como células trabalham juntas[br]para formar tecidos

0:00:08.931,0:00:09.920
órgãos e sistemas.[br]

0:00:09.920,0:00:12.505
Formando um animal ou planta.

0:00:12.505,0:00:14.539
Para entender como funciona[br]um organismo

0:00:14.539,0:00:17.479
é importante saber o que acontece[br]em todos os níveis.

0:00:17.479,0:00:19.519
O mesmo é verdade para ecologia.

0:00:19.519,0:00:23.806
Assim, como chegamos bem perto ou longe[br]de um organismo,

0:00:23.806,0:00:25.802
também faremos o mesmo com a terra.[br]

0:00:25.802,0:00:27.682
Dependendo do tipo de lente de aumento,

0:00:27.682,0:00:30.425
entenderemos diferentes aspectos[br]do nosso planeta.

0:00:30.425,0:00:32.897
Podemos olhar para uma espécie,

0:00:32.897,0:00:35.323
como convive na mesma área geográfica.[br]

0:00:35.323,0:00:36.944
Isso é ecologia das populações.[br]

0:00:36.944,0:00:38.521
Também têm ecologia comunitária,

0:00:38.521,0:00:41.081
onde observamos diferentes organismos[br]no mesmo local,

0:00:41.081,0:00:42.700
e vemos como interagem.

0:00:42.700,0:00:45.952
Observando de longe, conseguimos estudar[br]ecologia dos ecossistemas.

0:00:45.959,0:00:49.391
Que é o estudo da interação entre[br]seres vivos e não-vivos,

0:00:49.467,0:00:51.406
e como interagem com o ecossistema.

0:00:51.406,0:00:54.511
Ecologia das populações,

0:00:54.511,0:00:56.534
é o estudo das espécies[br]dentro de um grupo

0:00:56.534,0:00:58.813
que interage principalmente[br]entre si.

0:00:58.813,0:01:00.613
Queremos entender porque populações

0:01:00.613,0:01:03.770
são diferentes em determinado período[br]e local, e iguais em outro.

0:01:03.770,0:01:07.001
Mas como, e porque, essa informação[br]pode ser relevante?

0:01:07.001,0:01:09.893
É muito importante para todo mundo.

0:01:09.893,0:01:13.192
Veja por exemplo, o surto da Febre[br]do Nilo Ocidental,

0:01:13.192,0:01:16.313
que atingiu Dallas, Texas, nos[br]Estados Unidos, no verão de 2012.

0:01:16.313,0:01:18.193
Na cidade de Dallas, 12 pessoas

0:01:18.193,0:01:20.623
morreram por causa desse vírus,

0:01:20.623,0:01:22.767
e quase 300 pessoas foram[br]infectadas.

0:01:22.767,0:01:24.810
Porém, em 2011, em todo o estado do Texas,

0:01:24.810,0:01:27.857
foram reportados somente 27 casos da febre[br]e somente 2 mortes.

0:01:27.857,0:01:29.290
Isso parece significativo.

0:01:29.290,0:01:30.038
O que houve?

0:01:30.038,0:01:32.663
Acontece que é um problema de[br]ecologia de populações.

0:01:32.663,0:01:34.471
O transmissor da doença é um mosquito,

0:01:34.471,0:01:37.147
e em 2012, houve um aumento de sua[br]população em Dallas

0:01:37.147,0:01:40.624
permitindo a propagação da doença.

0:01:40.624,0:01:43.549
Porque houve esse aumento em 2012?

0:01:43.549,0:01:46.321
E porque aconteceu somente no Texas[br]e não em outro estado,

0:01:46.321,0:01:47.140
como Nova Jersey?

0:01:47.140,0:01:49.382
A resposta está na ecologia[br]das populações.

0:01:49.382,0:01:59.637
(música animada rápida)

0:01:59.637,0:02:02.068
Antes de resolvermos esse mistério,

0:02:02.068,0:02:04.956
devemos entender os fundamentos[br]da ecologia das populações.

0:02:04.956,0:02:08.286
Primeiro, população é um grupo[br]de indivíduos

0:02:08.286,0:02:10.989
da mesma espécie que[br]interage regularmente.

0:02:10.989,0:02:14.240
Essa interação entre indivíduos depende[br]diretamente da geografia.

0:02:14.240,0:02:16.541
Você interage muito mais com pessoas[br]próximas

0:02:16.541,0:02:18.259
do que pessoas que estão longe.

0:02:18.259,0:02:20.167
As pessoas que estão próximas

0:02:20.167,0:02:22.748
serão aqueles que irão competir por[br]comida, habitat,

0:02:22.748,0:02:24.053
companheiros e tudo o mais.

0:02:24.053,0:02:26.789
Para entender o porquê das [br]populações serem diferentes

0:02:26.789,0:02:28.559
de um período e em locais[br]diferentes,

0:02:28.559,0:02:31.435
um ecologista deve saber algumas[br]coisas sobre a população.

0:02:31.435,0:02:32.955
Como a densidade populacional.

0:02:32.955,0:02:34.793
Neste exato momento, quantos mosquitos

0:02:34.793,0:02:37.622
podem entrar em contato um com o outro,[br]na cidade de Dallas?

0:02:37.622,0:02:40.861
A densidade de uma população pode[br]mudar devido a diferentes fatores

0:02:40.861,0:02:41.877
bem intuitivos:

0:02:41.877,0:02:43.739
aumenta, quando novos indivíduos

0:02:43.739,0:02:46.022
nascem ou imigram, mudam-se para o local.

0:02:46.028,0:02:49.110
Ou diminui, por causa de mortes[br]ou emigração,

0:02:49.110,0:02:50.956
quando indivíduos saem do local.

0:02:50.956,0:02:53.370
Um ecologista de populações

0:02:53.370,0:02:55.996
também precisa conhecer o[br]arranjo geográfico

0:02:55.996,0:02:58.167
dos indivíduos em uma população,

0:02:58.167,0:03:00.122
qual a dispersção da população?

0:03:00.122,0:03:01.839
Os mosquitos ficam todos amontoados?

0:03:01.839,0:03:03.691
São distribuídos igualmente[br]na cidade?

0:03:03.691,0:03:05.653
Existe algum tipo de espaço aleatório?[br]

0:03:05.653,0:03:08.628
As respostas dessas perguntas, pintam um[br]retrato da população

0:03:08.628,0:03:09.840
em determinado momento.

0:03:09.840,0:03:12.474
Para resolver um quebra-cabeça como[br]o surto do Nilo,

0:03:12.474,0:03:15.339
devemos estudar como a população mudou[br]ao longo do tempo,

0:03:15.339,0:03:19.132
investigando o princípio central da[br]ecologia das populações.

0:03:19.132,0:03:20.347
Crescimento populacional.

0:03:20.347,0:03:22.984
Há muitos fatores que atuam[br]no crescimento populacional,

0:03:22.984,0:03:25.308
e são diferentes de um organismo[br]para outro.

0:03:25.308,0:03:26.551
Por exemplo, fecundidade.

0:03:26.551,0:03:28.853
Quantos filhotes podem[br]gerar durante toda a vida,

0:03:28.853,0:03:31.500
é um dado muito importante para[br]o tamanho da população.

0:03:31.500,0:03:35.596
Por exemplo, porque populações de[br]mosquitos crescem rapidamente,

0:03:35.596,0:03:38.164
enquanto o rinoceronte-negro nunca[br]se recupera

0:03:38.164,0:03:39.754
da caça predatória?

0:03:39.754,0:03:42.467
Primeiro, mosquitos conseguem gerar[br]dois mil descendentes,

0:03:42.467,0:03:44.365
durante toda sua vida,[br]que é 2 semanas.

0:03:44.365,0:03:47.216
Já um rinoceronte pode viver[br]de 5 a 40 anos.

0:03:47.216,0:03:50.034
Normalmente uma população não cresce

0:03:50.034,0:03:53.061
até o máximo que pode, e não pode[br]crescer indefinidamente.

0:03:53.061,0:03:55.031
Para entender quão rápido ou devagar,

0:03:55.031,0:03:57.663
qual o máximo ou mínimo, que uma população[br]pode cresce,

0:03:57.663,0:04:00.232
devemos olhar os fatores que[br]controlam o crescimento.

0:04:00.232,0:04:02.146
Os fatores são chamados de

0:04:02.151,0:04:03.454
fatores limitantes.

0:04:03.454,0:04:05.941
Digamos que você é um mosquito[br]de Dallas em 2011,

0:04:05.941,0:04:07.088
antes do surto.

0:04:07.088,0:04:10.432
A taxa de crescimento era bem menor[br]do que 2012,

0:04:10.432,0:04:12.334
algo estava impedindo esse crescimento.

0:04:12.334,0:04:14.816
Quais eram os fatores limitantes?

0:04:14.816,0:04:17.310
Temos que saber do que[br]o mosquito precisa

0:04:17.310,0:04:19.329
para viver e se reproduzir com sucesso.

0:04:19.329,0:04:20.741
Primeiro, precisa de comida.

0:04:20.741,0:04:22.830
Mosquitos se alimentam de muitas[br]coisas.

0:04:22.830,0:04:25.326
Mas para você reproduzir, e se for[br]uma fêmea,

0:04:25.326,0:04:27.011
você precisa de sangue.

0:04:27.011,0:04:29.733
Você precisa achar um vertebrado[br]e sugar seu sangue.

0:04:29.733,0:04:32.432
Não acho que tenha falta de vertebrados

0:04:32.432,0:04:33.875
andando por ai em Dallas.

0:04:33.875,0:04:36.153
Tenho bons amigos de Dallas[br]que são vertebrados.

0:04:36.153,0:04:38.511
Você até poderia se alimentar deles.

0:04:38.511,0:04:39.688
Depois, temperatura.

0:04:39.688,0:04:42.129
Mosquitos são ectotérmicos, para que você

0:04:42.129,0:04:43.975
fique ativo, deve estar quente.

0:04:44.014,0:04:48.297
O estado do Texas é bem quente,[br]2011 e 2012 não foi exceção.

0:04:48.297,0:04:51.261
De fato, 2012 foi exceptionalmente quente

0:04:51.261,0:04:53.546
o que acelera o ciclo de vida do mosquito.

0:04:53.546,0:04:55.540
Outro fator limitante para[br]desconsiderar,

0:04:55.540,0:04:57.148
para os mosquitos de Dallas.

0:04:57.148,0:04:58.098
Vamos continuar.

0:04:58.098,0:05:01.731
Se você é um mosquito fêmea, deve achar[br]um bom mosquito macho para acasalar,

0:05:01.731,0:05:03.155
com emprego e carro próprio,

0:05:03.155,0:05:05.676
pois Dallas é uma cidade bem grande.

0:05:05.676,0:05:07.445
Isso não é difícil de encontrar!

0:05:07.445,0:05:10.321
Os machos formam uma nuvem de mosquitos,

0:05:10.321,0:05:12.387
ao anoitecer, na época de acasalamento,

0:05:12.387,0:05:15.105
a fêmea têm que achar uma nuvem[br]de machos mais próxima,

0:05:15.105,0:05:17.057
e voar nela para poder acasalar.

0:05:17.077,0:05:18.267
Muito fácil.

0:05:18.267,0:05:19.511
Próximo fator, espaço.

0:05:19.511,0:05:20.460
Certo!

0:05:20.460,0:05:22.711
Temos uma pista importante aqui.

0:05:22.711,0:05:25.122
Mosquitos têm que colocar seus[br]ovos em água parada,

0:05:25.122,0:05:26.970
as larvas de mosquito odeiam

0:05:26.970,0:05:29.198
água da chuva caindo na sua poça da água,

0:05:29.198,0:05:30.107
onde moram.

0:05:30.107,0:05:32.943
O verão de 2012 em Dallas teve uma[br]seca bem grave,

0:05:32.943,0:05:35.970
havia muita água parada,

0:05:35.970,0:05:38.472
onde as larvas dos mosquitos[br]se deram muito bem,

0:05:38.472,0:05:40.663
muitos estavam infectados com[br]o vírus do Nilo.

0:05:40.663,0:05:42.006
Quando vemos esta evidência,

0:05:42.006,0:05:43.709
podemos ver 2 fatores limitantes,

0:05:43.709,0:05:45.878
para o crescimento populacional[br]dos mosquitos,

0:05:45.878,0:05:47.846
que foram removidos em 2011.

0:05:47.846,0:05:50.167
Os fatores limitantes de temperatura[br]e espaço.

0:05:50.171,0:05:51.384
Estava muito quente,

0:05:51.384,0:05:55.360
e haviam muitos locais para que pudessem[br]procriar.

0:05:55.360,0:05:58.147
Ecologistas populacionais agrupam estes[br]fatores limitantes,

0:05:58.147,0:05:59.672
em duas categorias diferentes.

0:05:59.672,0:06:02.441
Dependente e independente de densidade,

0:06:02.441,0:06:03.492
Para poder saber

0:06:03.492,0:06:05.559
se o crescimento populacional[br]é controlado

0:06:05.559,0:06:07.046
pelo número de indivíduos,

0:06:07.046,0:06:08.732
ou se é controlado por outra coisa.

0:06:08.732,0:06:10.206
Isso é importante

0:06:10.206,0:06:12.831
pois influencia a capacidade[br]de carga

0:06:12.831,0:06:14.479
do habitat dos mosquitos.

0:06:14.479,0:06:17.370
Que é o número dos indivíduos que[br]um habitat pode sustentar,

0:06:17.370,0:06:18.857
com os recursos que possui.

0:06:18.857,0:06:22.291
Limitações dependentes de densidade são[br]fatores que inibem o crescimento,

0:06:22.291,0:06:25.533
devido ao estresse ambiental resultante[br]do tamanho populacional.

0:06:25.533,0:06:27.824
Por exemplo, pode não haver

0:06:27.824,0:06:29.968
comida, água e espaço suficiente[br]para todos.

0:06:29.968,0:06:31.824
Ou, como existem muitos indivíduos,

0:06:31.824,0:06:34.491
a população de um predador aumenta,

0:06:34.491,0:06:36.687
ajudando a diminuir a população[br]de mosquitos.

0:06:36.687,0:06:39.167
Doenças podem ser limitantes[br]dependente de densidade.

0:06:39.167,0:06:41.131
Indivíduos morando no mesmo local,

0:06:41.131,0:06:42.912
podem espalhar rapidamente[br]a infecção.

0:06:42.912,0:06:44.035
Os mosquitos em Dallas,

0:06:44.035,0:06:46.335
não ficaram sem vertabrados para[br]se alimentarem,

0:06:46.335,0:06:50.972
mas digamos que o aumento da população[br]local de mosquitos,

0:06:50.972,0:06:52.261
resultou no aumento

0:06:52.261,0:06:54.154
de morcegos Tadarida brasiliensis,

0:06:54.154,0:06:56.676
que é o mamífero voador oficial do Texas,

0:06:56.676,0:06:58.607
Eles se alimentam de insetos.

0:06:58.607,0:07:00.966
Seriam um fator limitante dependente[br]de densidade.

0:07:00.966,0:07:03.254
Aumento de mosquitos, gera o aumento[br]de morcegos,

0:07:03.254,0:07:04.931
que diminui os mosquitos.

0:07:04.931,0:07:05.686
É bem simples.

0:07:05.686,0:07:07.982
Quando limitações dependentes[br]atuam,

0:07:07.982,0:07:09.560
ocorre a limitação do crescimento

0:07:09.560,0:07:12.473
ou seja, a capacidade máxima de[br]carga do habitat foi atingida.

0:07:12.473,0:07:15.413
Fatores limitantes independentes[br]de densidade,

0:07:15.413,0:07:17.441
não dependem do número de indivíduos,

0:07:17.441,0:07:19.460
ou da densidade da população.

0:07:19.460,0:07:21.027
Muitas vezes essas limitações

0:07:21.027,0:07:22.742
estão associadas com catástrofes.

0:07:22.742,0:07:25.495
Erupção vulcânica, monções, um[br]acidente como Chernobil.

0:07:25.495,0:07:28.681
Ou seja, algo drástico altera o estilo de[br]vida da população,

0:07:28.681,0:07:31.102
fazendo com que fique difícil sobreviver.

0:07:31.102,0:07:32.976
Os eventos podem não ser[br]tão dramáticos.

0:07:32.976,0:07:36.755
Voltando aos mosquitos, digamos que[br]em 2013 houve uma tempestade enorme.

0:07:36.785,0:07:39.980
Chuvas torrenciais todos os dias[br]durante 3 meses.

0:07:39.980,0:07:41.903
Isso irá perturbar os ovos de mosquitos,

0:07:41.903,0:07:43.354
que vivem em águas paradas.

0:07:43.354,0:07:45.984
Assim o número de mosquitos nascidos[br]será muito menor.

0:07:45.984,0:07:48.170
Agora, se a temperatura diminuísse[br]de repente,

0:07:48.170,0:07:49.939
e fosse um verão atípico e gelado,

0:07:49.939,0:07:51.668
o crescimento do inseto diminuiria.

0:07:51.668,0:07:54.335
Falando sério, existem um bilhão[br]e meio de situações,

0:07:54.335,0:07:57.079
grandes ou pequenas, que poderiam alterar

0:07:57.079,0:07:58.876
a capacidade de carga da população,

0:07:58.876,0:08:00.649
ou até mesmo fatores externos.

0:08:00.649,0:08:04.771
O trabalho do ecologista populacional[br]é descobrir quais são esses fatores.

0:08:04.771,0:08:07.088
É para isso que serve matemática.

0:08:07.088,0:08:10.413
A matemática diz que qualquer população

0:08:10.413,0:08:12.383
pode crescer exponencialmente,

0:08:12.383,0:08:13.970
a não ser que algo impeça isso.

0:08:13.975,0:08:16.724
Crescimento exponencial quer dizer que[br]a população cresce,

0:08:16.724,0:08:19.300
a uma taxa proporcional ao tamanho[br]da população.

0:08:19.300,0:08:21.117
No começo de 2012,

0:08:21.117,0:08:22.569
poderíamos ter mil mosquitos em Dallas,

0:08:22.569,0:08:24.809
mas após um mês temos 3 mil.

0:08:24.809,0:08:27.430
Temos 3 vezes mais mosquitos[br]reproduzindo,

0:08:27.430,0:08:29.597
a população cresceu 3 vezes mais rápido,

0:08:29.597,0:08:30.679
quando era apenas mil.

0:08:30.679,0:08:32.263
Então ficamos com 9 mil,

0:08:32.263,0:08:34.433
a população cresce agora, 3 vezes[br]mais rápido,

0:08:34.433,0:08:35.874
quando tinha 3 mil mosquitos.

0:08:35.874,0:08:37.537
E assim continua até o infinito.

0:08:37.537,0:08:39.734
Neste cenário os mosquitos

0:08:39.734,0:08:41.924
não estão ligando para a capacidade[br]de carga.

0:08:41.924,0:08:43.531
Nada pode parar eles!

0:08:43.531,0:08:44.622
Mas isso não acontece,

0:08:44.622,0:08:46.614
Quero dizer, pode acontecer por um tempo.

0:08:46.614,0:08:48.992
Humanos estão na curva exponencial[br]de crescimento,

0:08:48.992,0:08:51.438
desde a Revolução industrial.

0:08:51.438,0:08:54.918
Eventualmente, algo irá segurar[br]o crescimento populacional.

0:08:54.918,0:08:56.941
Pode ser um fator dependente[br]de densidade,

0:08:56.941,0:08:58.836
como falta de alimento ou uma epidemia.

0:08:58.836,0:09:00.273
Ou um fator independente,

0:09:00.273,0:09:02.886
como um asteróide que extermina[br]um continente inteiro.

0:09:02.886,0:09:06.355
Mas, a curva de crescimento exponencial[br]não pode continuar para sempre.

0:09:06.355,0:09:08.023
Quando os fatores começam a atuar,

0:09:08.023,0:09:10.630
a população cresce somente logisticamente.

0:09:10.630,0:09:12.634
Quer dizer que a população[br]está limitada,

0:09:12.634,0:09:14.938
á capacidade de carga do habitat,

0:09:14.938,0:09:17.198
o que não quer dizer muito.

0:09:17.198,0:09:19.401
Veja como o gráfico se achata aqui[br]no topo,

0:09:19.401,0:09:22.338
o fator que gera essa platô é,[br]quase sempre,

0:09:22.338,0:09:24.255
uma limitação dependente de densidade.

0:09:24.255,0:09:27.143
Logo, a taxa do crescimento[br]populacional dos mosquitos,

0:09:27.143,0:09:30.040
irá diminuir pois irão ficar sem[br]comida ou sem espaço.

0:09:30.046,0:09:31.741
Quando os números se estabelecerem

0:09:31.741,0:09:33.773
este será o número da capacidade de carga,

0:09:33.773,0:09:36.334
da população de mosquitos, de um[br]habitat particular.

0:09:36.334,0:09:38.102
Vamos aplicar todas essas idéias,

0:09:38.102,0:09:40.580
usando uma equação simples, que[br]irá permitir

0:09:40.580,0:09:43.365
calcular o crescimento populacional[br]de qualquer coisa.

0:09:43.365,0:09:46.955
Eu sei que é matemática, mas preste[br]atenção, isso é importante!

0:09:46.955,0:09:49.332
A cidade de Dallas está dependendo[br]de você!

0:09:49.362,0:09:52.706
Vamos calcular o crescimento populacional[br]do mosquito de Dallas,

0:09:52.706,0:09:54.513
durante o período de 2 semanas.

0:09:54.513,0:09:57.426
Precisamos da taxa de crescimento,[br]isso é R, e é igual ao

0:09:57.426,0:09:59.985
número de nascimentos,

0:10:01.115,0:10:03.944
menos o número de mortes.

0:10:05.468,0:10:08.878
Então dividimos pelo número inicial[br]da população.

0:10:11.525,0:10:14.326
Que podemos chamar de N.

0:10:14.326,0:10:16.165
Digamos que o número inicial

0:10:16.165,0:10:18.302
de mosquitos é cem.

0:10:18.302,0:10:20.776
Cada mosquito vive durante duas semanas.

0:10:20.776,0:10:24.403
O número de mortes é aproximadamente 100.

0:10:24.403,0:10:27.131
Metade dos mosquitos é fêmea, então[br]cinquenta mosquitos.

0:10:27.623,0:10:30.122
Podem produzir 2 mil filhotes durante[br]sua vida,

0:10:30.122,0:10:31.952
então multiplicamos por 2 mil.

0:10:31.952,0:10:32.777
Nossa.

0:10:32.777,0:10:36.283
50 mosquitos mamães multiplicado por[br]2 mil bebês por mamãe.

0:10:36.283,0:10:41.362
que é igual a 100 mil bebês mosquitos.

0:10:41.362,0:10:43.361
Quando colocamos os números na equação,

0:10:43.361,0:10:45.076
lembre que isso é tudo suposição,

0:10:45.076,0:10:47.705
vamos resolver o problema dos[br]mosquitos de Dallas.

0:10:48.228,0:10:51.118
Em 2 semanas, a população tinha[br]cem mil bebês,

0:10:51.118,0:10:53.205
e somente 100 morreram.

0:10:53.205,0:10:55.836
Se fizer as contas, a taxa de crescimento[br]populacional

0:10:55.836,0:10:57.631
é de 999.

0:10:57.631,0:10:59.206
Quer dizer que para cada mosquito

0:10:59.206,0:11:00.365
no começo de 2 semanas,

0:11:00.365,0:11:03.221
existem 999 mais mosquitos

0:11:03.221,0:11:04.544
no final de duas semanas.

0:11:04.544,0:11:08.001
Isso é um aumento de 99 800 por cento.

0:11:08.001,0:11:09.273
Pelo martelo de Thor!

0:11:09.273,0:11:11.065
Mas nossos números são hipotéticos,

0:11:11.065,0:11:13.677
mas dá pra ter uma idéia de quanto[br]uma população,

0:11:13.677,0:11:15.094
pode sair do controle,

0:11:15.094,0:11:17.689
quando todos os fatores que falamos[br]começam a agir.

0:11:17.689,0:11:19.241
Vocês ainda não viram a bagunça

0:11:19.241,0:11:21.375
que é o gráfico da população humana,

0:11:21.375,0:11:23.040
durante os dois últimos milênios.

0:11:23.040,0:11:26.944
[Traduzido por: Claudia Alves]