Uma pergunta fundamental da ecologia é : "Quantos há?"  As plantas, porque não se movimentam, podem ser contadas ao mapear uma área o seus números podem ser estimados por métodos de parcela ou transectos. Quando estimando o tamanho populacional (ou outros parâmetros populacionais como mortalidade ou migração) para animais com características biológicas que são diferentes das plantas, precisa usar outras técnicas. Por exemplo, pode ser difícil distinguir indivíduos quando levantando uma população de pastos. Nesse caso, o contagem dos indivíduos pode ser não tão boa como estimando a biomassa por metro quadrado e ignorando a pergunta se existe um ou vários indivíduos. Os animais apresentam dificuldades. Alguns animais são cesseis (não tem movimento) e colonial, de modo que os indivíduos são difíceis detectar se não se movimentam. Porém, a maioria dos animais é fácil distinguir como indivíduos, mas tem a capacidade de se movimentar tornando difícil observar. As vezes, os levantamentos podem ser realizados rapidamente de modo que é impossível contar um animal mais de uma vez (por exemplo, voando sobre um pastagem e tirando fotografias para contar animais). Nesse caso, a amostra e a fotografia e na qual nenhum indivíduo se movimenta e tratamos os dados de transecto ou parcela de árvores numa floresta. Mas, freqüentemente essa técnica não reconhece a contagem dubla de indivíduos que se movimentem. Freqüentemente, os ecólogos usam essa característica a sua vantagem ao marcar indivíduos de uma amostra e levantar uma segunda amostra na qual existe a possibilidade de que o mesmo individuo (já marcado) pode ser recapturado. Existem vários desenhos de amostragem que são variações da idéia básica que coletivamente são conhecidos como Técnicas de Marcação e Recaptura. Nesse laboratório, você simulará uma população animal e usar várias técnicas de marcação e recaptura para estimar o número na população. Você usará amendoim ou feijão porque permitem aprender a técnica sem erro de campo. Qualquer técnica de estimativa usa premissas sobre os animais sendo contados, e você examinará algumas maneiras para testar sua validez.

Os métodos de captura são tão variados como os animais pesquisados. A marcação freqüentemente é um problema difícil porque precisamos marcar o animal mas sem alterar o individuo alem de sua capacidade de detectar a marca. Não queremos a captura e marcação afeita a mortalidade ou fecundidade individual devido a trauma da marcação ou tornando o animal mais visível aos predadores (se for presa) ou as presas (se for predador). Alem disso, não queremos alterar o comportamento do animal marcado de modo que é mais o menos fácil capturar na segunda vez. A marca deve ser permanente, ou durar pelo menos durante o estudo. Algumas técnicas de captura e marcação são enumeradas a seguir.

Análise, Apresentação e Interpretação dos Dados:

Primeiro, registre o número de feijões de sua população.

Populações Fechadas – Índice de Lincoln/Petersen:

• Coloque seus resultados numa tabela
• Estime o tamanho da população
• Calcule o intervalo de confiança de 95% para sua estimativa.
• Apresente todos seus cálculos com títulos claros de forma que o professor pode verificar qual número é o tamanho estimado da população

Populações Fechadas – Método de Schnabel:

• Coloque seus resultados numa tabela
• Estime o tamanho da população
• Apresente todos seus cálculos com títulos claros de forma que o professor pode verificar qual número é o tamanho estimado da população

Populações abertas – Método de Jolly:

Jolly A

• Coloque seus resultados numa tabela
•  

• Estime o tamanho populacional em cada amostra

• Calcule o número adicionado (ou perdido) na população desde a última captura, e a probabilidade de sobreviver de uma captura a próxima
• Apresente todos seus cálculos com títulos claros de forma que o professor pode verificar qual número é o tamanho estimado da população, as diferencias entre as estimativas sucessivas, e as probabilidades de sobrevivência.

Jolly B

• Coloque seus resultados numa tabela
• Estime o tamanho populacional em cada captura
• Calcule o número adicionado (ou perdido) na população desde a última captura, e a probabilidade de sobreviver de uma captura a próxima.
• Apresente todos seus cálculos com títulos claros de forma que o professor pode verificar qual número é o tamanho estimado da população, as diferencias entre as estimativas sucessivas, e as probabilidades de sobrevivência.

Capacidade Igual de Captura:

Use os resultados de Jolly. Teste para a capacidade igual de captura para cada data (ate três antes da ultima captura). Conclua sobre a capacidade de captura dos feijões.

Analisando os experimentos:

1. O número atual de feijões ficou entre seu intervalo de confiança de 95% para a estimativa de Lincoln/Peterson?
2. A estimativa de Schnabel foi melhor do que a estimativa de Lincoln/Peterson?
3. O método de Jolly foi capaz  seguir as mudanças na população no primeiro experimento (se você usou o método A de Jolly)?
4. O método de  Jolly foi capaz seguir as mudanças no tamanho da população, novos indivíduos, e a sobrevivência no segundo experimento (se você usou o método B de Jolly)?
5. Explique suas conclusões sobre a capacidade de captura.
6. As populações animais (feijão) e seus procedimentos violam as premissas dos métodos usados?

Referencias:

Bailey, N. J. T. 1951. On estimating the size of mobile populations from recapture data. Biometrika 38:293-306.

Cormack, R. M. 1966. A test for equal catchability. Biometrics 22:330-342.

·  Jolly, G. M. 1965. Explicit estimates from capture-recapture data with both death and dilution - stochastic model. Biometrika 52:225-247

Animal

• Técnicas de Captura
• Técnicas de Marcação

Aves

• Rede de neblina, invasão de ninho
• bandas, padrões de cores, corte de plumas

Mamíferos

• armadilhas, sedação
• corte de pelo, colheres, pintando pelos, padrão de cor, corte de dedos, bandas, colheres de radio

Anfíbios

• Pit -fall, coleta manual
• Corte de dedos, injeção de cores, padrão de cor

Insetos

• Redes, Pit-fall, Aspiração, Armadilhas de feromonios, Armadilhas Luminosas
• Pó florescente, Etiquetas (com cola), Registro de danos as asas, Marcadores Radioativos

Moluscos

• Coleta Manual
• Tinta, marcas afixadas com cola

Modelos de Marcação e Recaptura:

O método de marcação e recaptura é o método mais comum para estimar o tamanho da população. A idéia básica e retirar alguns animais da população para serem marcados para sua identificação futura. Esses indivíduos se retornam a população, onde se misturam na população (e por isso  tempo suficiente precisa passar entre a marcação e a recaptura para permitir uma mistura completa). As técnicas mais simples de marcação e recaptura tem como premissa  que a mistura da população é uniforme de modo que, quando um segundo grupo é capturado da população, existe uma probabilidade igual de capturar  os indivíduos marcados e não marcados. O tamanho da população é estimado da proporção das capturas que são indivíduos marcados.

A Prática:

Populações fechadas; Índice de Lincoln e Petersen:

1. Você simulará as capturas de animais de uma captura de uma população verdadeira de feijões numa caixa ou balde. Pegue um saco de feijões, um recipiente, e um marcador.
2. Coloque os feijões no recipiente. Agora sem olhar pegue uma mão cheia de feijões do recipiente. Para razoes praticas, uma amostra entre 50 e 80 feijões deve ser usada. Se a amostra for maior, demorará muito tempo, e ,se for menor, então  a precisão da estimativa será fraca.
3. Conte, registre e marque os feijões. Permite secar a marca e  marque ambos os lados do feijão de forma que você pode identificar facilmente os feijões marcados. Marquem de forma pequena de modo que pelo menos duas marcas podem ser feitas em cada lado do feijão  .
4. Coloque os feijões marcados no recipiente e mistura completamente os feijões marcados com os feijões não marcados. Recapture com uma segunda mão cheia.
5. Conte e registre a segunda captura.  Quantos foram marcados?  Se não capturou um feijão marcado na segunda captura to segue o procedimento do parágrafo seguinte. . Se você alguns feijões marcados, não coloque a segunda amostra de novo na população geral ainda – Você precisará marcar eles para começar o método Schnabel.

Durante a segunda amostra, precisa pegar pelo menos um individuo marcado ou a técnica não funciona, porque o numero de indivíduos marcados é um divisor, e a divisão por zero está sem definição. Se você pega pelo menos um individuo marcado, pele os quatro passos seguintes. Se não pega feijões marcados na primeira amostra:

1. marque todos os indivíduos capturados pela segunda vez da mesma forma que você fez para a primeira captura
2. adicione o numero de indivíduos marcados da primeira e segunda captura e trata esses iguais como na primeira captura.
3. capture uma terceira vez e trate como na segunda amostra (se tem pelo menos um individuo marcado)
4. se ainda não pegou um individuo marcado, repete o processo desde o passo 1 ate conseguir.

Populações Fechadas – Método de Schnabel

1. Os dados do Índice de Lincoln/Peterson podem ser usados. Após a segunda captura, marque todos os feijões que não foram marcados previamente.
2. Troque os feijões marcados no recipiente e mistura completamente os feijões marcados com os feijões não marcados e repete o procedimento.
3. Recapture com a quarta mão cheia e repete o procedimento.
4. Recapture com a quinta mão cheia e repete o procedimento.
5.  Ao fim da amostragem de Schnabel, conte todos os feijões para determinar se suas estimativas foram boas porque existe um número real de feijões na população N.

Populações Abertas – Método de Jolly:

Agora, escolhe ou o método Jolly A ou um dos quatro experimentos do método Jolly B. Não faz ambos. Consulte o professor sobre as duas variações. Você escolhe, mas precisa entender as escolhas antes de fazer qualquer coisa.

Jolly A – flutuações populacionais

1. Amostramos de novo os feijões, mas precisamos fazer marcas reconhecíveis individuais para cada captura. Para fazer isso, você usara marcadores de cores diferentes e colocará as marcas no feijão para realizar marcas únicas para cada captura. O professor mostrará como fazer isso.
2. Se não contou os feijões, FAZ AGORA.
3. Use o mesmo método de captura como anteriormente, mais coloque marcas únicas nos feijões não marcados cada vez que realize uma captura de modo que você sabe quando o feijão foi capturado pela primeira vez.
4. Realize quatro capturas. Após cada captura, conte e registre o numero de indivíduos marcados e, cada uma das capturas anteriores e marque  todos os feijões não marcados. NENHUM feijão deve receber mais do que uma marca de Jolly. Se o feijão já tem marca, simplesmente registre  que foi capturada e coloque de volta na população.
5. Após a quarta captura, adicione aproximadamente 33% mais feijões a  população (registre quantos feijões foram adicionados).
6. Continue por mais duas capturas.
7. Finalmente, retire aproximadamente 2/3 da população (conta o número de feijões retirados). Os feijões retirados devem ser escolhidos aleatoriamente e por isso a amostra deve conter indivíduos marcados e não marcados.
8. Continue para mais duas capturas.
9. A ultima manipulação representa uma flutuação populacional devido a um evento catastrófico. Conte o número atual de feijões na população (incluindo os que foram retirados). Registre todos os dados.

Jolly B – Nascimentos e Mortes

Segue o procedimento de marcação detalhado anteriormente, mas manipule a população da forma a seguir. Cada grupo fará um dos quatro procedimentos a seguir. Cada procedimento foi desenvolvido para examinar tipos diferentes de mudança populacional sobre os resultados do método de Jolly. Você fará isso usando um, tamanho fixo de amostra manipulando o tamanho da população.

• Observe que o tamanho inicial da população é fixo para cada e que alguns feijões são adicionados ou retirados cada vez.
• Observe que os tamanhos da amostra são fixos. Você fará isso fazendo amostras pequenas até chegar ao tamanho estipulado da amostra.

O procedimento será

1. Amostre a população
2. Conte o número marcado (para cada um das marcações previas) e o numero não marcado na amostra
3. Marque todos os indivíduos não marcados com a marca para a amostra atual.
4. Registre os dados
5. Retire o numero especificado de feijões para simular a morte
6. Adicione o numero especificado de feijões d para simular nascimentos
7. Realize a próxima captura repete quantas vezes necessárias até  ter  mais duas capturas do que o numero na coluna a capturas