Slide sem t

1
(No Transcript)
2
Módulo I
Módulo I Caos em ecossistemas Paulo R.
Guimarães Jr Marcus A. M. de Aguiar Instituto de
Física Gleb Wataghin UNICAMP
F016 Física aplicada à Ecologia
3
Módulo I

• Conteúdo
• Caos e universalidade
• Evidências de caos na natureza
• Ruído e não-linearidade
• Resumo

F016 Física aplicada à Ecologia
4
Módulo I

• Ao final desta aula, você deve ser capaz de
• Citar um padrão universal derivado do mapa
  logístico
• Entender como o comportamento caótico se
  manisfesta em sistemas ecológicos
• Compreender a relação entre ruído e
  não-linearidade

F016 Física aplicada à Ecologia
5
Módulo I

• Conteúdo
• Caos e universalidade
• Evidências de caos na natureza
• Ruído e não-linearidade
• Resumo

F016 Física aplicada à Ecologia
6
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
7
(No Transcript)
8
(No Transcript)
9
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
10
(No Transcript)
11
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
12
(No Transcript)
13
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
14
(No Transcript)
15
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
16
(No Transcript)
17
(No Transcript)
18
(No Transcript)
19
(No Transcript)
20
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
21
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
22
Módulo I

• Implicações
• Padrão estrutural
• A constante de Feigenbaum é universal
• Mapas unidimensionais
• Não-lineares
• Com um único máximo
• Observada em sistemas reais como reações
  químicas

F016 Física aplicada à Ecologia
23
Módulo I

• Conteúdo
• Caos e universalidade
• Evidências de caos na natureza
• Ruído e não-linearidade
• Resumo

F016 Física aplicada à Ecologia
24
Módulo I
O quão comum é o comportamento caótico?
F016 Física aplicada à Ecologia
25
Módulo I

• Resultados
• Inicialmente (anos 70)
• Apenas 1 de 28 species de inseto apresentou caos

F016 Física aplicada à Ecologia
26
Módulo I

• Caos seria pouco freqüente?
• Por que evitar caos?
• Populações estáveis maiores para taxas de
  crescimento menores
• Caos pode levar a população a beira da extinção

F016 Física aplicada à Ecologia
27
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
28
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
29
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
30
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
31
(No Transcript)
32
Módulo I

• Caos seria pouco freqüente?
• Por que evitar caos?
• para o bem da espécie

F016 Física aplicada à Ecologia
33
(No Transcript)
34
Módulo I

• Caos seria pouco freqüente?
• Por que evitar caos?
• para o bem da espécie

F016 Física aplicada à Ecologia
35
Módulo I

• Caos seria pouco freqüente?
• Por que evitar caos?
• para o bem da espécie
• para o bem do indivíduo
• Fecundidade x Sobrevivência dos filhotes

F016 Física aplicada à Ecologia
36
Módulo I

• Caos seria pouco freqüente?
• Por que evitar caos?
• para o bem da espécie
• para o bem do indivíduo
• Fecundidade x Sobrevivência dos filhotes
• Taxas reprodutivas baixas

F016 Física aplicada à Ecologia
37
(No Transcript)
38
Módulo I

• Resultados
• Inicialmente (anos 70)
• Apenas 1 de 28 species de inseto apresentou caos
• Anos 80 em diante
• Linces e besouros
• Plankton, insetos e roedores
• Epidemiologia

F016 Física aplicada à Ecologia
39
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
40
(No Transcript)
41
(No Transcript)
42
(No Transcript)
43
(No Transcript)
44
(No Transcript)
45
(No Transcript)
46
(No Transcript)
47
(No Transcript)
48
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
49
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
50
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
51
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
52
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
53
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
54
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
55
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
56
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
57
Módulo I
Bifurcações no laboratório
b
F016 Física aplicada à Ecologia
58
(No Transcript)
59
Módulo I

• Turchin Ellner (2000) Populações na fronteira
  do caos
• Dinâmica de longo prazo
• Populações em equilíbrio
• Dinâmica de curto prazo
• Intervalos de comportamento caótico
• Conclusões
• Caos não domina a dinâmica da população
• Caos não está ausente

F016 Física aplicada à Ecologia
60
Módulo I
A questão ainda está aberta...
F016 Física aplicada à Ecologia
61
Módulo I

• Conteúdo
• Caos e universalidade
• Evidência de caos na natureza
• Ruído e não-linearidade
• Resumo

F016 Física aplicada à Ecologia
62
Módulo I

• Não-linearidades

F016 Física aplicada à Ecologia
63
Módulo I

• Não-linearidades

F016 Física aplicada à Ecologia
64
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
65
Módulo I

• Esperança no caos
• Uma explicação determinística para as variações
  aparentemente aleatórias

F016 Física aplicada à Ecologia
66
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
67
Módulo I

• Porém...
• Variações aleatórias (ruído) ocorre na natureza

F016 Física aplicada à Ecologia
68
(No Transcript)
69
Módulo I
Qual a importância relativa das não-linearidades
e dos ruídos?
F016 Física aplicada à Ecologia
70
(No Transcript)
71
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
72
Módulo I

• Estimando o ruído
• Diferenças entre a população observada e a
  esperada pelo modelo determínistico
• Ruído pequeno comparado às estimativas
  populacionais
• No entanto...

F016 Física aplicada à Ecologia
73
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
74
Módulo I

• Conclusão
• Não-linearidades amplificam os efeitos da
  variação estocástica
• Não linearidade e ruído não podem ser analisados
  separadamente

F016 Física aplicada à Ecologia
75
Módulo I

• Conteúdo
• Caos e universalidade
• Evidência de caos na natureza
• Ruído e não-linearidade
• Resumo

F016 Física aplicada à Ecologia
76
(No Transcript)
77
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
78
Módulo I
Bifurcações no laboratório
b
F016 Física aplicada à Ecologia
79
Módulo I
Qual a importância relativa das não-linearidades
e dos ruídos?
F016 Física aplicada à Ecologia
80
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia
81
Módulo I
F016 Física aplicada à Ecologia