Módulo VI
Módulo VI: estabilidade e complexidade
Paulo R. Guimarães Jr
Marcus A. M. de Aguiar
Instituto de Física “Gleb Wataghin”
UNICAMP
F016: Física aplicada à Ecologia
Módulo VI
Conteúdo
1.
2.
3.
4.
Regularidade em ambientes com muitas espécies
Modelos Lotka-Volterra com N espécies
Estabilidade e complexidade
Resumo
F016: Física aplicada à Ecologia
Módulo VI
Ao final desta aula, você deve ser capaz de:
1. Citar 4 padrões gerais em comunidades ecológicas
2. Entender as relações esperadas entre estabilidade e
complexidade
F016: Física aplicada à Ecologia
Módulo VI
Conteúdo
1. Regularidade em ambientes com muitas
espécies
2. Modelos Lotka-Volterra com N espécies
3. Estabilidade e complexidade
4. Resumo
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Módulo VI
Ecologia em sistemas com poucas
espécies
1. Modelos teóricos
2. Experimentos (microcosmo)
3. Sistemas naturais com poucas espécies (lagos)
• Podem ser estáveis
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Módulo VI
Diversidade ecológica
1. Criada: especiação
2. Organizada e mantida: ?
F016: Física aplicada à Ecologia
“Não
nidifique
muito perto
do meu
ninho!”
Retro-alimentação
positiva
Retro-alimentação
negativa
Módulo VI
Leis universais de organização
1.
2.
3.
4.
Sucessão ecológica
Relação posto-abundância
Espécies-chave
Estrutura fractal
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Módulo VI
Leis universais de organização
1. Sucessão ecológica
2. Relação posto-abundância
3. Espécies-chave
4. Estrutura fractal
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Módulo VI
Sucessão ecológica
1. Em zonas temperadas a floresta é o “atrator”
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Leis universais de organização
1. Sucessão ecológica
2. Relação posto-abundância
3. Espécies-chave
4. Estrutura fractal
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Módulo VI
Perturbações e relações postoabundância
1. Alterada por perturbações
2. No entanto, o sistema retorna ao estado original
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Módulo VI
Leis universais de organização
1. Sucessão ecológica
2. Relação posto-abundância
3. Espécies-chave
4. Estrutura fractal
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11
2
1
Módulo VI
Leis universais de organização
1. Sucessão ecológica
2. Relação posto-abundância
3. Espécies-chave
4. Estrutura fractal
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Módulo VI
Conteúdo
1. Regularidade em ambientes com muitas espécies
2. Modelos Lotka-Volterra com N espécies
3. Estabilidade e complexidade
4. Resumo
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Módulo VI
dNi
 N1,....N S 
dt
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Módulo VI
S


N1 ,....N S   Ni  ei   ij N j t 
j 1


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Módulo VI


 ei    ij N j t   0


j 1


S
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Módulo VI
  i 

A   ij   
 N 
 j N*
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Módulo VI
  i 
dni
 n j t 
 


dt
j 1  N j 
S
N*
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Módulo VI
S
n(t )   j e
t
j 1
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Módulo VI
S
n(t )   j e
t
j 1
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Conteúdo
1. Regularidade em ambientes com muitas espécies
2. Modelos Lotka-Volterra com N espécies
3. Estabilidade e complexidade
4. Resumo
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Módulo VI
S
n(t )   j e
t
j 1
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Redes ecológicas aleatórias
1. S = Riqueza de espécies
2. C = Conectância
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Instável
Estável
Instável
Estável
S ~C
1
Módulo VI
Mas redes ecológicas são aleatórias?
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Instável
S ~C
Estável
1e
Instável
S ~C
Estável
1e
Módulo VI
Porque a estabilidade cai com a riqueza
x conectância?
1. Aumento na conectância aumenta as chances de
efeitos de retro-alimentação positiva
2. Retro-alimentação positiva aumenta a instabilidade
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Conteúdo
1. Regularidade em ambientes com muitas espécies
2. Modelos Lotka-Volterra com N espécies
3. Estabilidade e complexidade
4. Resumo
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Leis universais de organização
1.
2.
3.
4.
Sucessão ecológica
Relação posto-abundância
Espécies-chave
Estrutura fractal
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Instável
S ~C
Estável
1e