215. Especialização em uma
ilha e dispersão
(SPECIES)
O programa SPECIES ilustra a maneira que os
ecossistemas desenvolvem a diversidade das
espécies e sua produtividade.
As espécies que se tornam parte de um
processo auto-organizado do ecossistema são
originados de outros ecossistemas por
dispersão.
Pássaros frequentemente voam carregando
sementes; outras espécies podem ser
transportadas por vento ou água.
Ilhas e outras localidades isoladas podem não
receber tantas espécies por dispersão e são
lentas para desenvolver uma diversidade tão
alta quanto pode ser mantida.
Durante longos períodos de tempo, milhares a
milhões de anos, micro-evolução pode ocorrer
com espécies em desenvolvimento.
No famoso exemplo de Galápagos estudado
por Darwin, algumas das espécies foram
transportadas da terra firme e outras evoluíram
nas próprias ilhas, aparentemente por serem
isoladas temporariamente em ilhas separadas
por tempo suficiente para desenvolver
diferentes características.
Quando há somente algumas espécies
disponíveis a auto-organização, a produção da
comunidade pode ser inferior ao seu potencial
total, porque algumas das espécies podem não
ser tão bem adaptadas para performar as várias
funções quanto aquelas em situações onde
mais espécies estão disponíveis.
J
K0
*
K1
K2
main.
N
information
K5
K3
R
Per 100 iears
R= J/(1+K0*N)
P= K1*R*N
R2= K1*R*N-K3*N2/(1+K2)
DN= K4*R2-K5*N2-K6*N+(K7*S)/D2
Y/d2
K7
evol.
*
Energy
source
P 104
K4
R2
S
information
source
K6
O modelo na figura III-16 mostra a interação da
dispersão, espécies locais e produção.
Conforme mostra o diagrama, quanto mais
espécies há, mais os recursos ambientais são
usados eficientemente para formar produtos,
mesmo que a produção é bem limitada pela
entrada de recursos renováveis (sol, vento,
chuva, nutrientes).
O diagrama mostra a produção parcionada em
três caminhos.
O primeiro é a respiração e consumo que são
proporcionais a produção (K2*R2).
No segundo caminho, a produção é utilizada em
proporção ao quadrado do número de espécies
(K3*N*N), então representando a energia
adicional que vai na competição ou em vários
nichos mecanismos de separação que previnem
essa competição.
O terceiro caminho (K4*R2) é o produto
remanescente, o qual gera novas espécies em
uma taxa muito lenta (microevolução).
A energia para especiação é a energia para
suportar indivíduos extra com variações que
são necessárias ao processo de isolamento e
seleção.
A diversidade N ( expessada são espécies por
1000 individuais contados) é um balanço entre
a imigração e germinação de fontes externas
(S) e a extinção estão incluídos: um é
proporcional ao número de competição,
consumo, e outras interações entre espécies
ocasionando extinção
P versus T
60
60
50
50
40
40
D1
30
D2
D3
P
N
N versus T
30
20
20
10
10
0
0
0
100
200
Tem po
300
0
D1
D2
D3
100
200
300
Tem po
http://www.unicamp.br/fea/ortega/ModSim/species/species Mi.xls
Na simulação, espécies aumentam fazendo
com que a produção aumente.
Ambos nivelam-se conforme o sistema se torna
limitado pelos recursos - incluindo os recursos
de espécies disponíveis.
Cada unidade de tempo representa 100 anos e
a escala horizontal representa 32,000 anos.
Depois que o programa plotou um gráfico, a
distância da terra firme, inicialmente 100 milhas
é aumentada mais 100 milhas e execute mais
uma vez.
O resultado é uma família de curvas cada uma
para uma distância diferente.
Conforme demonstrado na Figura III-16b, o
aumento da distância ocasiona menores
diversidades e menores produtividades.
Preste atenção as linhas no programa para ver
como fazer uma simulação ocorram curvas
sucessivas.
Tempo e condições iniciais são reestabelecidas;
a mudança é feita na variável em estudo ( neste
caso a distância D); e então o programa
mandado de volta ao seu ciclo de repetição.
Outros exemplos
O modelo pode ser aplicado a outras situações
onde a germinação de informação é limitada pela
distância para que a taxa de desenvolvimento de
informação afetando a produtividade outra vez
está ocorrendo a mesma taxa que a dispersão.
Outros exemplos biológicos são espécies
desenvolvendo em isolados topos de montanha
onde espécies adaptadas podem germinar estão
longe.
Este modelo representa os princípios e o
desenvolvimento
e
manutenção
da
informação, desde a germinação de espécies
é realmente a germinação de informações
genéticas.
O modelo também pode ser usado para
transferência de informação e manutenção em
sistemas humanos.
Informação cultural afetando a produtividade
humana foi transmitido por viajantes para
ilhas remotas lentamente antes dos dias de
transportes baratos.
Havia um limite para a informação e
tecnologia poderiam se manter em uma
pequena área.
Experimentos "E se"
1. Qual é o efeito do aumento das fontes de
energia básica como se as ilhas de Galápagos
começassem a receber uma maior precipitação?
Aumente J.
2. Qual seria o efeito do aumento em perdas de
componentes vivos a partir da poluição sendo que
a grande respiração é necessária para
manutenção? Dobre os valores de K2 e K6.
3. Qual é o efeito de começar com uma
grande diversidade? Estabeleça N para
100.
4. Qual é o efeito de uma maior
concentração de espécies na fonte da
germinação. Dobre o valor de S.
http://www.unicamp.br/fea/ortega/ModSim/species/species-215.html
COMPUTER MINIMODELS AND SIMULATION EXERCISES FOR
SCIENCE AND SOCIAL STUDIES
Howard T. Odum* and Elisabeth C. Odum+
* Dept. of Environmental Engineering Sciences, UF
+ Santa Fe Community College, Gainesville
Center for Environmental Policy, 424 Black Hall
University of Florida, Gainesville, FL, 32611
Copyright 1994
Autorização concedida gentilmente pelos autores para
publicação na Internet
Laboratório de Engenharia Ecológica e Informática Aplicada - LEIA Unicamp
Enrique Ortega
Mileine Furlanetti de Lima Zanghetin
Liana Barbudo Carrasco
Campinas, SP, 20 de julho de 2007