Módulo VI: efeitos indiretos e modelos de teias tróficas Paulo R. Guimarães Jr Marcus A. M. de...

Módulo VI: efeitos indiretos e modelos de teias tróficasMódulo VI: efeitos indiretos e modelos de teias tróficas

Paulo R. Guimarães JrPaulo R. Guimarães Jr

Marcus A. M. de AguiarMarcus A. M. de Aguiar

Instituto de Física “Gleb Wataghin” Instituto de Física “Gleb Wataghin”

UNICAMPUNICAMP

F016: Física aplicada à Ecologia

Módulo VI

ConteúdoConteúdo

1. Restrições topológicas e dinâmicas2. Efeitos indiretos3. Modelos de teias tróficas4. Resumo

Módulo VI

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Ao final desta aula, você deve ser capaz de: Ao final desta aula, você deve ser capaz de:

1. Compreender a importância da estrutura para redes ecológicas

2. Entender a relevância de interações indiretas para a dinâmica ecológica

3. Utilizar uma dinâmica simples para modelar interações ecológicas

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ConteúdoConteúdo

1.1. Restrições topológicas e dinâmicasRestrições topológicas e dinâmicas2. Efeitos indiretos3. Modelos de teias tróficas4. Resumo

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Si NNdt

dN,....1

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S

jjijiiS tNeNNN

11,....

Redes ecológicas aleatóriasRedes ecológicas aleatórias

1. S = Riqueza de espécies2. C = Conectância

IMPORTANTE: Falta estrutura

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Teia trófica simples Onivoria

Competição aparentePredação intra-guilda

LimitaçõesLimitações

1. Poucas espécies2. Combinações de estruturas não foram consideradas

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Si NNdt

dN,....1

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S

j

tjetn

1

)(

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S

j

tjetn

1

)( m

1~

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m 1

~

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Aumento de nutriente e energiaAumento de nutriente e energia

1. Aumento da instabilidade•Modelos teóricos•Modelos experimentais

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Tamanho das cadeiasTamanho das cadeias

1. Disponibilidade de nutrientes e energia2. Estrutura trófica

•Onivoria e predação intra-guilda aumentam a estabilidade

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ConteúdoConteúdo

1. Restrições topológicas e dinâmicas2.2. Efeitos indiretosEfeitos indiretos3. Modelos de teias tróficas4. Resumo

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Efeitos indiretosEfeitos indiretos

1. Interações indiretas entre espécies

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Formas de estudarFormas de estudar

1. Análise de estabilidade qualitativa2. Análise de estabilidade quantitativa

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Formas de estudarFormas de estudar

1.1. Análise de estabilidade qualitativaAnálise de estabilidade qualitativa2. Análise de estabilidade quantitativa

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0 + 0 0

+ 0 - 0

0 + 0 -

0 0 + 0

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• (+) (+) = (+)

• (+) (-) = (-)

• (-) (+) = (-)

• (-) (-) = (+)

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+ 0 - 0

0 + 0 -

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1. Restrições topológicas e dinâmicas2. Efeitos indiretos3.3. Modelos de teias tróficasModelos de teias tróficas4. Resumo

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ErdErdőős-Rényi - 1960s-Rényi - 1960

1. Número fixo de elementos

2. Interações aleatórias

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Redes ErdRedes Erdős-Rényi ou grafo aleatórioős-Rényi ou grafo aleatório

1.1. Com probabilidade Com probabilidade p p constante um par de constante um par de pontos é conectadopontos é conectado

2.2. Esta probabilidade é sorteada para todos Esta probabilidade é sorteada para todos os pares de pontos da rede os pares de pontos da rede

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Grafos aleatórios direcionadosGrafos aleatórios direcionados

IdéiaIdéia

1. Interações aparentemente aleatórias

2. Interações direcionadas

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Grafos aleatórios direcionadosGrafos aleatórios direcionados

PassosPassos

1. N espécies

2. Com probabilidade p constante um par de spp é conectado

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Modelo de cascataModelo de cascata

IdéiaIdéia

1. Existem espécies no topo e na base das teias tróficas

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Modelo de cascataModelo de cascata

PassosPassos

1. Numere as espécies de 1 a N

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11

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NN

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Modelo de cascataModelo de cascata

PassosPassos

1. Numere as espécies de 1 a N

2. Cada espécie pode predar apenas espécies de postos menores

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11

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NN

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NN

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11

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NN

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Modelo de cascataModelo de cascata

PassosPassos

1. Numere as espécies de 1 a N

2. Cada espécie pode predar apenas espécies de postos menores

3. A predação ocorre com probabilidade constante

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Modelo de cascataModelo de cascata

1. Prediz que o número de interações cresce linearmente com N

* Como observado em redes tróficas pré- 19902. Prediz que o comprimento das cadeias cresce muito

devagar com N* Mas prediz cadeias maiores que as de fato

observadas

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Modelo de cascata

Modelo de nicho (Williams & Martinez 2000)Modelo de nicho (Williams & Martinez 2000)

IdéiaIdéia

1. Sobreposição de nicho

2. Interações direcionadas

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Modelo de nichoModelo de nicho

1. Prediz muitas das características das redes reais:

2. Distribuição do grau3. Tamanho da cadeia4. Riqueza/nível trófico5. Similaridade trófica6. Onivoria

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1. Restrições topológicas e dinâmicas2. Efeitos indiretos3. Modelos de teias tróficas4.4. ResumoResumo

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Teia trófica simples Onivoria

Competição aparentePredação intra-guilda

0 + 0 0

+ 0 - 0

0 + 0 -

0 0 + 0

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• (+) (+) = (+)

• (+) (-) = (-)

• (-) (+) = (-)

• (-) (-) = (+)

0 0 - 0

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0 + 0 0

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