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Módulo I: Ecossistemas como sistemas adaptativos Módulo I: Ecossistemas como sistemas adaptativos complexoscomplexos
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 I
ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5. Resumo
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Ao final desta aula, você deve ser capaz de: Ao final desta aula, você deve ser capaz de:
1. Entender porque a aplicação de idéias termodinâmicas pode não ser válida para sistemas ecológicos
2. Definir propriedade emergente3. Definir sistema adaptativo complexo
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
ConteúdoConteúdo
1.1. Princípios termodinâmicosPrincípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5. Resumo
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistemas termodinâmicosSistemas termodinâmicos
1. Termodinâmica: estuda os efeitos da mudança de temperatura, pressão e volume em sistema físico analisando o comportamento coletivo de suas partículas
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistemas termodinâmicosSistemas termodinâmicos
2. Energia pode ser trocada na forma de calor ou trabalho
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
A energia do sistema está baseada em dois A energia do sistema está baseada em dois aspectosaspectos
1. Movimento das partículas (energia cinética)2. Potencial de interação entre as partículas (energia
potencial)
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
A energia do sistema está baseada em dois A energia do sistema está baseada em dois aspectosaspectos
1.1. Movimento das partículas (energia cinética)Movimento das partículas (energia cinética)2. Potencial de interação entre as partículas (energia
potencial)
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
A energia do sistema está baseada em dois A energia do sistema está baseada em dois aspectosaspectos
1.1. Movimento das partículas (energia cinética)Movimento das partículas (energia cinética)2. Potencial de interação entre as partículas (energia
potencial)
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
A energia do sistema está baseada em dois A energia do sistema está baseada em dois aspectosaspectos
1.1. Movimento das partículas (energia cinética)Movimento das partículas (energia cinética)2. Potencial de interação entre as partículas (energia
potencial)
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
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1iii vmEc
A energia do sistema está baseada em dois A energia do sistema está baseada em dois aspectosaspectos
1. Movimento das partículas (energia cinética)2.2. Potencial de interação entre as partículas (energia Potencial de interação entre as partículas (energia
potencial)potencial)
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
A energia do sistema está baseada em dois A energia do sistema está baseada em dois aspectosaspectos
1.1. Movimento das partículas (energia cinética)Movimento das partículas (energia cinética)2. Potencial de interação entre as partículas (energia
potencial)
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
2
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1iii vmEc
A energia do sistema está baseada em dois A energia do sistema está baseada em dois aspectosaspectos
1.1. Movimento das partículas (energia cinética)Movimento das partículas (energia cinética)2. Potencial de interação entre as partículas (energia
potencial)
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
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Elementos do sistema
Como descrever e predizer sistemas ecológicos?
F016: Física aplicada à Ecologia
Módulo I
ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2.2. Sistemas estocásticos e determinísticosSistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5. Resumo
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Como modelar?Como modelar?
1.1. Sistemas estocásticosSistemas estocásticos
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistemas probabilísticosSistemas probabilísticos
1. O acaso é o fator fundamental2. Só é possível predizer a dinâmica de forma probabilística
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Como modelar?Como modelar?
1. Sistemas estocásticos2.2. Sistemas determinísticosSistemas determinísticos
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Introdução
F016: Física aplicada à Ecologia
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ImportanteImportante
1. Sistemas determinísticos podem gerar padrões “aleatórios”
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3.3. Propriedades emergentesPropriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5. Resumo
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
A abordagem reducionistaA abordagem reducionista
1. O padrão observado é explicado pelo estudo dos componentes isolados do sistema
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Elementos do sistema
Propriedade emergentePropriedade emergente
1. “Emergent proprieties are features of a system that arise unexpectedly from interactions among system’s components”. (Camazine et al. 2001).
2. “O todo é maior que a soma das partes”
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4.4. Ecossistemas como sistemas adaptativos Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexoscomplexos5. Resumo
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistema adaptativo complexoSistema adaptativo complexo
1. O sistema não está em equilíbrio2. Interações localizadas3. Ausência de um controle “top-down” bem definido4. Estruturado como uma rede5. Adaptação6. Capacidade de evoluir
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistema adaptativo complexoSistema adaptativo complexo
1.1. O sistema não está em equilíbrioO sistema não está em equilíbrio2. Interações localizadas3. Ausência de um controle “top-down” bem definido4. Estruturado como uma rede5. Adaptação6. Capacidade de evoluir
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistema adaptativo complexoSistema adaptativo complexo
1. O sistema não está em equilíbrio2.2. Interações localizadasInterações localizadas3. Ausência de um controle “top-down” bem definido4. Estruturado como uma rede5. Adaptação6. Capacidade de evoluir
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistema adaptativo complexoSistema adaptativo complexo
1. O sistema não está em equilíbrio2. Interações localizadas3.3. Ausência de um controle “top-down” bem Ausência de um controle “top-down” bem
definidodefinido4. Estruturado como uma rede5. Adaptação6. Capacidade de evoluir
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistema adaptativo complexoSistema adaptativo complexo
1. O sistema não está em equilíbrio2. Interações localizadas3. Ausência de um controle “top-down” bem definido4.4. Estruturado como uma redeEstruturado como uma rede5. Adaptação6. Capacidade de evoluir
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistema adaptativo complexoSistema adaptativo complexo
1. O sistema não está em equilíbrio2. Interações localizadas3. Ausência de um controle “top-down” bem definido4. Estruturado como uma rede5.5. AdaptaçãoAdaptação6. Capacidade de evoluir
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistema adaptativo complexoSistema adaptativo complexo
1. O sistema não está em equilíbrio2. Interações localizadas3. Ausência de um controle “top-down” bem definido4. Estruturado como uma rede5. Adaptação6.6. Capacidade de evoluirCapacidade de evoluir
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5.5. ResumoResumo
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
A energia do sistema está baseada em dois A energia do sistema está baseada em dois aspectosaspectos
1.1. Movimento das partículas (energia cinética)Movimento das partículas (energia cinética)2. Potencial de interação entre as partículas (energia
potencial)
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
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Elementos do sistema
Propriedade emergentePropriedade emergente
1. “Emergent proprieties are features of a system that arise unexpectedly from interactions among system’s components”. (Camazine et al. 2001).
2. “O todo é maior que a soma das partes”
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia
Sistema adaptativo complexoSistema adaptativo complexo
1. O sistema não está em equilíbrio2. Interações localizadas3. Ausência de um controle “top-down” bem definido4. Estruturado como uma rede5. Adaptação6. Capacidade de evoluir
Módulo I
F016: Física aplicada à Ecologia