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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
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ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5. Resumo
Módulo I
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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
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ConteúdoConteúdo
1.1. Princípios termodinâmicosPrincípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5. Resumo
Módulo I
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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
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Sistemas termodinâmicosSistemas termodinâmicos
2. Energia pode ser trocada na forma de calor ou trabalho
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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)
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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)
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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
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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)
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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)
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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)
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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)
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Elementos do sistema
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Como descrever e predizer sistemas ecológicos?
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Módulo I
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ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2.2. Sistemas estocásticos e determinísticosSistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5. Resumo
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Como modelar?Como modelar?
1.1. Sistemas estocásticosSistemas estocásticos
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Sistemas probabilísticosSistemas probabilísticos
1. O acaso é o fator fundamental2. Só é possível predizer a dinâmica de forma probabilística
Módulo I
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Como modelar?Como modelar?
1. Sistemas estocásticos2.2. Sistemas determinísticosSistemas determinísticos
Módulo I
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Introdução
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ImportanteImportante
1. Sistemas determinísticos podem gerar padrões “aleatórios”
Módulo I
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ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3.3. Propriedades emergentesPropriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5. Resumo
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A abordagem reducionistaA abordagem reducionista
1. O padrão observado é explicado pelo estudo dos componentes isolados do sistema
Módulo I
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Elementos do sistema
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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”
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ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4.4. Ecossistemas como sistemas adaptativos Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexoscomplexos5. Resumo
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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ConteúdoConteúdo
1. Princípios termodinâmicos2. Sistemas estocásticos e determinísticos3. Propriedades emergentes4. Ecossistemas como sistemas adaptativos
complexos5.5. ResumoResumo
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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)
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Elementos do sistema
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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”
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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
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