variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens grÁficos de dispersÃo: os mais simples e...
TRANSCRIPT
Variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens
Nas aulas práticas – MÉTODOS DE COLETA E REGISTRO
� como registrar, capturar, marcar e seguir espécies de vertebrados no campo
Variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens
Nesta aula, vamos ver que:
� além dos MÉTODOS DE CAMPO,
� DELINEAMENTO AMOSTRAL adequado é fundamental
� decidir como, quando e onde aplicar os MÉTODOS DE CAMPO
• Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
� mitos
� questões éticas
� relação com estatística
Variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens• Razão para delinear amostragens:
� variabilidade na natureza - necessidade de amostras
� amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
• Estudos observacionais e experimentais
• Introdução à lógica do delineamento amostral
� variável resposta (dependente) e unidades amostrais
� fatores ou variáveis independentes
� fatores que confundem
�espaço amostral ou escopo do estudo
� a lógica
� as ferramentas: replicação, randomização, análise dos fatores que confundem
• Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
� mitos
� questões éticas
� relação com estatística
Variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens• Razão para delinear amostragens:
� variabilidade na natureza - necessidade de amostras
� amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
• Estudos observacionais e experimentais
• Introdução à lógica do delineamento amostral
� variável resposta (dependente) e unidades amostrais
� fatores ou variáveis independentes
� fatores que confundem
�espaço amostral ou escopo do estudo
� a lógica
� as ferramentas: replicação, randomização, análise dos fatores que confundem
Reserva A Reserva B
COMO SE DISTRIBUEM (ONDE ESTÃO PRESENTES E COM QUE
ABUNDÂNCIA) DUAS ESPÉCIES DE MACACOS NAS RESERVAS A E B?
Delineamento de amostragens - variabilidade na natureza/
necessidade de amostras
Contratamos nosso amigo cientista que nos traz os seguintes dados:
Espécie 1 Espécie 2
COMO SE DISTRIBUEM (ONDE ESTÃO PRESENTES E COM QUE
ABUNDÂNCIA) DUAS ESPÉCIES DE MACACOS NAS RESERVAS A E B?
QUAL A CONCLUSÃO QUE SE CHEGA A PARTIR DESTES DADOS?
Espécie 1 Espécie 2Reserva A 115 116Reserva B 49 47
SUPONHAM QUE DESTES DADOS DEPENDAM DECISÕES IMPORTANTES PARA A
CONSERVAÇÃO, O QUE VOCÊS GOSTARIAM DE PERGUNTAR AO CIENTISTA PARA
PODER AVALIAR MELHOR OS RESULTADOS?
Espécie 1 Espécie 2Reserva A 115 116Reserva B 49 47
VOCÊS CHEGARIAM A MESMA CONCLUSÃO COM ESTES DADOS NA MÃO?
Reserva A Espécie 1 Espécie 21 100 202 7 253 0 194 0 225 8 30
Total 115 116
Reserva B Espécie 1 Espécie 21 5 92 12 163 7 44 15 125 10 6
Total 49 47
O QUE ESTES DADOS NOS MOSTRAM?
A NATUREZA É VARIÁVEL!!!NENHUMA MEDIDA / OBSERVAÇÃO QUE FAÇAMOS DA NATUREZA É
CONSTANTE, OU UMA VERDADE FIXA
VARIAM DE LUGAR PARA LUGAR, DE TEMPO PARA TEMPO, DE
INDIVÍDUO PARA INDIVÍDUO
TIPOS DE VARIABILIDADE EM MEDIDAS / OBSERVAÇÕES BIOLÓGICAS
INTRÍNSECA:
• vem das propriedades fundamentais dos sistemas biológicos
• deriva da variabilidade genética entre indivíduos
EXTRÍNSECA:
• deriva da ação de fatores externos sobre os sistemas biológicos
CAUSADA PELOS MÉTODOS DE MENSURAÇÃO / OBSERVAÇÃO
LIDAR COM VARIABILIDADE É,
PORTANTO, O CERNE DA CIÊNCIA
OS PROCESSOS BIOLÓGICOS
INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS INTRÍNSECOS E EXTRÍNSECOS
GERADORES DE VARIABILIDADE SÃO
JUSTAMENTE O QUE INTERESSA
OBSERVAR
LIÇÃO NÚMERO 1 – NUNCA ESCONDA A
VARIABILIDADE DOS SEUS DADOS ...
ISSO PODE TE LEVAR A CONCLUSÕES
ERRADAS!
NO ENTANTO, NENHUMA DE NOSSAS OBSERVAÇÕES É INAMBÍGUA ...
JÁ QUE NÃO PODEMOS CONTAR TUDO, APENAS TIRAR UMA AMOSTRA ...
NOSSA AMOSTRA INCLUI APENAS ALGUMAS DAS POSSIBILIDADES DO UNIVERSO DE POSSIBILIDADES NO TEMPO, NO ESPAÇO E ENTRE INDIVÍDUOS
SE PUDÉSSEMOS CONTAR TUDO A DECISÃO JÁ NÃO SERIA TRIVIAL, JÁ QUE NADA É ABSOLUTAMENTE IGUAL A NADA
DE QUALQUER FORMA TERÍAMOS DE DECIDIR SE O TAMANHO
DA DIFERENÇA TEM SENTIDO BIOLÓGICO DENTRO DO
CONTEXTO QUE ESTAMOS ESTUDANDO
MAS QUANDO TRATAMOS COM AMOSTRAS A COISA SE COMPLICA ... DUAS AMOSTRAS TIRADAS DO MESMO UNIVERSO
NÃO SÃO IGUAIS
MAS QUANDO TRATAMOS COM AMOSTRAS A COISA SE COMPLICA ... DUAS AMOSTRAS TIRADAS DO MESMO UNIVERSO
NÃO SÃO IGUAIS
PORTANTO, SE DEPENDEMOS DE AMOSTRAS, ESTAS DEVEM REPRESENTAR O MELHOR POSSÍVEL O UNIVERSO
DE INTERESSE
AMOSTRA ALEATÓRIA = AMOSTRA REPRESENTATIVA?
Amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
AMOSTRA REPRESENTATIVA
• estima de maneira acurada o
universo de interesse
AMOSTRA ALEATÓRIA
• todas as “entidades” tem igual e
independente chance de serem
observadas
• evita vieses conscientes ou
inconscientes impostos pelo
observador
PORTANTO, SE DEPENDEMOS DE AMOSTRAS, ESTAS DEVEM REPRESENTAR O MELHOR POSSÍVEL O UNIVERSO
DE INTERESSE
AMOSTRA ALEATÓRIA = AMOSTRA REPRESENTATIVA?
Amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
AMOSTRA ALEATÓRIA
• em média, será representativa, mas
não em um determinado caso...
PORTANTO, SE DEPENDEMOS DE AMOSTRAS, ESTAS DEVEM REPRESENTAR O MELHOR POSSÍVEL O UNIVERSO
DE INTERESSE
AMOSTRA ALEATÓRIA = AMOSTRA REPRESENTATIVA?
Amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
AMOSTRA ALEATÓRIA
• será mais representativa quanto
maior o tamanho da amostra
• será mais representativa quanto
menor a variabilidade do universo de
interesse
PORTANTO, SE DEPENDEMOS DE AMOSTRAS, ESTAS DEVEM REPRESENTAR O MELHOR POSSÍVEL O UNIVERSO
DE INTERESSE
Reserva A Reserva B
COMO SERÁ QUE NOSSO AMIGO OBTEVE A AMOSTRA DAS RESERVAS?
OU SEJA, COMO SELECIONOU OS 5 LOCAIS EM CADA RESERVA?
SERÁ QUE LEVOU EM CONSIDERAÇÃO O CONHECIMENTO SOBRE AS RESERVAS E OS MACACOS?
PORTANTO, SE DEPENDEMOS DE AMOSTRAS, ESTAS DEVEM REPRESENTAR O MELHOR POSSÍVEL O UNIVERSO
DE INTERESSE
SUPONHA QUE ELE TENHA
AMOSTRA ALEATÓRIA = AMOSTRA REPRESENTATIVA?
ESCOLHIDO ALEATORIAMENTE
• será que a Reserva é homogênea?
• será que sabemos alguma coisa
sobre como os macacos enxergam
essa heterogeneidade?
PORTANTO, SE DEPENDEMOS DE AMOSTRAS, ESTAS DEVEM REPRESENTAR O MELHOR POSSÍVEL O UNIVERSO
DE INTERESSE
Reserva A Reserva B
LIÇÃO NÚMERO 2 – AMOSTRAS ALEATÓRIAS PODEM SER
DIFÍCEIS DE CONSEGUIR NO MUNDO REAL!
PORTANTO, SE DEPENDEMOS DE AMOSTRAS, ESTAS DEVEM REPRESENTAR O MELHOR POSSÍVEL O UNIVERSO
DE INTERESSE
Reserva A Reserva B
LIÇÃO NÚMERO 3 – NUNCA DEIXE DE USAR O CONHECIMENTO
PRÉVIO PARA DELINEAR A SUA AMOSTRAGEM! Veremos mais
sobre isso em breve....
VOLTEMOS AOS NOSSOS DADOS...
Reserva A Espécie 1 Espécie 21 100 202 7 253 0 19
Reserva B Espécie 1 Espécie 21 5 92 12 163 7 4
• não temos um valor, mas vários valores ....
• o conjunto deles não é o todo, mas uma estimativa do todo...
• como compará-los?
3 0 194 0 225 8 30
Total 115 116
3 7 44 15 125 10 6
Total 49 47
VOLTEMOS AOS NOSSOS DADOS...
Reserva A Espécie 1 Espécie 21 100 202 7 253 0 19
Reserva B Espécie 1 Espécie 21 5 92 12 163 7 43 0 19
4 0 225 8 30
Total 115 116
3 7 44 15 125 10 6
Total 49 47
• VISUALIZAR A VARIABILIDADE
• SUMARIZAR A VARIABILIDADE
VISUALIZANDO A VARIABILIDADEGráficos: a melhor forma de comunicar seus resultados
RESERVA Anú
mer
o de
indi
vídu
os
20
40
60
80
RESERVA B
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
Espécie 1 Espécie 2
0
Espécie 1 Espécie 2
0
GRÁFICOS DE DISPERSÃO: OS MAIS SIMPLES E MAIS COMPLETOS...
• a espécie 2 é mais comum na Reserva A;
• já a abundância da espécie 1 não é consistentemente maior, mas mais variável
na Reserva A, especialmente em um dos pontos amostrados.
OLHANDO PARA OS GRÁFICOS, O QUE PODEMOS DIZER?
RESERVA Anú
mer
o de
indi
vídu
os
20
40
60
80
RESERVA B
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
VISUALIZANDO A VARIABILIDADEGráficos: a melhor forma de comunicar seus resultados
Espécie 1 Espécie 2
0
Espécie 1 Espécie 2
0
GRÁFICOS DE DISPERSÃO: OS MAIS SIMPLES E MAIS COMPLETOS...
O QUE VOCÊS FARIAM EM SEGUIDA?
• será que este ponto tem algo de especial?
RESERVA Anú
mer
o de
indi
vídu
os
20
40
60
80
RESERVA B
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
VISUALIZANDO A VARIABILIDADEOu escondendo a variabilidade ...
Espécie 1 Espécie 2
0
Espécie 1 Espécie 2
0
RESERVA A
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
RESERVA B
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
RESERVA Anú
mer
o de
indi
vídu
os
0
20
40
60
80
RESERVA B
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
SINTETIZANDO A VARIABILIDADE
Espécie 1 Espécie 2
0
Espécie 1 Espécie 2
0
O QUE ESTES GRÁFICOS ESTÃO REPRESENTANDO?
ESTATÍSTICAS!
• Valores únicos que sintetizam a informação contida nos dados.
• Quais são elas?
RESERVA Anú
mer
o de
indi
vídu
os
0
20
40
60
80
RESERVA B
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
SINTETIZANDO A VARIABILIDADE
Espécie 1 Espécie 2
0
Espécie 1 Espécie 2
0
O QUE ESTES GRÁFICOS ESTÃO REPRESENTANDO?
• Estatística descritora de tendência central: neste caso, a média
• Estatística descritora de dispersão / variabilidade: neste caso, o desvio padrão
E AÍ, JÁ TOMAMOS A DECISÃO?
Já que a espécie 2 é mais comum na Reserva A e que não há uma diferença
consistente na abundância da espécie 1 entre as reservas, vamos priorizar o uso
de recursos para a conservação na Reserva A.
VOCÊS CONCORDAM?
RESERVA A
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
RESERVA B
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
E AÍ, JÁ TOMAMOS A DECISÃO?
Já que a espécie 2 é mais comum na Reserva A e que não há uma diferença
consistente na abundância da espécie 1 entre as reservas, vamos priorizar o uso
de recursos para a conservação na Reserva A.
Qual o risco de estarmos errados?
RESERVA A
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
RESERVA B
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
E AÍ, JÁ TOMAMOS A DECISÃO?
Já que a espécie 2 é mais comum na Reserva A e que não há uma diferença
consistente na abundância da espécie 1 entre as reservas, vamos priorizar o uso
de recursos para a conservação na Reserva A.
Como podemos avaliá-lo?
RESERVA A
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
RESERVA B
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
E AÍ, JÁ TOMAMOS A DECISÃO?
Já que a espécie 2 é mais comum na Reserva A e que não há uma diferença
consistente na abundância da espécie 1 entre as reservas, vamos priorizar o uso
de recursos para a conservação na Reserva A.
Este é o papel da estatística de inferência:quantificar a probabilidade de estarmos errados.
RESERVA A
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
RESERVA B
Espécie 1 Espécie 2
núm
ero
de in
diví
duos
0
20
40
60
80
E AÍ, JÁ TOMAMOS A DECISÃO?
Já que a espécie 2 é mais comum na Reserva A e que não há uma diferença
consistente na abundância da espécie 1 entre as reservas, vamos priorizar o uso
de recursos para a conservação na Reserva A.
LIÇÃO NÚMERO 4: A ESTATÍSTICA DE
INFERÊNCIA NÃO É UMA ÁRBITRO
IMPARCIAL; A DECISÃO SOMOS NÓS QUE
TOMAMOS.
E AÍ, JÁ TOMAMOS A DECISÃO?
Já que a espécie 2 é mais comum na Reserva A e que não há uma diferença
consistente na abundância da espécie 1 entre as reservas, vamos priorizar o uso
de recursos para a conservação na Reserva A.
LIÇÃO NÚMERO 4: ELA NOS PERMITE
AVALIAR A PROBABILIDADE DE ESTARMOS
ERRADOS.
• Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
� mitos
� questões éticas
� relação com estatística
Variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens• Razão para delinear amostragens:
� variabilidade na natureza - necessidade de amostras
� amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
• Estudos observacionais e experimentais
• Introdução à lógica do delineamento amostral
� variável resposta (dependente) e unidades amostrais
� fatores ou variáveis independentes
� fatores que confundem
�espaço amostral ou escopo do estudo
� a lógica
� as ferramentas: replicação, randomização, análise dos fatores que confundem
Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
DELINEAMENTO AMOSTRAL
coisa muito difícil
simples, depende:
• senso comum
• conhecimento biológico
• planejamento cuidadosodeve ser deixada para estatísticos
• planejamento cuidadoso
para biólogos!
DELINEAMENTO AMOSTRAL - MITOS
MITO 1: não importa como você coletou os dados, sempre haverá uma maneira de consertar erros através da estatística
Porém, todos os testes têm premissas a respeito de como os dados devem ser coletados!
Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
Se seus dados não representam bem seu universo de interesse, a estatística não poderá te ajudar!
MITO 2: se você coletar muitos dados, alguma coisa interessante aparecerá e você será capaz de detectar até mesmo efeitos sutis
Porém, dada a variabilidade da natureza, quantidade não é qualidade.
Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
DELINEAMENTO AMOSTRAL - MITOS
Porém, dada a variabilidade da natureza, quantidade não é qualidade.
Sem planejamento (delineamento), seus dados serão muito provavelmente inúteis para a sua questão.
DELINEAMENTO AMOSTRAL - QUESTÕES ÉTICAS
TEMPO E DINHEIRO JOGADOS FORA
• nenhum retorno em relação ao esforço despendido
• mais esforço do que o necessário
Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
• menor esforço do que o necessário
QUESTÕES ÉTICAS
• estudos causam estresse, perturbação ou morte
• desperdiçar tempo e dinheiro é bobo, causar mais estresse, perturbação ou morte do que o necessário é indesculpável
DELINEAMENTO AMOSTRAL - RELAÇÃO COM ESTATÍSTICA
UM BOM DELINEAMENTO:
• Exige que você saiba como os dados serão analisados
• Permite que você atenda as premissas dos teste
Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
• Permite que você atenda as premissas dos teste
DELINEAMENTO É MAIS DO QUE ISSO:
• aprender a pensar cientificamente
• ter confiança nos seus dados
• saber os limites das conclusões que podem ser tiradas
• depende da BIOLOGIA DO SISTEMA
MAXIMIZAR A INFORMAÇÃO A SER OBTIDA, DADOS OS RECURSOS DISPONÍVEIS
NÃO HÁ DELINEMANETO PERFEITO!
Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
DELINEAMENTO AMOSTRAL - RELAÇÃO COM ESTATÍSTICA
DADA A VARIABILIDADE E COMPLEXIDADE DOS SISTEMAS BIOLÓGICOS, DELINEAR É PARTICULARMENTE IMPORTANTE
PARA AS CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
• Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
� mitos
� questões éticas
� relação com estatística
Variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens• Razão para delinear amostragens:
� variabilidade na natureza - necessidade de amostras
� amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
• Estudos observacionais e experimentais
• Introdução à lógica do delineamento amostral
� variável resposta (dependente) e unidades amostrais
� fatores ou variáveis independentes
� fatores que confundem
�espaço amostral ou escopo do estudo
� a lógica
� as ferramentas: replicação, randomização, análise dos fatores que confundem
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
1. Amostrar áreas primárias e
secundárias.
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
Experimento não-manipulativo
ou observacional – a escolha das
áreas a serem estudadas está
limitada pela distribuição real das
áreas secundárias.
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
Experimento não-manipulativo
ou observacional – ele não pode
escolher qualquer área da reserva
como unidade amostral.
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
Qual seria o problema nesse
caso?
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
Portanto, pode ser difícil
controlar o efeito de outros
fatores que não nos interessam.
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
Qual a outra opção?
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
2. Escolher algumas áreas
primárias, amostrá-las,
desmatar essas áreas, esperar a
regeneração acontecer e re-
amostrá-las.
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
Experimento manipulativo – ele
pode escolher como quiser o
número e a localização das áreas
a serem amostradas.
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
Experimento manipulativo –
qualquer área da reserva pode
ser escolhida como unidade
amostral.
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
Qual a vantagem disso?
• Imagine que nosso amigo está interessado em levantar e comparar a
fauna de sapos presentes em áreas de mata secundária e primária de uma
reserva de Mata Atlântica. Como ele poderia fazer isso?
Estudos observacionais e experimentais
mata primáriamata secundária
Maior liberdade para controlar a
influência de outros fatores sobre
os resultados.
MANIPULATIVO OBSERVACIONAL
Cria variação artificialmente
Manipula e observa reaçãoUsa variação natural
Mais estresse, efeitos colaterais Menos estresse
Estudos observacionais e experimentais
Mais estresse, efeitos colaterais Menos estresse
Variação criada pode não ser relevante biologicamente
Variação relevante biologicamente
Maior controle do efeito de outros fatores – INFERÊNCIA FORTE
Menor controle do efeito de outros fatores: terceiras variáveis, causa reversa
• Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
� mitos
� questões éticas
� relação com estatística
Variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens• Razão para delinear amostragens:
� variabilidade na natureza - necessidade de amostras
� amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
• Estudos observacionais e experimentais
• Introdução à lógica do delineamento amostral
� variável resposta (dependente) e unidades amostrais
� fatores ou variáveis independentes
� fatores que confundem
�espaço amostral ou escopo do estudo
� a lógica
� as ferramentas: replicação, randomização, análise dos fatores que confundem
• Não somos oniscientes... não podemos
contar tudo... Dependemos de amostras...
COM O QUE DEVEMOS NOS PREOCUPAR PARA DELINEAR UMA
BOA AMOSTRAGEM?
Introdução à lógica do delineamento amostral
• Qualquer lugar que queiramos inventariar é
heterogêneo em algum grau ...
USAR BOM SENSO, LÓGICA E CONHECIMENTO
PRÉVIO PARA DECIDIR AONDE ALOCAR AS UNIDADES
AMOSTRAIS, QUE NO SEU CONJUNTO FORMARÃO
SUA AMOSTRA
• Em inventários faunísticos, estamos interessados na
distribuição das espécies
DEFININDO AS VARIÁVEIS RESPOSTA E AS UNIDADES AMOSTRAIS
Introdução à lógica do delineamento amostral
• Quantidades associadas à distribuição das espécies
são nossas VARIÁVEIS RESPOSTA OU VARIÁVEIS
DEPENDENTES
• Os locais ou localidades são nossas UNIDADES
DEFININDO AS VARIÁVEIS RESPOSTA E AS UNIDADES AMOSTRAIS
Introdução à lógica do delineamento amostral
• Os locais ou localidades são nossas UNIDADES
AMOSTRAIS onde vamos medir nossas VARIÁVEIS
RESPOSTA
• Pensem em exemplos de variáveis resposta no caso de
inventários ....
DEFININDO AS VARIÁVEIS RESPOSTA E AS UNIDADES AMOSTRAIS
Introdução à lógica do delineamento amostral
• Presença / ausência de espécies
• Número de indivíduos por espécie
• Número de espécies
DEFININDO AS VARIÁVEIS RESPOSTA E AS UNIDADES AMOSTRAIS
Introdução à lógica do delineamento amostral
Inventários de sapos na Reserva A
Espécie 1 Espécie 2 Espécie 3 Espécie 4 TI TELocal 1 15 10 8 1 34 4Local 2 13 0 10 0 23 2Local 3 10 0 0 0 10 1Local 4 12 9 6 0 27 3
Quantas variáveis resposta aparecem na tabela?
Quantas unidades amostrais?
DEFININDO O QUE SÃO FATORES OU VARIÁVEIS INDEPENDENTES
Ela é categórica ou contínua?
• Neste caso dos sapos em áreas primárias e secundárias, qual é o FATOR
DO ESTUDO ou VARIÁVEL INDEPENDENTE?
Introdução à lógica do delineamento amostral
mata primáriamata secundária
Ela é categórica ou contínua?
Quais os níveis do fator?
DEFININDO O QUE SÃO FATORES QUE CONFUNDEM
• Neste caso dos sapos em áreas primárias e secundárias, qual é o FATOR
DE CONFUSÃO?
Introdução à lógica do delineamento amostral
mata primáriamata secundária
DEFININDO O ESPAÇO AMOSTRAL OU ESCOPO DO ESTUDO
• Neste caso dos sapos em áreas primárias e secundárias, qual é o ESPAÇO
AMOSTRAL OU ESCOPO DO ESTUDO?
Introdução à lógica do delineamento amostral
mata primáriamata secundária
• Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
� mitos
� questões éticas
� relação com estatística
Variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens• Razão para delinear amostragens:
� variabilidade na natureza - necessidade de amostras
� amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
• Estudos observacionais e experimentais
• Introdução à lógica do delineamento amostral
� variável resposta (dependente) e unidades amostrais
� fatores ou variáveis independentes
� fatores que confundem
�espaço amostral ou escopo do estudo
� a lógica
� as ferramentas: replicação, randomização, análise dos fatores que confundem
E AGORA, QUAL A LÓGICA DO DELINEAMENTO?
ESCOPO / ESPAÇO AMOSTRAL
VARIÁVEIS RESPOSTA
FATOR DO ESTUDO
QUESTÃO FATORES QUE
CONFUNDEM
FATOR DO ESTUDO
LIMITES DE INFRA-ESTRUTURA, RECURSOS E TEMPO
ALOCAR O MAIOR NÚMERO DE UNIDADES AMOSTRAIS NOS DIFERENTES
NÍVEIS DO FATOR DO ESTUDO, DE MANEIRA A:
1) REPRESENTAR O ESCOPO ESPACIAL E TEMPORAL
2) DIMINUIR A CHANCE DE INFLUÊNCIA DOS FATORES QUE CONFUNDEM
E AGORA, QUAL A LÓGICA DO DELINEAMENTO?
QUESTÃO ESCOPO / ESPAÇO AMOSTRAL
VARIÁVEIS RESPOSTA
FATOR DO ESTUDO
FATORES QUE
CONFUNDEM
LIÇÃO 1 - SEM QUESTÃO NÃO HÁ DELINEAMENTO POSSÍVEL...
LIÇÃO 2 – DELINEAMENTO É DEFINITIVAMENTE UMA COISA PARA BIÓLOGOS...
FATOR DO ESTUDO
ALOCAR O MAIOR NÚMERO DE UNIDADES AMOSTRAIS NOS DIFERENTES
NÍVEIS DO FATOR DO ESTUDO, DE MANEIRA A:
1) REPRESENTAR O ESCOPO ESPACIAL E TEMPORAL
2) DIMINUIR A CHANCE DE INFLUÊNCIA DOS FATORES QUE CONFUNDEM
E AGORA, QUAL A LÓGICA DO DELINEAMENTO?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
Parece tão simples, qual a dificuldade?
E AGORA, QUAL A LÓGICA DO DELINEAMENTO?
ALOCAR O MAIOR NÚMERO DE UNIDADES AMOSTRAIS NOS DIFERENTES
NÍVEIS DO FATOR DO ESTUDO, DE MANEIRA A:
1) REPRESENTAR O ESCOPO ESPACIAL E TEMPORAL
2) DIMINUIR A CHANCE DE INFLUÊNCIA DOS FATORES QUE CONFUNDEM
Conhecer a variação espaço temporal do fator do estudo...
Conhecer a variação espaço temporal dos fatores que confundem...
ISSO NÃO PARECE FÁCIL...
• Delineamento amostral – para biólogos ou estatísticos?
� mitos
� questões éticas
� relação com estatística
Variabilidade na natureza e o delineamento de amostragens• Razão para delinear amostragens:
� variabilidade na natureza - necessidade de amostras
� amostra REPRESENTATIVA x ALEATÓRIA
• Estudos observacionais e experimentais
• Introdução à lógica do delineamento amostral
� variável resposta (dependente) e unidades amostrais
� fatores ou variáveis independentes
� fatores que confundem
�espaço amostral ou escopo do estudo
� a lógica
� as ferramentas: replicação, randomização, análise dos fatores que confundem
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
VERIFICAR A VARIABILIDADE CAUSADA PELO FATOR DE INTERESSE
INTRÍNSECA:
• vem das propriedades fundamentais dos sistemas biológicos
• deriva da variabilidade genética entre indivíduos
EXTRÍNSECA:
• deriva da ação de fatores externos sobre os sistemas biológicos
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
VERIFICAR A VARIABILIDADE CAUSADA PELO FATOR DE INTERESSE
INTRÍNSECA:
• vem das propriedades fundamentais dos sistemas biológicos
ESTAMOS INTERESSADOS EM UM DOS FATORES EXTRÍNSECOS, TODO O RESTO É VARIAÇÃO RANDÔMICA OU RUÍDO
• deriva da variabilidade genética entre indivíduos
EXTRÍNSECA:
• deriva da ação de fatores externos sobre os sistemas biológicos
retirar, anular ou controlar a variabilidade randômica, de modo que a variação causada pelo fator de interesse fique clara
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
VERIFICAR A VARIABILIDADE CAUSADA PELO FATOR DE INTERESSE
REPLICAÇÃO RANDOMIZAÇÃO
Quais ferramentas temos para lidar com nosso parco conhecimento sobre a variação do fator de estudo e dos fatores que confundem?
ANÁLISE DOS FATORES QUE CONFUNDEM
REPLICAÇÃO
Fazer mais de uma observação (mais de uma unidade amostral)
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
Fator do estudo
Var
iáve
l res
po
sta
Variação randômica não permite tirar conclusões sobre o efeito do fator de estudo com uma só observação
Quanto mais vezes observamos um fenômeno, menor a chance de que esteja associada à variação randômica
REPLICAÇÃO
Depende de uma regra crucial:
Todas as observações tem a mesma
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
As observações precisam ser independentes para poder
Fator do estudo
Var
iáve
l res
po
sta
Todas as observações tem a mesma chance de ter desvios causados pela variação randômica positivos e negativos, de forma a se anularem
OU, o valor de uma observação não nos dá nenhuma dica do valor da próxima
independentes para poder representar a variação do fator de estudo
REPLICAÇÃO
Depende de uma regra crucial:
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
As observações precisam ser independentes para poder
Fator do estudo
Var
iáve
l res
po
sta
mata primáriamata secundária
Gradiente de elevação
independentes para poder representar a variação do fator de estudo
PSEUDO-REPLICAÇÃO
As observações NÃO SÃO independentes
As observações NÃO TEM a mesma
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
Fator do estudo
Var
iáve
l res
po
sta
As observações NÃO TEM a mesma chance de ter desvios positivos e negativos causados pela variação randômica
OU, o valor de uma observação NOS DÁ dicas do valor da próxima
Fator de confusão
Outros fatores estão alinhados com o fator do estudo
PSEUDO-REPLICAÇÃO
As observações NÃO SÃO independentes
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
Fator do estudo
Var
iáve
l res
po
sta
Fator de confusão
mata primáriamata secundária
Gradiente de elevação
PSEUDO-REPLICAÇÃO
DEPENDE DA QUESTÃO!
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
mata primáriamata secundária
Gradiente de elevação
A
B
Se a pergunta não fosse sobre matas primárias e secundárias na reserva, mas sobre o ponto A e B, não haveria pseudo-replicação...
PSEUDO-REPLICAÇÃO
DEPENDE DA QUESTÃO!
PRINCIPAIS FONTES:
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
mata primáriamata secundária
Gradiente de elevação
A
B
PRINCIPAIS FONTES:
Estímulo comumCompartimento comumAmbiente comumGenética comumTempo comumHistória filogenética comum
RANDOMIZAÇÃO
Toda as observações possíveis têm a mesma chance de entrar na amostra
Melhor jeito de evitar pseudo-replicação
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
Fator do estudo
Var
iáve
l res
po
sta
Melhor jeito de evitar pseudo-replicação
Mas ... Existe chance de não gerar uma amostra representativa
mata primáriamata secundária
Gradiente de elevação
A
B
RANDOMIZAÇÃO
Toda as observações possíveis tem a mesma chance de entrar na amostra
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
Tanto maior quanto:
• menor for o tamanho da sua amostra (N)
• mais heterogêneo for o escopo (fatores que confundem)
Mas ... Existe chance de não gerar uma amostra representativa
mata primáriamata secundária
Gradiente de elevação
A
B
ANÁLISE DOS FATORES QUE CONFUNDEM
1) Reduz escopo (diminui generalidade)
A LÓGICA VISTA DE OUTRO JEITO...
4) Controla na amostragem (não totalmente randômico) – define blocos que variam muito quanto ao fator de confusão
1) Reduz escopo (diminui generalidade)
2) Mede co-variável (aumenta N)
3) Inclui fator no estudo (aumenta N)
E AGORA, É SÓ ISSO?
VARIÁVEIS RESPOSTA METODOLOGIA DE MENSURAÇÃO
MEDE DE FATO O QUE DISSEMOS ESTAR INTERESSADOS EM MEDIR?
QUESTÃO ESCOPO / ESPAÇO AMOSTRAL
VARIÁVEIS RESPOSTA
FATOR DO ESTUDO
FATORES QUE
CONFUNDEM
LIMITES DE INFRA-ESTRUTURA, RECURSOS E TEMPO
METODOLOGIA DE MENSURAÇÃO
MEDE DE FATO O QUE DISSEMOS ESTAR INTERESSADOS EM MEDIR?
E AGORA, É SÓ ISSO?
VARIÁVEIS RESPOSTA
• o uso de determinado tipo de armadilha captura todas as
espécies de interesse?
QUESTÃO
METODOLOGIA DE MENSURAÇÃO
MEDE DE FATO O QUE DISSEMOS ESTAR INTERESSADOS EM MEDIR?
VARIÁVEIS RESPOSTA
E AGORA, É SÓ ISSO?
• o uso de determinado tipo de armadilha captura todas as
espécies de interesse?
• a sua eficiência varia entre os níveis do fator de estudo?
QUESTÃO
METODOLOGIA DE MENSURAÇÃO
MEDE DE FATO O QUE DISSEMOS ESTAR INTERESSADOS EM MEDIR?
VARIÁVEIS RESPOSTA
E AGORA, É SÓ ISSO?
• o uso de determinado tipo de armadilha captura todas as
espécies de interesse?
• a sua eficiência varia entre os níveis do fator de estudo?
• qual o número e a disposição adequada de armadilhas para
medirmos o que queremos no lugar que queremos?
QUESTÃO
METODOLOGIA DE MENSURAÇÃO
É ADEQUADA À ESCALA TEMPORAL E ESPACIAL DA QUESTÃO?
VARIÁVEIS RESPOSTA
E AGORA, É SÓ ISSO?
QUESTÃO ESCOPO / ESPAÇO AMOSTRAL
VARIÁVEIS RESPOSTA
FATOR DO ESTUDO
FATORES QUE
CONFUNDEM
LIMITES DE INFRA-ESTRUTURA, RECURSOS E TEMPO
METODOLOGIA DE MENSURAÇÃO
E AGORA, É SÓ ISSO?
VARIÁVEIS RESPOSTA
É ADEQUADA À ESCALA TEMPORAL E ESPACIAL DA QUESTÃO?
• faz sentido medir a densidade de
elefantes em manchas de habitat de 1
ha?
QUESTÃO
COMO ENXERGA OS FATORES QUE CONFUNDEM?
E AGORA, É SÓ ISSO?
METODOLOGIA DE MENSURAÇÃOVARIÁVEIS RESPOSTA
QUESTÃO ESCOPO / ESPAÇO AMOSTRAL
VARIÁVEIS RESPOSTA
FATOR DO ESTUDO
FATORES QUE
CONFUNDEM
LIMITES DE INFRA-ESTRUTURA, RECURSOS E TEMPO
COMO ENXERGA OS FATORES QUE CONFUNDEM?
E AGORA, É SÓ ISSO?
METODOLOGIA DE MENSURAÇÃOVARIÁVEIS RESPOSTA
FATORES QUE
CONFUNDEM
DELIMITA QUESTÕES DE INTERFERÊNCIA (INDEPENDÊNCIA) ENTRE AS UNIDADES AMOSTRAIS
E AGORA, É SÓ ISSO?
METODOLOGIA DE MENSURAÇÃOVARIÁVEIS RESPOSTA
QUESTÃO ESCOPO / ESPAÇO AMOSTRAL
VARIÁVEIS RESPOSTA
FATOR DO ESTUDO
FATORES QUE
CONFUNDEM
LIMITES DE INFRA-ESTRUTURA, RECURSOS E TEMPO