215. Especialização em uma ilha e dispersão (SPECIES)

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.

Energy source

Ninformation

* *

J

main.

evol.Y/d2

Sinformation

source

R

K0K1 K2

PR2

104

K3

K4K7

K6K5

Per 100 iears

R= J/(1+K0*N)P= K1*R*NR2= K1*R*N-K3*N2/(1+K2)DN= K4*R2-K5*N2-K6*N+(K7*S)/D2

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

http://www.unicamp.br/fea/ortega/ModSim/species/species Mi.xls

N versus T

0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300

Tempo

N

D1 D2 D3

P versus T

0

10

20

30

40

50

60

0 100 200 300

Tempo

P

D1 D2 D3

Cada unidade de tempo representa 100 anos e a escala horizontal representa 32,000 anos.

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.

Conforme demonstrado na Figura III-16b, o aumento da distância ocasiona menores diversidades e menores produtividades.

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.

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.

Preste atenção as linhas no programa para ver como fazer uma simulação ocorram curvas sucessivas.

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.

Outros exemplos

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 HallUniversity 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 OrtegaMileine Furlanetti de Lima Zanghetin

Liana Barbudo Carrasco Campinas, SP, 20 de julho de 2007