ecovirt:roteiro:neutr:neutra_base
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ecovirt:roteiro:neutr:neutra_base [2022/10/25 01:31] 127.0.0.1 edição externa |
ecovirt:roteiro:neutr:neutra_base [2022/10/25 02:41] (atual) |
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| A Teoria Neutra é um modelo de processos estocásticos de nascimentos, mortes, especiações e migrações. As probabilidades de cada um destes eventos ocorrerem definem uma dinâmica surpreendente. A melhor maneira de entender isto é simular este processo, como faremos nos exercícios a seguir. | A Teoria Neutra é um modelo de processos estocásticos de nascimentos, mortes, especiações e migrações. As probabilidades de cada um destes eventos ocorrerem definem uma dinâmica surpreendente. A melhor maneira de entender isto é simular este processo, como faremos nos exercícios a seguir. | ||
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| ===== Preparação: entendendo caminhadas aleatórias ===== | ===== Preparação: entendendo caminhadas aleatórias ===== | ||
| Linha 14: | Linha 11: | ||
| A Teoria Neutra usa uma classe de modelos de dinâmica estocástica, chamada **caminhada aleatória de soma zero**. Por isso precisamos entender algumas propriedades importantes dessa dinâmica. | A Teoria Neutra usa uma classe de modelos de dinâmica estocástica, chamada **caminhada aleatória de soma zero**. Por isso precisamos entender algumas propriedades importantes dessa dinâmica. | ||
| - | Faça os tutoriais de caminhadas aleatórias, indicados nos links abaixo. Os conceitos apresentados nesses dois roteiros são centrais para o entendimento da Teoria Neutra. Apenas siga com este roteiro quando estiver certo(a) de que compreendeu os roteiros a seguir:, | + | Faça os tutoriais de caminhadas aleatórias, indicados nos links abaixo. Os conceitos apresentados nesses dois roteiros são centrais para o entendimento da Teoria Neutra. Apenas siga com este roteiro quando estiver certo(a) de que compreendeu os roteiros a seguir: |
| Linha 23: | Linha 20: | ||
| Agora que entendemos algumas propriedades básicas de cadeias Markovianas simples vamos construir o modelo estocástico da Teoria Neutra, passo a passo, usando funções do **EcoVirtual**. | Agora que entendemos algumas propriedades básicas de cadeias Markovianas simples vamos construir o modelo estocástico da Teoria Neutra, passo a passo, usando funções do **EcoVirtual**. | ||
| - | ====== Dinâmica Local sem Migração ====== | + | ===== Dinâmica Local sem Migração ===== |
| Vamos começar com um modelo para a comunidade em um dado local, usando um jogo de soma zero, similar ao jogo de apostas do roteiro [[ecovirt:roteiro:math:zerosumr|de introdução a processos estocásticos]] que acabou de fazer((Deveria! Caso não tenha feito, retorne a ele)). As regras são: | Vamos começar com um modelo para a comunidade em um dado local, usando um jogo de soma zero, similar ao jogo de apostas do roteiro [[ecovirt:roteiro:math:zerosumr|de introdução a processos estocásticos]] que acabou de fazer((Deveria! Caso não tenha feito, retorne a ele)). As regras são: | ||
| Linha 46: | Linha 43: | ||
| Simule uma comunidades com 100 espécies e 2 indivíduos por espécie: | Simule uma comunidades com 100 espécies e 2 indivíduos por espécie: | ||
| - | <code> | + | |
| - | S = 100 | + | * S = 100 |
| - | j = 2 | + | * j = 2 |
| - | </code> | + | |
| Linha 57: | Linha 54: | ||
| O que acontece com o número de espécies com o passar do tempo? Verifique se isto muda aumentando o tamanho da comunidade, que é o produto Sj. Portanto basta manter o mesmo número de espécies e aumentar o número de indivíduos por espécie: | O que acontece com o número de espécies com o passar do tempo? Verifique se isto muda aumentando o tamanho da comunidade, que é o produto Sj. Portanto basta manter o mesmo número de espécies e aumentar o número de indivíduos por espécie: | ||
| - | <code> | + | |
| - | S= 100 | + | * S= 100 |
| - | j = 2 a 12, a intervalos de 2 | + | * cycles = 10.000 |
| - | </code> | + | * j = 2 a 12, a intervalos de 2 |
| ====== sm perguntas ====== | ====== sm perguntas ====== | ||
| - | * Para qual número de espécies tende uma comunidade fechada sob dinâmica neutra? | + | - Para qual número de espécies tende uma comunidade fechada sob dinâmica neutra? |
| - | * Qual o efeito do tamanho da comunidade sobre a taxa de perda de espécies? | + | - Qual o efeito do tamanho da comunidade sobre a taxa de perda de espécies? |
| ====== Incluindo Migrações ====== | ====== Incluindo Migrações ====== | ||
| Linha 76: | Linha 74: | ||
| ====== incluindo migrações cont ====== | ====== incluindo migrações cont ====== | ||
| - | Compare a dinâmica de número de espécies ao longo do tempo em comunidades sem migração, e com valores crescentes de taxa de migração. Para isso experimente valores de migração (''Immigration (m)'') de zero a 0,5. Em todos comece com uma comunidade com 100 espécies, com dois indivíduos por espécies (''Number of Species (S)'' = 100, ''Individuals per Species (j)'' = 2. Mantenha constante o número de ciclos em todas as simulações. Repita a simulação com os mesmos valores para avaliar se existe um padrão. | + | Compare a dinâmica de número de espécies ao longo do tempo em comunidades sem migração, e com valores crescentes de taxa de migração. Para isso experimente valores de migração (''Immigration (m)'') de zero a 0,5. Em todos comece com uma comunidade com 100 espécies, com dois indivíduos por espécies, e mantenha constante o número de ciclos em todas as simulações: |
| - | O que acontece se aumentamos o tamanho da comunidade? Experimente começar com 10 indivíduos por espécie. | + | * S = 100 |
| + | * j = 2 | ||
| + | * cycles = 10.000 | ||
| + | * m = 0 a 0,5, a passos de 0,1 | ||
| + | |||
| + | ====== incluindo migrações questões ====== | ||
| + | - Para qual número de espécies uma comunidade com dinâmica neutra e imigrações tende, dado tempo suficiente? | ||
| + | - Qual o efeito de aumento da imigração sobre o estado final da comunidade? | ||
| + | - O que acontece se aumentamos o tamanho da comunidade? Dica: experimente simular com uma mesma taxa de migração e vários tamanhos de comunidade, começando com 10 indivíduos por espécie. | ||
| ====== Uma Metacomunidade mais Realista ====== | ====== Uma Metacomunidade mais Realista ====== | ||
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| Apenas para lembrar o efeito do tamanho da comunidade sobre a erosão de espécies, use novamente a função de simulação sem migração para comparar sistemas que diferem nesta ordem de grandeza: | Apenas para lembrar o efeito do tamanho da comunidade sobre a erosão de espécies, use novamente a função de simulação sem migração para comparar sistemas que diferem nesta ordem de grandeza: | ||
| - | <code> | ||
| - | S = 100 | ||
| - | cycle = 20.000 | ||
| - | j = 2 e 20 | ||
| - | </code> | ||
| + | * S = 100 | ||
| + | * cycles = 20.000 | ||
| + | * j = 2 e 20 | ||
| Já é possível perceber que para tamanhos razoáveis (ou mesmo pequenos) de metacomunidades a erosão de espécies é bem lenta. Portanto, uma entrada de espécies a uma taxa também muito lenta já seria suficiente para compensar as extinções. Se for tão lenta quanto o tempo necessário para a evolução de uma nova espécie no sistema já temos a solução: na metacomunidade, as espécies perdidas são repostas por novas que surgem, no tempo evolutivo! | Já é possível perceber que para tamanhos razoáveis (ou mesmo pequenos) de metacomunidades a erosão de espécies é bem lenta. Portanto, uma entrada de espécies a uma taxa também muito lenta já seria suficiente para compensar as extinções. Se for tão lenta quanto o tempo necessário para a evolução de uma nova espécie no sistema já temos a solução: na metacomunidade, as espécies perdidas são repostas por novas que surgem, no tempo evolutivo! | ||
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| Usando os tamanhos de comunidades e metacomunidades que já definimos, avalie o efeito de aumentar a taxa de migração, mantendo os outros parâmetros constantes: | Usando os tamanhos de comunidades e metacomunidades que já definimos, avalie o efeito de aumentar a taxa de migração, mantendo os outros parâmetros constantes: | ||
| - | <code> | + | * S = 100 |
| - | S = 100 | + | * j = 2 |
| - | j = 2 | + | * Sm = 200 |
| - | Sm = 200 | + | * jm = 20 |
| - | jm = 20 | + | * nu = $1 \times 10^{-9}$ |
| - | nu 1e-9 | + | * m = 0 a 0,4 a intervalos de 0,1 |
| - | m = 0 a 0,4 a intervalos de 0,1 | + | |
| - | </code> | + | |
| + | ====== exploracoes simhub3 ====== | ||
| Experimente também variar os tamanhos da comunidade e da metacomunidade, e a taxa de especiação. | Experimente também variar os tamanhos da comunidade e da metacomunidade, e a taxa de especiação. | ||
| Linha 131: | Linha 136: | ||
| - | ======Perguntas====== | + | ======questoes simhub3====== |
| - | * Em escala de tempo ecológico a metacomunidade desta simulação tem efeito muito diferente da metacomunidade fixa e infinita da simulação anterior? | + | - Em escala de tempo ecológico a metacomunidade desta simulação tem efeito muito diferente da metacomunidade fixa e infinita da simulação anterior? |
| - | * Qual o efeito de uma maior taxa de especiação na metacomunidade sobre a dinâmica da metacomunidade? | + | - Qual o efeito de uma maior taxa de especiação na metacomunidade sobre a dinâmica da metacomunidade? |
| - | * O que acontece se a metacomunidade é muito pequena? | + | - O que acontece se a metacomunidade é muito pequena? |
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