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Guia para aprender sobre biologia / ecologia / dinâmica populacional para um não biólogo


Sou um matemático aplicado que trabalha na área de sistemas de controle de feedback, mas tenho me interessado em olhar para a biologia populacional (por exemplo, Lotka-Volterra, crescimento mathusiano, etc.) do ponto de vista da teoria de sistemas e feedback matemático. Como não sei quase nada sobre biologia, exceto por um pobre sapo que quase vomitei enquanto tentava dissecar no colégio, gostaria de perguntar a esta comunidade se alguém poderia me fornecer alguns materiais que dêem uma boa visão geral do estado atual deste campo.


Existem três trabalhos seminais que lhe darão uma excelente base no estudo de sistemas dinâmicos em biologia populacional.

O primeiro detalha os fundamentos de genética populacional:

Crow, James F. e Motoo Kimura. Uma introdução à teoria da genética populacional. (1970).

O segundo lida com ecologia populacional:

Maynard-Smith, John. Modelos em ecologia. Arquivo CUP, 1978.

Finalmente, o campo da teoria dos jogos evolutivos recentemente adotou uma abordagem de sistemas dinâmicos para estudar as populações sob o disfarce de uma nova estrutura teórica conhecida simplesmente como dinâmica evolutiva:

Nowak, Martin A. Dinâmica evolutiva. Harvard University Press, 2006.

Provavelmente, eu os leria na ordem inversa. A introdução do livro de Maynard Smith tem uma boa discussão sobre algumas das inter-relações entre genética populacional e ecologia populacional. A maior parte do trabalho original foi feito por Fisher, mas você não quer ler suas coisas - é notoriamente inacessível.

Provavelmente vale a pena dizer a você que muitos biólogos matemáticos não usam de fato abordagens de sistemas dinâmicos em seu trabalho. Em vez disso, eles favorecem os modelos de otimização. Uma discussão equilibrada sobre os benefícios desta abordagem e algumas das limitações da abordagem de sistemas dinâmicos pode ser encontrada nestes artigos:

Smith, J. Maynard. "Teoria da otimização em evolução." Annual Review of Ecology and Systematics 9 (1978): 31-56.

Parker, Geoffrey A. e J. Maynard Smith. "Teoria da otimização em biologia evolutiva." Nature 348.6296 (1990): 27-33.

Por acaso, minha tese de doutorado a ser apresentada em breve é ​​sobre sistemas dinâmicos em biologia. Espero que um dia eu possa adicionar meu próprio livro a esta lista :)


Guia para aprender sobre biologia / ecologia / dinâmica populacional para um não biólogo - Biologia

Imagine navegar rio abaixo em uma pequena lancha em uma tarde de fim de semana em que as águas estão tranquilas e você está aproveitando o sol e a brisa fresca quando de repente é atingido na cabeça por uma carpa prateada de 20 libras. Este é um risco agora em muitos rios e sistemas de canais em Illinois e Missouri por causa da presença de carpas asiáticas. Este peixe - na verdade um grupo de espécies que inclui a carpa prateada, preta, gramínea e carpa de cabeça grande - é cultivado e comido na China há mais de 1.000 anos. É um dos recursos alimentares da aquicultura mais importantes em todo o mundo. Nos Estados Unidos, entretanto, a carpa asiática é considerada uma espécie invasora perigosa que perturba a estrutura da comunidade ecológica a ponto de ameaçar as espécies nativas. Os efeitos das espécies invasoras (como a carpa asiática, a videira kudzu, o peixe-cobra predador e o mexilhão zebra) são apenas um aspecto do que os ecologistas estudam para entender como as populações interagem dentro das comunidades ecológicas e qual o impacto dos distúrbios naturais e induzidos pelo homem sobre as características das comunidades.

As populações são entidades dinâmicas. Seu tamanho e composição flutuam em resposta a vários fatores, incluindo mudanças sazonais e anuais no meio ambiente, desastres naturais como incêndios florestais e erupções vulcânicas e competição por recursos entre as espécies. O estudo das populações é denominado demografia.


Assista o vídeo: Dinâmica Populacional - Aula 02 - Módulo VIII: Ecologia. Prof. Gui (Janeiro 2022).