12(1) Biologia Teórica

Julho 2014

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Artigos

Editorial
José Guilherme Chaui-Berlinck

O senso-comum diz que corpos maiores caem mais depressa. A observação e o racional científicos mostram que não. O senso-comum diz que a Terra está parada e tudo gira ao seu redor. A observação e o racional científicos mostram que não. O senso-comum garante que as espécies são estáticas, que herdar caracteres adquiridos é possível como regra, que existe uma escala de importância biológica, com o Homo sapiens no topo, sem dúvida. A observação e o racional científicos mostram que não. O senso-comum propala que o experimento e a observação são os elementos de maior valia para o entendimento do universo que nos cerca. O racional científico mostra que não. Ops ...

Por estranho que possa parecer, uma parte significativa de cientistas tem seus olhos voltados para a observação (experimentação) em completo detrimento da teorização. Na verdade, infelizmente, esse conjunto nada desprezível de cientistas tem uma atitude semelhante à do leigo, ou seja, eles aceitam suas observações como “fatos dados do universo”. Em outras palavras, estes cientistas confundem a observação com a interpretação e as transpõem como realidade: senso-comum.

As Ciências Biológicas, em seu quadro geral, tanto no exterior quanto no Brasil, ainda têm arraigado o conceito da “observação pura” como elemento chave no processo científico. A título de exemplo, a grande maioria e a imensa maior parte das revistas científicas da área mantém uma secção de “Material e Métodos” , com origem na “metodologia científica”, supostamente um “algoritmo único de exploração do universo”. Por outro lado, particularmente, nunca me deparei com uma secção de “Teoria e Modelos Subjacentes às Coleta e Análise”. Isto, contudo, vêm mudando. Existe uma certa pressão para que o ensino da biologia passe a ter um caráter de cunho mais teórico, o que irá se refletir, inexoravelmente, no modus operandi das pesquisas. Mas, aonde quero chegar? A Ciência não é a observação, a Ciência não é a modelagem. A Ciência depende de um misto destes dois componentes. Por que? Porque ...

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Abordagem teórica na ecologia: uma visão do mundo através de modelos
Camila Yumi Mandai

A aplicação de abordagens teóricas se dá por meio da proposta de modelos. Os modelos são, na maior parte, quantitativos, e podem ser vistos como descrições simplificadas do mecanismo de atuação dos processos estudados. Por explicitarem e isolarem o processo de interesse, um dos objetivos de se trabalhar com modelos é a produção de cenários teóricos que podem ser contrapostos aos dados observados. As discrepâncias entre esperado e observado são utilizadas, então, para rejeitar a teoria subjacente ou refinar premissas. Nesta revisão, eu apresento um exemplo de aplicação da abordagem teórica em uma área da biologia - no caso a ecologia - e discuto de que forma a abordagem influenciou o entendimento dos padrões observados em diversas escalas dentro da disciplina em questão. Palavras-chave. Teoria; Biologia; Padrões; Processos. DOI: 10.7594/revbio.12.01.01.

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Modelos de estratégia de busca: será o passeio de Lévy a solução?
Fernando Silveira Marques e José Guilherme Chauí-Berlink

Na natureza, muitos animais lidam com o problema de encontrar parceiros, comida e abrigo. A estratégia de busca que orienta um organismo pode revelar aspectos importantes do seu comportamento, então, modelos são propostos para tratar deste problema. O passeio de Lévy é o modelo mais discutido, possui algum suporte empírico. Nosso objetivo foi comparar deslocamentos em linha reta com o passeio de Lévy e o movimento Browniano, considerando sobrevivência e probabilidade de recompensa. Os resultados mostram o deslocamento em linha reta com desempenho superior nos ambientes que criamos. Discutimos que a estratégia linha reta deveria ser considerada a mais provável estratégia de busca considerando os argumentos que dão suporte ao passeio de Lévy, contudo, ela não é vista como estratégia.Palavras-chave. Simulação numérica; Modelo baseado no indivíduo; Forrageio.DOI: 10.7594/revbio.12.01.02

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Uma abordagem do crescimento celular via sistemas dinâmicos
Gustavo Bueno Romero e Ricardo Alves Martins

Este artigo possui dois objetivos. Primeiramente, fazemos uma breve introdução aos elementos conceituais inerentes à embriogênese. Para tanto, dois dos principais modelos matemáticos relacionados, o modelo mecânico de Murray e o modelo de reação-difusão de Turing, são discutidos e suas diferenças conceituais explicitadas. Uma vez feito, propomos um novo modelo utilizando sistemas dinâmicos para representar o crescimento celular. Este novo modelo proposto é estendido de maneira a considerar o desenvolvimento de um tecido composto por duas classes de células. Finalmente, são discutidas as consequências subjacentes a este tipo de abordagem na Biologia. Palavras-chave. Sistemas dinâmicos; Reação-difusão; Modelo de Murray; Crescimento celular; Modelagem matemática; Proporção celular. DOI: 10.7594/revbio.12.01.03

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Alometria e arquitetura de árvores
Ivan Santos Salles e Marcos Silveira Buckeridge

O sucesso de uma planta depende de sua capacidade de maximizar o ganho energético e a eficiência reprodutiva sem comprometer sua estabilidade estrutural. Este jogo entre resistência estrutural, balanço energético e capacidade reprodutiva tem sido um grande desafio para as plantas desde a saída destas do meio aquático, e agrava-se com o aumento do porte dos indivíduos. Neste trabalho pretendemos apresentar uma visão geral sobre relações alométricas e, baseadas em medidas diretas dos ramos, propor algumas novas idéias de como tais relações influenciam a arquitetura da copa e como ao mesmo tempo são influenciadas pelo ambiente. Palavras-chave. Alometria; Arquitetura de copa; Acúmulo de biomassa.DOI: 10.7594/revbio.12.01.04

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Modelagem de minimização de processamento na comunicação
José Eduardo Soubhia Natali

Dado que existe uma capacidade limitada para processar sinais vindos do ambiente, é interessante supor que exista uma tendência à minimização do processamento associado à comunicação, de modo a liberar recursos para outros eventos. Para testar essa hipótese, consideramos os organismos como osciladores, sendo a comunicação definida como o acoplamento entre estes. A geração de entropia (σ) foi o critério de minimização, e o cálculo foi realizado comparando-se situações de osciladores de parâmetros idênticos com aquelas de parâmetros diferentes. Os resultados obtidos indicam que osciladores idênticos minimizam σ. Dessa maneira, podemos concluir que a melhor estratégia, em termos evolutivos, para minimizar σ numa troca continuada de sinais é manter uma alta semelhança intraespecífica entre os animais que se comunicam num dado ambiente. Palavras-chave. Processamento; Osciladores; Sistemas dinâmicos. DOI: 10.7594/revbio.12.01.05.

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Triburguers e a entropia ... ou, a história da triste constatação feita por um pensador, inútil, amigo
José Guilherme Chaui-Berlinck

Há um primo pobre que habita os Países Baixos e, de quando em quando, precisa saldar suas dívidas, mas fica sem dinheiro. Então, um primo rico, dos Países Altos, se dispõe a emprestar $$ ao primo pobre, o qual usa o dinheiro para saldar suas dívidas. Assim que o primo pobre recebe seus pagamentos, devolve o $$ ao primo rico. As transações são feitas da seguinte maneira (ver Figura). Em sua moeda, o tradicional Grande Quente, Q$, o primo rico deposita Q$ 5.000 num banco para transferência. Desses 5.000, 10% são retidos como impostos e, então, chega ao banco da filial, nos Países Baixos, 4.500 grandes quentes. DOI: 10.7594/revbio.12.01.06

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