Sobre aspectos evolutivos y ecológicos de las estructuras morfológicas: un nuevo alcance para el concepto de simorfosis y propuesta de modelo conceptual de distribución espacial de la variación morfológica
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Data
2016
Autores
Clerici Hirschfeld, Maria Noel
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Resumo
El presente trabajo está dividido en dos capítulos con abordajes y propósitos diferentes entorno
al significado y el papel que tienen las estructuras morfológicas. En el Capítulo I, partiendo de
que las estructuras son sistemas jerárquicos, que pueden ser abordados desde diferentes escalas
de estudio dependiendo de las relaciones existentes entre los propios elementos que hacen a la
estructura como un todo, y las funciones asociadas a ellas, se propone que la estructura
morfológica es definida dadas las siguientes características: (i) la escala que la define es
arbitraria en un contexto morfológico, dado que la misma depende del nivel de resolución en que
se desempeñan las funciones, i.e. la escala es definida en el momento que le es asociado un
componente funcional a la estructura; (ii) es multiquasifractal, es decir, los sistemas definidos
presentan estructuras discernibles en cualquier escala espacial y sus fluctuaciones tienden a
seguir reglas de distribución de abundancia de ley de potencia, las cuales están limitadas dentro
de lo que ontológicamente representa un sistema vivo, siendo que este tipo de relaciones son
prevalecientes en biología; (iii) simorfosis, la selección natural favorece estructuras que son
reguladas de forma a ser eficientes en materiales (menos costosas morfogenéticamente) y que
optimicen el funcionamiento como un todo de la misma; (iv) autoorganización: este tipo de
sistemas evolucionan solos hacia un estado crítico donde una perturbación pequeña puede causar
efectos de cualquier tamaño, llevando a que las características iniciales del sistema se
modifiquen y autoorganicen hacia un nuevo estado; (v) están sujetas a Selección Natural y otros
mecanismos evolutivos. En el capítulo II se abordan aspectos ecológicos relacionados a las
estructuras morfológicas, proponiendo un modelo que pretende entender la ocurrencia de las
especies utlizando como proxy la propia variación en la morfología. En ese sentido son
presentados tres escenarios de un continuo de posibilidades que representan padrones diferentes
de la distribución de las variaciones morfológicas de las especies en el espacio, midiendo la
misma a partir de la curva de curtosis de la frecuencia de los atributos morfológicos. Siendo así,
en situaciones donde la especie ocupa un tamaño de área de distribución mayor y/o más
heterogénea, se espera encontrar una variabilidad morfométrica mayor representada por una
curva platicúrtica. A medida que la variación se reduce, la curva de curtosis tiende a ser menos
achatada, siendo caracterizada una curva mesocúrtica cuando la variación . Cuando la misma es
leptocúrtica, podemos interpretar que los grupos de individuos analizados presentan una
variación mínima. Esto puede relacionarse a un tamaño de área de distribución menor y/o más
homogénea. Por lo tanto, podemos encontrar un patrón de variabilidad morfológica en especies
con tamaños de áreas de distribución, grado de heterogeneidad del paisaje y regímenes de
perturbación diferentes ya que estarían expuestas a distintas presiones de selección.
O presente trabalho está dividido em dois capítulos com abordagens e finalidades diferentes, que tratam sobre o significado e o papel das estruturas morfológicas. No Capítulo I, partindo do princípio de que as estruturas são sistemas hierárquicos, que podem ser abordados a partir de diferentes escalas de estudo, dependendo das relações entre os próprios elementos que compõem a estrutura como um todo, e as funções a elas associadas, é proposto que a estrutura morfológica é definida levando em conta as seguintes características: (i) a escala é arbitrária em um contexto morfológico, uma vez que depende do grau de resolução no qual são executadas as funções, isto é, a escala é definida no momento em que se associa a ela um componente funcional à estrutura; (ii) é multiquasifractal, ou seja, os sistemas definidos têm estruturas perceptíveis em qualquer escala espacial e suas flutuações tendem a seguir as regras de distribuição de lei de potência, que são limitados no que ontologicamente representa um sistema vivo, sendo que essas relações são predominantes na biologia; (iii) simorfose, a seleção natural favorece estruturas que são reguladas de forma a ser eficiente em materiais (menos custosas morfogeneticamente) e que optimizam o funcionamiento do sistema como um todo; (iv) a auto-organização: estes sistemas evoluem em um estado crítico em que uma pequena perturbação pode causar efeitos de qualquer tamanho, levando a que as características iniciais do sistema são modificados e se auto- organizam para um novo estado; (v) estão sujeitos a seleção natural e outros mecanismos evolutivos. No Capítulo II são abordados aspectos ecológicos relacionados às estruturas morfológicas, propondo um modelo que procura compreender a ocorrência das espécies, utilizando como proxy a própria variação na morfologia. Nesse sentido, são apresentados três cenários de um continuum de possibilidades que representam diferentes padrões de distribuição da variação morfológica de espécies no espaço, medidas a partir da curva de curtose da frequência dos atributos morfológicos. Assim, em situações em que a espécie ocupa um área de tamanho maior e/ou mais heterogênea, espera-se encontrar uma maior variabilidade morfométrica, representada numa curva platicúrtica. À medida que a variação é reduzida, a curva de curtose tende a ser menos achatada. À medida que as curvas vão se tornando leptocúrticas, podemos interpretar que os grupos dos indivíduos analisados apresentam variação cada vez menor. Isto pode relacionar-se a um tamanho de distribuição de área menor e/ou mais homogênea. Portanto, podemos encontrar um padrão de variabilidade morfológica em espécies com tamanhos de áreas de distribuição, grau de heterogeneidade da paisagem e diferentes regimes de perturbação, dado que elas seriam expostas a diferentes pressões de seleção.
O presente trabalho está dividido em dois capítulos com abordagens e finalidades diferentes, que tratam sobre o significado e o papel das estruturas morfológicas. No Capítulo I, partindo do princípio de que as estruturas são sistemas hierárquicos, que podem ser abordados a partir de diferentes escalas de estudo, dependendo das relações entre os próprios elementos que compõem a estrutura como um todo, e as funções a elas associadas, é proposto que a estrutura morfológica é definida levando em conta as seguintes características: (i) a escala é arbitrária em um contexto morfológico, uma vez que depende do grau de resolução no qual são executadas as funções, isto é, a escala é definida no momento em que se associa a ela um componente funcional à estrutura; (ii) é multiquasifractal, ou seja, os sistemas definidos têm estruturas perceptíveis em qualquer escala espacial e suas flutuações tendem a seguir as regras de distribuição de lei de potência, que são limitados no que ontologicamente representa um sistema vivo, sendo que essas relações são predominantes na biologia; (iii) simorfose, a seleção natural favorece estruturas que são reguladas de forma a ser eficiente em materiais (menos custosas morfogeneticamente) e que optimizam o funcionamiento do sistema como um todo; (iv) a auto-organização: estes sistemas evoluem em um estado crítico em que uma pequena perturbação pode causar efeitos de qualquer tamanho, levando a que as características iniciais do sistema são modificados e se auto- organizam para um novo estado; (v) estão sujeitos a seleção natural e outros mecanismos evolutivos. No Capítulo II são abordados aspectos ecológicos relacionados às estruturas morfológicas, propondo um modelo que procura compreender a ocorrência das espécies, utilizando como proxy a própria variação na morfologia. Nesse sentido, são apresentados três cenários de um continuum de possibilidades que representam diferentes padrões de distribuição da variação morfológica de espécies no espaço, medidas a partir da curva de curtose da frequência dos atributos morfológicos. Assim, em situações em que a espécie ocupa um área de tamanho maior e/ou mais heterogênea, espera-se encontrar uma maior variabilidade morfométrica, representada numa curva platicúrtica. À medida que a variação é reduzida, a curva de curtose tende a ser menos achatada. À medida que as curvas vão se tornando leptocúrticas, podemos interpretar que os grupos dos indivíduos analisados apresentam variação cada vez menor. Isto pode relacionar-se a um tamanho de distribuição de área menor e/ou mais homogênea. Portanto, podemos encontrar um padrão de variabilidade morfológica em espécies com tamanhos de áreas de distribuição, grau de heterogeneidade da paisagem e diferentes regimes de perturbação, dado que elas seriam expostas a diferentes pressões de seleção.
Abstract
Descrição
Trabajo de Conclusión de Curso presentado al Instituto Latinoamericano de Ciencias de la Vida y de la Naturaleza de la Universidad Federal de la Integración Latinoamericana, como requisito parcial para la obtención del título de Licenciada en Ciencias Biológicas con énfasis en Ecología y Biodiversidad. Orientador: Prof. Dr. Luiz Roberto Ribeiro Faria Júnior.
Palavras-chave
Autoorganización, Multiquasifractales, Curtosis
Citação
CLERICI HIRSCHFELD, Maria Noel. Sobre aspectos evolutivos y ecológicos de las estructuras morfológicas: un nuevo alcance para el concepto de simorfosis y propuesta de modelo conceptual de distribución espacial de la variación morfológica. 2016. 42 pág.. Trabajo de Conclusión de Curso (Graduación en Ciencias Biológicas- Ecología y Biodiversdiad)– Universidad Federal de la Integración Latinoamericana, Foz do Iguaçu, 2016.