Sistemas complexos: novas formas de ver a Botânica

Abstract

ABSTRACT-(Complex systems: new forms to see Botany). Part of the science field named Complexity has quickly been developing during the last 15 years and the application of such tools to the Plant Sciences is imminent. In the present review we present some of the basic concepts related to Complexity, and some examples of applications to different areas in Botany are given. The main reasoning of this work is that better understanding and subsequent application by the botanists of this approach to plant taxonomy, physiology, anatomy and ecology will probably lead to a considerable widening of what is known about plants.Key words -atractor, Botany, complexity, fractals, neural networks RESUMO -(Sistemas complexos: novas formas de ver a Botânica). Uma parte da ciência denominada Complexidade vem se desenvolvendo rapidamente durante os últimos 15 anos e as aplicações de tais ferramentas às Ciências Vegetais são iminentes. Na presente revisão, são apresentados conceitos básicos relacionados à Complexidade e dados alguns exemplos de suas aplicações em diferentes áreas da Botânica. O argumento principal deste trabalho é que a melhor compreensão e conseqüente aplicação de tais enfoques à taxonomia, fisiologia, anatomia e ecologia pelos botânicos provavelmente levará a uma ampliação considerável do que se sabe sobre os vegetais.Palavras-chave -atrator, Botânica, complexidade, fractais, redes neurais IntroduçãoAssim como em outras áreas da ciência, a Botânica vem sofrendo uma lenta e, por vezes, imperceptível transformação. Não se trata de uma transformação relacionada às descobertas em sua própria área de abrangência, mas na forma como os cientistas aplicam métodos de outras áreas para fazer novas descobertas na Botânica. Para que tais transformações sejam apreciadas, é necessário compreender algumas das principais descobertas da matemática e suas conseqüências durante os últimos 15 ou 20 anos. Na realidade, os pilares fundamentais para a constatação de que as relações entre as leis naturais poderiam ser bem diferentes do que se pensava haviam sido plantados bem antes. Cientistas como Georg Cantor (1845-1918), Gaston Julia (1873-1978 e Henri Poincaré foram alguns dos responsáveis pela fundação desses alicerces. Foi por volta da década de 1960, graças ao advento de computadores mais eficientes e técnicas matemáticas mais refinadas, que Edward Lorenz percebeu que havia algo errado quando tentava fazer com que seu computador fizesse uma previsão do tempo. Ele percebeu que, ao dar entrada aos números iniciais para que as equações calculassem as probabilidades de ocorrência de eventos climáticos, números bem à direita da vírgula faziam uma diferença enorme. Lorenz compreendeu que pequenas diferenças eram fundamentais e daí surgiu o famoso signo do "efeito borboleta", ou seja, algo como: o bater das asas de uma borboleta no Brasil pode mudar o tempo na China. Em 1982, Benoit Mandelbrot, com a publicação do hoje clássico livro The fractal geometry of nature, pôs abaixo a idéia de que só existem dimensões geométricas inteiras (po...

Perspectives on biodiversity science in Brazil

“…It includes in a single freeware package, a set of statistical tools that allows users to deal with the problem of spatial autocorrelation in biodiversity data. Last but not least, complex system theory and related analytical tools, recently revised by Souza & Buckeridge (2004), also open a new and exciting avenue for biodiversity research. Finally, the examples discussed in this topic both demonstrate the creativity of some Brazilian researchers and the room that still exists for improvement in quantitative analytical tools related to biodiversity issues.…”

Abordagem sistêmica e o uso de modelos para recuperação de áreas degradadas

“…Os fenômenos naturais, em sua maioria, constituem-se em sistemas dinâmicos complexos que apresentam dinâmica evolutiva determinada pela sua estrutura e pelos fatores externos, principalmente energéticos (radiação solar, luminosidade), materiais (precipitação e CO 2 , entre outros) e causas endógenas (MACIEL, 1974;BERTALANFFY, 1975;ODUM, 1988;MATURANA;VARELA, 1997;SOUZA;BUCKERIDGE, 2004).…”

“…A segunda propriedade é a existência de níveis críticos, ou patamares, a partir dos quais o sistema se desequilibra. Essa mudança de estado geralmente é causada por pequeno aumento no fluxo de matéria e energia (GLEICK, 1989;SOUZA;BUCKERIDGE, 2004).…”

“…A Teoria do Caos e a "matemática da complexidade", também denominada "Teoria dos Sistemas Dinâmicos", são ferramentas importantes para análises dos fenômenos naturais (GLEICK, 1989;SOUZA;BUCKERIDGE, 2004). Os sistemas caóticos se afastam da previsibilidade inicial, e o acaso é característica-chave (GLEICK, 1989;RUELLE, 1993;CAPRA, 1996;LORENS, 1996;SOUZA;BUCKERIDGE, 2004;CAMARGO, 2005).…”

“…Os sistemas caóticos se afastam da previsibilidade inicial, e o acaso é característica-chave (GLEICK, 1989;RUELLE, 1993;CAPRA, 1996;LORENS, 1996;SOUZA;BUCKERIDGE, 2004;CAMARGO, 2005). De acordo com esses autores, as principais características dos eventos caóticos são: hipersensibilidade às suas condições iniciais; só ocorrem com mais de três variáveis e, quanto mais complexo for o sistema, maior será sua possibilidade de caos; em seu estado inicial, os sistemas caóticos possuem previsibilidade zero e ocorrem sempre em espaço limitado.…”