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![Lei de Construção de Adrian Bejan:
Compressão de MEET como uma Imperativa
Termodinâmica
“Para a persistência de um sistema de fluxos (vida) no
tempo precisa proporcionar um acesso mais fácil [no
espaço e no tempo] as correntes [matéria e energia]
dos fluxos.”
Shape and Structure, From Engineering to Nature, Adrian Bejan, 2000;
“Survival of the Likeliest,” John Whitfield, PLoS Biol. 2007 May; 5(5): e142](https://image.slidesharecdn.com/propriedades-110315145221-phpapp02/85/Propriedades-32-320.jpg)
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Propriedades
O documento discute as propriedades fundamentais da vida, incluindo: 1) A vida demonstra organização hierárquica, com átomos formando moléculas e células formando tecidos e órgãos. 2) Os seres vivos possuem metabolismo, transformando energia e matéria do ambiente para manutenção e crescimento. 3) Os organismos passam por desenvolvimento, com mudanças características desde o ovo fertilizado até a maturidade.
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Propriedades
- 1. Propriedades Fundamentais da Vida Ecologiade Populações Prof. Dr. Harold Fowler popecologia@hotmail.com
- 2.
- 4. A Vida temOrganização • Os seres vivos demonstram uma ordem de hierarquia. Uma hierarquia demonstra a interdependência de cada nível • Os níveis básicos de ordem num organismo multicelular geralmente se organizam como: Átomos Moléculas biológicas complexas Organelas sub-celulares Células Tecidos Órgãos Sistemas de Órgãos Organismo complexo.
- 5. Os seres vivossão organizados hierarquicamente A organização de seres vivos começa com átomos, que compõem as unidades básicas de elementos. A célula é a unidade estrutural e funcional básica de todo ser vivo. Células distintas combinam para formar tecidos. Os tecidos combinam para formar órgãos. Os órgãos específicos funcionam juntamente como um sistema. Os organismos multicelulares (cada um é um “indivíduo” dentro de uma população e espécie particular) contêm sistemas de órgãos.
- 6. Os seres vivossão organizados hierarquicamente Ecossistema
- 7. Como Fazer umOrganismo Mais Complexo? Pela direção fraca descendente de processos principalmente Ascendentes. Mas em qual substrato? A biologia ascendente é: Velha, devagar e de uso intensivo de recursos Sujeito a plieotropia antagônica/DMA Sujeito a dependência de caminho A tecnologia Ascendente é: Nova, rápida e eficiente Menos Pleiotropia antagônica, devido a modularidade elevada Pouca dependência de caminho cedo no seu desenvolvimento evolutivo. Qual seria o melhor?
- 9. Princípios Fundamentais da Ecologia Adistribuição heterogênea dos organismos Limites de tolerância; teoria do nicho Interações entre organismos Dinâmica de predador e presa, Efeitos de espécies exóticas Contingencia Extinções em massa; Biogeografia Heterogeneidade ambiental Climatologia; Solos e substratos Recursos finitos e heterogêneos Recursos limitantes; Competição A mortalidade dos organismos Historias vitais; Alocação de energia aos processos vitais A causa evolutiva de propriedades ecológicas Adaptação; Seleção Natural S.M. Scheiner e M.R. Willig. A general theory of ecology. Theor Ecol. (2008) 1:21–2
- 10. O que éuma propriedade emergente? Propriedades que aparecem ao aumentar a complexidade. São produtos da interação dos componentes do inteiro. O total é maior do que a soma de suas partes.
- 11. Propriedades Fundamentais da Vida Avida tem propriedades emergentes? – O que é a vida? Não existe nenhuma definição simples. A historia de vida demonstra uma mudança extensiva e contínua conhecida como a evolução. A resposta precisa se basear na historia comum da vida na Terra.
- 13. Propriedades Emergentes • PropriedadeEmergente = Atributo criado como o resultado das interações entre os componentes. – Novos tipos de Ordem: processos, consciência – Formas diferentes de Reprodução: assexuada e sexual – Crescimento e Desenvolvimento – Uso de energia – Resposta ao ambiente – Homeostase: Controle do ambiente interno – Adaptação evolutiva: Mudança em resposta a seleção natural
- 14. Mecanismos de Formaçãode Padrões Relações entre mecanismos de ativação e inibição e mecanismos de atração e repulsão + ACTIVATEUR Ativador - Compartilham um mecanismo comum – Ponto de partida: um substrato homogêneo (padrão diferente ou ausente) – Retroalimentação positiva (ativação local ou taxa de atração para agregar tamanho) – Retroalimentação negativa (inibição de larga distancia, desgaste nos indivíduos) - + INHIBITEUR Inibidor Força da Atração Degradação Difusão lenta Degradação Difusão rápida + Efeito de pouca alcance + CONSUMO DE PARTICULA LIVRE Efeito de grande alcance
- 15. Propriedade Emergente Tecido suavede cobertura que permite a difusão, filtração e secreção (propriedade não presente nas células individuais – não formam uma barreira sozinha). Célula endotelial Propriedades Emergentes Camada de células endoteliais Célula endotelial Capilária Capilárias transportam sangue (propriedade não demonstrada no tecido plano das células do endotelial).
- 16. Propriedades Fundamentais da Vida Ahistoria comum data desde as diversas formas de vida atual se originaram de um ancestral comum como constado no registro fóssil na atmosfera primitiva da Terra. A historia da descendência da vida com modificações proporciona uma identidade a vida que separa a vida do mundo inorgânico.
- 17. Propriedades da Vida Unicidadequímica – os sistemas vivas demonstram uma organização molecular complexa e única.
- 18. Unicidade química Os organismosvivos juntam as moléculas grandes – macro-moléculas – que são mais complexas do que as moléculas da matéria não orgânica. – As mesmas leis químicas são válidas. – Quatro categorias de macro-moléculas biológicas: Ácidos nucléicos Proteínas Carboidratos Lipídios
- 19. Unicidade química Esses quatrogrupos diferem em: – Componentes – Tipos de ligações químicas – Funções As macro-moléculas evoluíram cedo na historia da vida. As macro-moléculas são encontradas em toda forma vital.
- 20. Unicidade química As proteínasse constituem de 20 sub-unidades de ácidos aminos diferentes. A variabilidade enorme permite uma diversidade de proteínas e conseqüentemente de formas vivas. Os ácidos nucléicos, carboidratos e lipídios também estão organizadas de forma que os sistemas vivos tem um potencial grande de diversidade.
- 21. Propriedades da Vida Complexidadee a Organização Hierárquica – as moléculas se organizam em padrões nos seres vivos que não existe no mundo inorgânico.
- 22. Propriedades da Vida Metabolismo– os organismos vivos se mantêm por a aquisição de nutrientes do ambiente. O metabolismo inclui todas as reações químicas que ocorrem dentro do organismo. – Digestão – Respiração – Síntese de moléculas e estruturas
- 23. Metabolismo O metabolismo incluireações destrutivas (catabolizas) e construtivas (anabólicas). Essas reações inclui a síntese dos quatro tipos de macro-moléculas e a quebra de ligações para recuperar a energia embutida. Fisiologia – o estudo das funções metabólicas complexas.
- 24. Metabolismo Soma de todasas reações químicas que ocorrem dentro de um organismo vivo Conversão de Energia Energia química → (Emergia elétrica ou mecânica) → Calor Conversão de Matéria Catabolismo – decomposição de substancias complexas Anabolismo – construção de substancias complexas
- 25. Usos de Energia Biosíntese Substituiçãode estruturas corporais Crescimento Reprodução Armazenamento (Gordura, Glicogênio) Materiais exportados Manutenção (homeostase) Trabalho externo como o movimento
- 26. Metabolismo de Energia Leida Entropia (2a Lei da Termodinâmica) Todos os processos metabólicos envolvem uma perda de energia livre (energia organizada energia desorganizada) Os animais requerem uma entrada constante de energia organizada (ligações químicas orgânicas) Toda a energia envolvida no metabolismo eventualmente se perde na forma de calor
- 27. Metabolismo de Energia Usoenergético de um organismo A taxa da conversão da energia organizada em calor Calculo da Taxa Metabólica Calorimetria Direta Medição da produção de calor (kJ ou Cal) Calorimetria Indireta Medição de mudanças químicas C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + Energia (673 Cal, 2820 kJ)
- 28. Calorimetria Indireta: Consumo deOxigênio Quase sinônimo de metabolismo Somente indica uso energético pela respiração aeróbica Medida precisa do gasto energético pela respiração aeróbica Mas ou menos é igual a geração de calor por litro de O2 por carboidratos, gorduras e proteínas
- 29. Calorimetria Indireta: Produção deBióxido de Carbono A quantidade de CO2 formada não sempre é igual a quantidade de O2 consumida A Quociente Respiratória (QR) Quantidade de CO2 produzida/O2 consumida Varia dependente da fonte de energia
- 30. O2 e CO2 Aprodução de CO2 não é uma medida do metabolismo energético tão boa como o consumo de O2 O ganho energético por ml de CO2 produzido varia muito A produção de CO2 pode facilmente mudar por processos não metabólicos Exemplo: hiperventilação
- 31. O que afeitaa taxa metabólica? Atividade física Temperatura ambiental Processamento digestivo (ação dinâmica específica) Tamanho corporal Idade Genro Atividade endócrina Ritmos circadianos Salinidade aquática (Osmoregulação)
- 32. Lei de Construçãode Adrian Bejan: Compressão de MEET como uma Imperativa Termodinâmica “Para a persistência de um sistema de fluxos (vida) no tempo precisa proporcionar um acesso mais fácil [no espaço e no tempo] as correntes [matéria e energia] dos fluxos.” Shape and Structure, From Engineering to Nature, Adrian Bejan, 2000; “Survival of the Likeliest,” John Whitfield, PLoS Biol. 2007 May; 5(5): e142
- 33. Propriedades da Vida Desenvolvimento– Todo organismo passa por estágios característicos de seu ciclo vital. O desenvolvimento inclui as mudanças características que um organismo passa desde o começo (usualmente um ovo fertilizado) até alcançar a maturidade.
- 34. Desenvolvimento Metamorfose – transformação de umestágio vital em outro. – Girino em sapo – Lagarta em mariposa
- 35. O Desenvolvimento ea Evolução Qual o papel do desenvolvimento na geração de novas formas de seres vivos? O desenvolvimento introduz algum viés na direção da evolução?
- 36. Por muito tempoo estudo do desenvolvimento e da evolução andaram separados Isso mudou recentemente 1977 1992 2005
- 37. Alguns elementos-chave Genes importantescodificam para fatores de transcrição Eles regulam outros genes interagindo com ativadores Há redes regulatórias Mudanças podem ser – regulatórias – codificastes
- 38. Os genes HOX GenesHOX controlam a identidade de segmentos, controlando a transcrição de vários genes numa região específica Eles são genes “seletores”, pois selecionam o destino daquele segmento Sem Ubx?
- 39. Variação em genesHOX e na morfologia Uma expectativa razoável: organismos muito diferentes terão genes de desenvolvimento muito diferentes.
- 41. Variação em genesHOX e na morfologia Uma expectativa razoável: organismos muito diferentes terão genes de desenvolvimento muito diferentes O que se viu: alta conservação dos genes HOX, e outros ligados ao desenvolvimento. Dois principais sinais de diversificação Implicação: inovação morfológica pode ocorrer sem que haja grande mudança nos genes Mesmos genes usados de novas maneiras!
- 42. Conservação de função Pax6e sem olhos A conservação de sequência também se reflete num aspecto funcional (o que eles fazem ao nível molecular)
- 43. Conservação de função Desafiandonoções sobre homologia Homologia: estruturas partilhadas por descendência de um ancestral comum Gene Gene Padrão de expressão Mecanismo de desenvolvimento Estrutura anatômica
- 44. Quais as característicasdo ancestral comum dos animais? Carroll et al., 2005
- 45. Modos de evoluçãodo desenvolvimento Carrol, 2005 Evolução da regulação (inferido a partir de conservação de regiões codificantes). Permite modularização Evolução de proteínas (evolução de raças de cães, que mudaram aspectos funcionais de suas proteínas) Co-opção para nova função: uso de Dll em diferentes momentos do desenvolvimento Futuyma, 2005
- 46. Co-opção molecular Dll emapêndices e manchas alares Genes Hox no padrão A-P e na formação dos apêndices Futuyma, 2005
- 47. Modos de evoluçãodo desenvolvimento HOX pode se manter e mudar “alvo” OU Evolução de local e tempo de expressão dos genes HOX Há vários exemplos, vamos ver o da evolução de colunas dorsais em alguns vertebrados HoxB5, HoxC8, HoxC6
- 48. Inferências de homologias numaescala temporal mais restrita Asas de insetos são brânquias modificadas (visíveis pois partilham expressão de Hox) Em aranhas, pulmões, traqueias e fiandeiras, expressam os mesmos genes que brânquias de crustáceos e asas de insetos De onde veem as diferenças? – diferenças nos interruptores disponíveis para os HOX
- 49. Modos de evoluçãodo desenvolvimento co-opção modularidade: organização de animais em componentes anatomicos e de desenvolvimento – permite dissociação entre formas de diferentes estruturas (ex. eixos e patas são módulos distintos) – modularização da morfologia depende de módulos reguladores
- 50. Alguns desafios O quedomina: seleção ou viés causado por desenvolvimento? E o conceito de homologia? Os padrões de expressão importam? Como a evo-devo muda nossa visão neodarwiniana? – há macroevolução? – A microevolução (agora com base molecular) continua valendo?
- 51. Ciclo Vital do DesenvolvimentoEvolutivo Replicação Estrutura estável no espaço e tempo, transmissível parcialmente por marcos internos (DNA) e parcialmente por marcos externos (ambiente universal). No tempo os marcas ficam mais internos. Variação Capacidade de codificar “a variedade necessária” das respostas adaptativas a mudanças ambientais, para preservar a integridade, para criar novidade. Interação (Complexa, Limites de Espaço e Tempo) A exploração inicial do espaço de fase favorece a seleção natural, a exploração inteira (“canalização”) favorece a seleção de desenvolvimento. Seleção (Seleção “Natural/Evolutiva”) Aleatória, produtores de informação. Convergência (Seleção de “Desenvolvimento”) otimizado, eficiente em MEET.
- 52. Evolução e Desenvolvimento Gêmeos idênticos AEvolução cria quase todos os padrões locais únicos. O Desenvolvimento cria os padrões globais previsíveis.
- 53. O Desenvolvimento Somente poucoscentenas de genes de desenvolvimento “controlam” um caos molecular evolutivo imenso. Os dois gêmeos genéticos aparentem ser idênticos. Como é possível? Eram ciclicamente ajustados para uma ordem emergente convergente específica ao futuro, num nicho estável de desenvolvimento. Origination of Organismal Form, Müller e Newman, 2003
- 54. Evolução, Sistemas, eo Desenvolvimento As bolas travessam o paisagem (sistema), cada um com um caminho não previsível (evolutivo). Porém os caminhos convergem previsivelmente (desenvolvimento) no fundo de cada vale.
- 55. Biogênese de Desenvolvimento Eric Smith,Instituto de Santa Fe As reações químicas pré-bióticas potenciais formam um ‘espaço de possibilidades’ enorme na paisagem energética. Um subconjunto desses produzem ciclos químicos que se reproduzem e se variam, criando informação e modificando permanentemente o ambiente de seleção (“construção de nichos”). Emergem uma série de caminhos de baixa energia que limitam a paisagem. “Qual problema tinha a Terra pré-biótica que foi resolvida pela evolução da vida?”
- 56. Quantos Olhos sãoÓtimos no Desenvolvimento? A evolução já fez esse experimento. O desenvolvimento calculou o ótimo operacional. Alguns repteis (Xantusia vigilis,) e alguns salamandras ainda retém o terceiro olho (“pineal”) vestigial.
- 57. Evolução e Desenvolvimento: DoisProcessos Universais Evolução Desenvolvimento Criatividade Chance Aleatoriedade Variedade/vários Possibilidades Unicidade Incerteza Acidental Ascendente Divergente Diferenciação Descobrimento Necessidade Determinismo Unidade/único Limitações Igualdade Previsibilidade Desenho (auto-organizado) Descendente Convergente Integração Cada representa pares da dicotomia fundamental, opostos polares, modelos conflitantes para entender a mudança universal. Ambos processos têm valor de explicação em contextos diferentes. A questão principal é quando, onde e como interagir.
- 58. Os limites doControle Descendente: Esperteza da Engenharia é Difícil Fazer Camundongos “Doogie Howser”. Cópias extras do receptor 2B de NMDA (NR2B) melhoram a potenciação a largo prazo (LTP). Tinham memórias melhores mas ficaram mais sensíveis a dor. Criação para inteligência em cachorros, carvalhos e outros animais domésticos tem efeitos limitados comparado com animais selvagens (Pointer versus o Cão Selvagem). Toda a neurofarmacologia sempre tem uma resposta forte a dosagem e desregularão os receptores, e todos causam danos a largo prazo. Parte desse dano é adaptativo (anxioliticos, antidepressivos.) © 2007 Accelerating.org Pointer Cão Selvagem Africano
- 59. Propriedades da Vida Ainteração ambiental – Os seres vivos interagem com seus ambientes.
- 60. Interação Ambiental Ecologia éo estudo da interação de organismos e seu ambiente
- 61. Propriedades da Vida Movimento– os sistemas vivos e suas partes demonstram um movimento preciso e controlado dentro do sistema. – Os sistemas vivos extraem energia do ambiente e o que proporciona os movimentos controlados.
- 62. Movimento O movimento aonível celular é necessário para: – Reprodução – Crescimento – Respostas aos estímulos – Desenvolvimento de organismos multicelulares
- 63. Movimento Numa escala maior: –Populações ou espécies inteiras podem se dispersar de uma localidade geográfica a outra no tempo. Movimento de matéria inorgânica: – Não controlado finamente pelos objetos em movimento. – As vezes envolve forças externas.
- 64. Propriedades da Vida Reprodução– Sistemas vivos se reproduzem!
- 65. Reprodução Os genes sereplicam para formar genes novos. As células se dividem para produzir células novas. Os organismos se reproduzem para formar organismos novos. Populações podem se dividir para formar populações novas. Ainda as espécies podem se dividir para produzir espécies novas - especiação.
- 66. Não me interessaa origem da Vida! Mas, sim a origem de espécies Seleção Natural
- 67. Evolução A Ecologia ea Evolução são intimamente conectadas
- 68. Ecologia = oestudo das interações entre os organismos e o ambiente (as condições físicas, químicas e biológicas) Evolução = mudanças na composição genética de uma população de geração a geração = mudança da freqüência alelíca em populações com o tempo (alelos são versões diferentes do mesmo gene)
- 69.
- 70. Árvore de Vidade Ernst Haeckel (1866) Árvore da Vida Woesiana Micróbios há 3.5 Bilhões de anos O Homem há 130,000 anos na África
- 71. Por que aGenética e a Evolução numa disciplina da Ecologia? Conceitos unificantes => Todo organismo vivo usa as mesmas regras do jogo
- 72. Teorias da Evolução OrigemMitos /Cosmologias – Grego – Prometeu – Genesis Exemplos ociedentais Esquerda: Prometeu e Atena Acima: Deus e Adão
- 73. Outras Teorias O Criacionismoexplica a diversidade biológica com referencia ao ato divino da criação descrito em Genesis. O Catastrofismo é uma versão modificada do Criacionismo, que explica o registro fóssil por desastres globais que extinguiram as espécies no registro fóssil que foram substituídas por novas espécies criadas. O Desenho inteligente afirma que a física moderna e a cosmologia tem evidências de estruturas inteligentes do universo e essa inteligência aparenta atuar pensando em nós e que o universo inteiro demonstra evidencia de desenho.
- 74. Evolução é essencialpara toda biologia “Nada da biologia tem sentido exceto a luz da evolução” (Dobzhansky, 1973)
- 75. Ecologia é essencialpara entender a evolução “Nada da biologia tem sentido exceto a luz da evolução” (Dobzhansky, 1973) “A Ecologia proporciona o palco no qual a peça evolutiva é apresentada” “ Nada na evolução tem sentido execta a luz da ecologia ” (Townsend, Harper e Begon, 2000)
- 76. No artigo famoso,"Nothing in biology makes sense except in the light of evolution" (Am. Biol. Teach. 35, 125–129; 1973), Dobzhansky descreveu suas crenças religiosas: “É errada afirmar que a criação e a evolução como alternativas mutuamente exclusivas. Sou criacionista e evolucionista. A evolução e o método Divina, ou Natural, da criação.“ Dobzhansky aceitou a macroevolução e a idade documentada da Terra. Ele argumentou que “o Criador criou o mundo vivo não por acaso (fato supernatural) mas pela evolução movida pela seleção natural".
- 79. “Existe uma grandeza nessainterpretação da vida; com seus vários poderes criando poucas ou uma forma; e que nossa planeta roda segundo a lei fixa da gravidade, desde um começo simples muitas formas maravilhosas e belas evoluíram, e ainda se evoluíam.”
- 80. Reprodução A herança ea variação estão presentes em todos os níveis. – Herança – a transmissão certa de atributos de uma geração para a próxima. – Variação – produção de diferencias entre os atributos dos indivíduos. Resultado: as proles são similares aos pais mais não são copias exatas
- 81. Propriedades da Vida Programagenético – proporciona a fidelidade da herança.
- 82. Programa Genético A informaçãogenética está codificada no DNA. O DNA é uma cadeia comprida de nucleotídeos – um açúcar, fosfato + base nitrogênio (A, C, G, e T). – A seqüência de nucleotídeos codifica a ordem dos ácidos aminos na proteína especificada. O código genético
- 83. Programa Genético O códigogenético é universal entre os organismos desde a bactéria até o Homem. – Apóia o conceito da origem singular da vida.
- 84. Herança Mendeliana Darwin sabiaque alguns atributos foram herdáveis, mas não sabia do mecanismo da herança. Gregor Mendel realizou experimentos com orvalhas que resultaram num entendimento de como a herança dos cromossomos funciona.
- 85. Herança Mendeliana Mendel escolheuorvalhas porque têm vários atributos contrastantes sem intermediários. – – – – Orvalhas verdes versus amarelas Plantas altas versus baixas Orvalhas rugosas versus lisas Flores roxas versus brancas
- 86. Herança Mendeliana As orvalhasse auto-polinizam ou cruzam com outras orvalhas. – Mendel podia controlar os pais. Mendel sempre começou com pais iguais. – por exemplo, os pais de flores brancas que se auto-polinizam sempre produzem proles de flores brancas.
- 87. Herança Mendeliana Mendel podiacruzar flores brancas com indivíduos com flores roxas – a geração parental. Os resultados foram proles roxas na geração F1.
- 88. Herança Mendeliana Permite ageração hibrida F1 para auto-polinizar para produzir a geração F2 com 3 proles roxas a 1 prole branca. Mendel fez registros quantitativos que permitam a procura de padrões. Geração parental Geração F1 Geração F2
- 89. Contribuições da Biologia Celular Osmicroscópios permitiram que era possível estudar a produção de gametas (ovos e espermas). Se podia observar o movimento dos cromossomas. Resultado: a teoria de cromossomas da herança. – A informação herdada se encontra nos cromossomas.
- 90. Adaptação A Seleção Naturalexplica por que os organismos se moldam para enfrentar as demandas do ambiente. A adaptação resulta quando os variantes mais favoráveis acumulem no tempo evolutivo.
- 91. Unidade na Diversidade Todoapêndice dos mamíferos compartilham uma estrutura básica que usa as mesmas partes, mas evoluíram uma variedade diversa de adaptações, como a asa de um morcego, a nadadeira de uma baleia e um braço humano.
- 92. O Calendário doUniverso de Carl Sagan 24 dias = 1 bilhão de anos 1 segundo = 475 anos “Big Bang” 1 de janeiro Via láctea Via láctea 1 de maio Solar System 9 de setembro Vida na Terra 25 de setembro Primatas hominídeas 31 de dezembro as 22:30
- 94. Contingencia Sem dúvida houveextinções em massa associadas com a oxigenação da Terra e a origem da vida eucariótica! Desde então, houve cinco extinções em massa (devido a várias causas):! – Ordoviciano –Siluriano " (~438 Maa): 85% das espécies! – Devoniano tarde Carbonífero cedo (367" Maa): 82% das espécies! – Permiano -Triásico" (~250 Maa): 96%" Das espécies! – Triásico -Jurássico" (~202 Maa): 76% das espécies! – Cretáceo -Terciário" (65 Maa): 70% das espécies!
- 95. Contingencia Uma causa importanteda distribuição heterogênea dos organismos, •em extensões grandes de tempo e espaço, como a origem de uma espécie num continente particular • e em extensões pequenas, como onde queda uma semente
- 96. Replicação e Variação “SeleçãoNatural” Radiação Adaptativa Caos, Contingencia Evolução Interação Complexa com o Ambiente Desenvolvimento Evolutivo Seleção e Convergência “Seleção Convergente” Emergência, Ótimos globais Compressão de MEET Desenvolvimento
- 97. Radiação Adaptativa/Caos/ Evolução Multicelularidade Diferencial Interação Complexacom o Ambiente Explosão Cambriana (570 maa) Bactéria Insetos Invertebrados Seleção/Emergência/ Colapse de MEET Desenvolvimento Vertebrados 35 planos corporais foram criados no Cenozoico. Nenhum plano corporal novo foi criado após. Somente aparecem novos planos de cérebros, construídos sobre dos planos corporais. “O tempo é a forma da natureza para evitar que todo acontece de uma vez.”— Woody Allen
- 99. Por que aevolução “escolhe” esses tipos de soluções? Restrições biológicas – Física – Energética – Troca – Replicação Quantidade limitada de informação genética Quantidades enormes de – Morfogênese – Fisiologia complexidade – Comportamento a auto-organização é uma solução para esse problema
- 100. Compressão de MEETno Desenvolvimento de Estruturas de Dissipação Taxa de Densidade de Energia Livre Substrato (ergs/segundo/grama) Galáxias Estrelas Planetas (Iniciais) 0.5 2 (contra intuitiva) 75 Cérebros (Homem) Cultura (Homem) Combustão interna Jatos 150,000(10^5) 500,000(10^5) (10^6) (10^8) Plantas Animais/ Genética Chips Pentium 900 20,000(10^4) (10^11) Eric Chaisson, Cosmic Evolution, 2001 Ф tempo
- 101. A Produção Máximade Entropia de Roderick Dewar; Compressão de MEET como Teoria de Informação A Produção Máxima de Entropia (PME) (por medida de MEET) é o comportamento mais provável de um sistema aberto não equilibrado constituído de vários elementos que interagem, se o sistema fica livre para escolher (evolutivamente) seu estado e não sujeito a forças externas fortes. No tempo evolutivo, os organismos dominantes são aqueles que são melhores em degradar rapidamente os fluxos de energia na conversão desses em entropia não local, e o aumento de ordem local. Maximum Entropy Production and NonEquilibrium Statistical Mechanics; and “Survival of the Likeliest,” John Whitfield, PLoS Biol. 2007 May; 5(5): e142
- 102. Compressão de MEETComo Efemeralização In 1938 (Nine Chains to the Moon), o poeta Buckminster Fuller inventou o termo "Efemeralização,” afirmando que na natureza, “todas as progressões são do material ao abstrato" e que "eventualmente alcança o estágio elétrico.“ (ou seja, envia pedaços virtuais ao mundo físico) Devido aos princípios como a superposição, ondas negativas e tunelamento, o mundo do quantum (elétron, fóton, e outros) aparentam ser ainda mais efêmeros do que o mundo da eletricidade coletiva. Em 1981 (Critical Path), Fuller definiu a efemeralização como, “a produção invisível química, metalúrgica e eletrônica de performance sempre mais eficiente e satisfatória com menos investimento no peso e volume de materiais por unidade de função realizada". Em Synergetics 2, 1983, ele o definiu como “o princípio de fazer mais com menos tempo e energia por cada nível de performance funcional” Essa tendência também é conhecida como “virtualização,” “sem peso,” e Compressão de Matéria, Energia, Espaço e Tempo (MEET), eficiência, ou densidade.
- 103. Os Sistemas Vivosse Sustentam pela Mudança Constante Inércia, persistência – Capacidade de um sistema vivo de sobreviver perturbações moderadas Resilencia – Capacidade de um sistema vivo de restauração após de uma perturbação moderada Ponto de mutação
- 104. Ecologia de Populações Prof.Dr. Harold Gordon Fowler 19-3526-4230 popecologia@hotmail.com