O que é um modelo de ecossistema?

Um modelo de ecossistema é uma representação de um ecossistema mostrado em forma matemática. Tais modelos são usados ​​na ecologia teórica para ajudar os ecologistas a estudarem os ecossistemas existentes e a prever o que pode acontecer em determinadas condições. Um ecossistema é incrivelmente complexo; portanto, um modelo de ecossistema geralmente deve simplificar o sistema, concentrando-se apenas em partes específicas.

Ecossistemas são ambientes biológicos. Eles incluem todas as criaturas vivas em uma área específica, bem como as características físicas dessa área que podem afetar ou ser usadas pelos organismos nela. Podem ser coisas como ar, água ou quantidade de luz solar. O modelo também deve levar em consideração o tamanho do ambiente em estudo, pois isso pode afetar os organismos nele.

Para criar um modelo matemático viável, um ecologista deve simplificar o ecossistema que ele ou ela está tentando estudar. Isso pode ser feito concentrando-se em um número limitado de espécies ou grupos que compartilham certas características. Essas características podem ser comportamentais, bioquímicas ou físicas.

Uma vez que o ecologista tenha isolado os organismos de interesse, ele cria uma cadeia alimentar para eles. Uma cadeia alimentar é uma representação de relações predador-presa. Por exemplo, se o animal de interesse é o coiote, a cadeia alimentar pode mostrar que o coiote come coelhos, que comem vegetação ao nível do solo. Os coiotes, os coelhos e a vegetação se tornarão elementos no modelo do ecossistema.

Os elementos no modelo do ecossistema são então vinculados usando funções matemáticas que descrevem seus relacionamentos. Novamente, a complexidade de um ecossistema apresenta um problema para o ecologista. É difícil observar o que realmente afeta o consumo de um único coelho na população de coiotes; portanto, os ecologistas usam estatísticas, observações e outros métodos para chegar a um palpite. As funções matemáticas podem ser ajustadas à medida que eventos reais no ecossistema provam ou refutam a precisão do modelo do ecossistema.

Um modelo clássico de ecossistema estudado por estudantes de ecologia é o modelo predador-presa criado em meados da década de 1920. Foi criado de forma independente por dois cientistas no espaço de um ano: matemático, químico e estatístico americano Alfred J. Lotka e matemático e físico italiano Vito Volterra. Seu modelo usa um par de equações diferenciais para representar predadores e presas. Embora originalmente usado para descrever flutuações nas populações de tubarões e peixes no Mar Adriático, o modelo funciona como uma descrição geral da relação predador-presa.