Sistemas complexos : aspectos em linguística, política e ecologia

Abstract

Resumo: Ao longo desta tese investigamos diferentes tipos de sistemas complexos. No Cap. 1, em uma análise introdutória, constatamos que dissertações e teses do Programa de Pós-Graduação em Física possuem comportamentos quantitativos idênticos aos da linguística quantitativa, respeitando as leis de Zipf e Heaps. Analisando os sentimentos dos agradecimentos, vimos que as teses são menos positivas quando comparadas com as dissertações. No Cap. 2, iniciando o núcleo de nossas investigações, mostramos a robustez de séries temporais construídas a partir dos tamanhos das sentenças em textos em inglês usando diversas métricas, como palavras e caracteres. Esse estudo aponta, portanto, que qualquer uma dessas métricas pode ser usada igualmente bem na investigação de textos baseada em tamanho de sentenças. No Cap. 3, no contexto da política, estudamos a dinâmica de presenças nas sessões parlamentares. Empregando o formalismo de caminhada aleatória, observamos uma difusão anômala balística, cuja distribuição foi ajustada com boa aproximação por uma distribuição beta. Mostramos ainda que essa pode ser obtida por um simples jogo de chances de Bernoulli e satisfaz uma equação de difusão anômala não-linear. A partir do Cap. 4, passamos a investigar temas relacionados à ecologia. No Cap. 4, analisamos o número de sítios ocupados por espécies invasoras até um certo tempo. Ajustamos os dados empíricos por uma exponencial, quantificando, para cada um dos grupos de espécies, quais continentes deveriam dar uma atenção maior à propagação dessas espécies invasoras. Os últimos dois capítulos consistiram na análise de áreas ocupadas por plantas aquáticas na Europa e América do Norte. No Cap. 5, testamos o conservadorismo de área dessas espécies por meio da correlação das áreas dos pares de espécies irmãs que compartilhavam parte de seus territórios. Os resultados obtidos indicaram o não conservadorismo de área. Em ambos os continentes as mesmas variáveis ambientais aparecem como mais relevantes quando comparamos as áreas de superposição. No Cap. 6, implementamos um formalismo de redes complexas para investigar o agrupamento dessas espécies. Dentre os resultados obtidos, o mais importante é a divisão das espécies em grupos que são consistentes com respeito à barreira da última glaciação máxima.

Abstract: Throughout this thesis, we investigate different types of complex systems. In Chapter 1, in an introductory analysis, we found that dissertations and theses from the Graduate Program in Physics have identical quantitative behaviors as those found in quantitative linguistics, following the laws of Zipf and Heaps. Analyzing the sentiment of acknowled-gements, we observed that theses are less positive when compared to dissertations. In Chapter 2, beginning with the core of our investigations, we show the robustness of time series constructed from sentence sizes in English texts using various metrics such as words and characters. This study, therefore, points out that any of these metrics can be equally used in sentence size-based text investigation. In Chapter 3, in the context of politics, we study the dynamics of attendance at parliamentary sessions. With the random walk formalism, we observed an anomalous ballistic diffusion, whose distribution was adjusted with good approximation by a beta distribution. We also show that this can be obtained through a set of Bernoulli trials and satisfies a nonlinear anomalous diffusion equation. From Chapter 4 we are going to investigate themes related to ecology. In Chapter 4, we analyze the number of sites occupied by invasive species up to a certain time. We adjusted the empirical data by an exponential one, quantifying for each of the species groups which continents should pay more attention to the spread of these invasive species. The last two chapters consisted of the analysis of areas occupied by aquatic plants in Europe and North America. In Chapter 5, we tested the area conservatism of these species by correlating the areas of sister species pairs that shared part of their territories. The obtained results indicated the non-conservatism of the area. On both continents, the same environmental variables appear to be more relevant when comparing overlapping areas. In Chapter 6, we implemented a complex network formalism to investigate the grouping of these species. Among the results obtained, the most important is the division of species into groups that seem to respect the barrier of the last glaciation maximum.