Modelling evolutionary tempo and mode using formal morphological spaces and Markov chain principles.

Evolutionary tempo and mode summarize ancient and controversial subjects of theoretical biology such as gradualism, convergence, contingence, trends, and entrenchment. We employed an integrative methodological approach to explore the evolutionary tempo and mode of Lepidosaurian phalangeal formulae (PFs). This approach involves quantifying the frequencies of morphological changes along an evolutionary trajectory. The five meristic characters encoded by PFs are particularly valuable in revealing evolutionary patterns, owing to their discrete nature and extensive documentation in the literature. Based on a pre-existing dataset of PFs from 649 taxa (35 Lepidosauria families, including fossils), from which there exists a unique repertoire of 53 formulations, our approach simultaneously considers phenetic and phylogenetic data. This culminates in a diagram accounting for the phylogenetic dynamic of evolution traversing across different regions of morphospace. The method involves enumerating phenotypical options, reconstructing phenotypes across the phylogeny, projecting phenotypes onto a morphospace, and constructing a flow network from the frequency of evolutionary transitions between unique phenotypic conditions. This approach links Markovian chains and evolutionary trajectories to formally define parameters that describe the underlying transitions of morphological change. Among other results, we found that (a) PF evolution exhibits a clear trend towards reduction in the phalangeal count and that (b) evolutionary change tends to occur significantly between morphologically similar PFs. Notwithstanding, although minor but not trivial, transitions between distant formulas -jumps- occur. Our results support a pluralistic view including stasis, gradualism, and saltationism discriminating their prevalence in a target character evolution.

Matrices de transición y patrones de variabilidad cognitiva / Transition Matrix and Patterns of Cognitive Variability

En este trabajo se aborda la variabilidad a través de la clasificación y las coordinaciones inferenciales. Participaron 34 niños de cuatro años de edad que asisten a seis jardines infantiles de la ciudad de Cali (Colombia). Se utilizó una tarea que implica el uso de hasta cinco criterios de clasificación. Se empleó el método microgenético para obtener datos detallados sobre aspectos cualitativos y cuantitativos de cambio. Para cuantificar las variaciones de los desempeños, se recurrió a las matrices de transición (derivadas de los modelos de Markov). Los resultados arrojan tres tipos de variabilidad (patrones) que responden a diferentes usos de la clasificación y diferentes niveles de coordinación inferencial. Se concluye que la variabilidad es la evidencia de los desequilibrios cognitivos.

This paper emphasizes the study of cognitive variability across classification and inferential coordinations. Thirty-four children (4-years-old) participated in this study who attends six kindergartens in the city of Cali-Colombia. We used a task involving the use of up to five classification criteria. A microgenetic method was used to obtain the detailed data on the qualitative and quantitative aspects of change. To quantify changes in performance we used transition matrix (derived from Markov models). The results show three types of variability (patterns) which respond to different classification criteria and the use of different levels of inferential coordination. We conclude that the variability is the evidence of cognitive imbalances and those types of variability reflect different organizational dynamics.

Acuracidade da distribuição diamétrica entre métodos de projeção em Floresta Ombrófila Mista / Accuracy of the diameter distribution of projection methods in Araucaria's Forest

O estudo tem como objetivo avaliar a acuracidade das projeções diamétricas em uma Floresta Ombrófila Mista, empregando os modelos da Matriz de Transição e Razão de Movimentação, aplicados em três amplitudes temporais (2, 3 e 4 anos), sendo utilizados duas amplitudes de classes diamétricas (5 e 10cm). Os dados utilizados no estudo são oriundos de parcelas permanentes instaladas na Floresta Nacional de São Francisco de Paula - RS. A eficiência das projeções foi verificada com base nos valores observados, adotando-se os testes de Kolmogorov Smirnov e a análise de variância. Embora tenham sido influenciadas pelas Propriedades Markovianas, as projeções realizadas mostraram eficiência para descrever a estrutura futura da floresta, sendo o modelo da Razão de Movimentação o que gerou as projeções mais eficientes se comparada às projeções da Matriz de Transição. A amplitude temporal de 4 anos, associada à amplitude de classe diamétrica de 5cm, apresentou o resultado mais acurado do estudo, superestimando em 1,7% o número total de indivíduos da floresta.

This study aims to evaluate accuracy of projections in diametric Araucaria Forest, using models of the transition matrix and movement ratio, applied in three temporal amplitude (2, 3 and 4 years), and two employees amplitudes diameter classes (5 and 10cm). The information used in the study are from permanent plots established in the National Forest of São Francisco de Paula - RS. The efficiency of the projections was verified based on observed values, using Kolmogorov Smirnov test and analysis of variance. Although they have been influenced by the Markovian properties, projections carried out showed efficiency to describe the future structure of the forest, but the model the movement ratio projections generated more efficient compared to those described by the transition matrix. The time span of 4 years applied the range of 5cm diameter class had the most accurate results of the study overestimated by 1.7% the total number of individuals in the forest.

Acuracidade da distribuição diamétrica entre métodos de projeção em Floresta Ombrófila Mista

This study aims to evaluate accuracy of projections in diametric Araucaria Forest, using models of the transition matrix and movement ratio, applied in three temporal amplitude (2, 3 and 4 years), and two employees amplitudes diameter classes (5 and 10cm). The information used in the study are from permanent plots established in the National Forest of São Francisco de Paula - RS. The efficiency of the projections was verified based on observed values, using Kolmogorov Smirnov test and analysis of variance. Although they have been influenced by the Markovian properties, projections carried out showed efficiency to describe the future structure of the forest, but the model the movement ratio projections generated more efficient compared to those described by the transition matrix. The time span of 4 years applied the range of 5cm diameter class had the most accurate results of the study overestimated by 1.7% the total number of individuals in the forest.

O estudo tem como objetivo avaliar a acuracidade das projeções diamétricas em uma Floresta Ombrófila Mista, empregando os modelos da Matriz de Transição e Razão de Movimentação, aplicados em três amplitudes temporais (2, 3 e 4 anos), sendo utilizados duas amplitudes de classes diamétricas (5 e 10cm). Os dados utilizados no estudo são oriundos de parcelas permanentes instaladas na Floresta Nacional de São Francisco de Paula - RS. A eficiência das projeções foi verificada com base nos valores observados, adotando-se os testes de Kolmogorov Smirnov e a análise de variância. Embora tenham sido influenciadas pelas Propriedades Markovianas, as projeções realizadas mostraram eficiência para descrever a estrutura futura da floresta, sendo o modelo da Razão de Movimentação o que gerou as projeções mais eficientes se comparada às projeções da Matriz de Transição. A amplitude temporal de 4 anos, associada à amplitude de classe diamétrica de 5cm, apresentou o resultado mais acurado do estudo, superestimando em 1,7% o número total de indivíduos da floresta.

Acuracidade da distribuição diamétrica entre métodos de projeção em Floresta Ombrófila Mista

This study aims to evaluate accuracy of projections in diametric Araucaria Forest, using models of the transition matrix and movement ratio, applied in three temporal amplitude (2, 3 and 4 years), and two employees amplitudes diameter classes (5 and 10cm). The information used in the study are from permanent plots established in the National Forest of São Francisco de Paula - RS. The efficiency of the projections was verified based on observed values, using Kolmogorov Smirnov test and analysis of variance. Although they have been influenced by the Markovian properties, projections carried out showed efficiency to describe the future structure of the forest, but the model the movement ratio projections generated more efficient compared to those described by the transition matrix. The time span of 4 years applied the range of 5cm diameter class had the most accurate results of the study overestimated by 1.7% the total number of individuals in the forest.

O estudo tem como objetivo avaliar a acuracidade das projeções diamétricas em uma Floresta Ombrófila Mista, empregando os modelos da Matriz de Transição e Razão de Movimentação, aplicados em três amplitudes temporais (2, 3 e 4 anos), sendo utilizados duas amplitudes de classes diamétricas (5 e 10cm). Os dados utilizados no estudo são oriundos de parcelas permanentes instaladas na Floresta Nacional de São Francisco de Paula - RS. A eficiência das projeções foi verificada com base nos valores observados, adotando-se os testes de Kolmogorov Smirnov e a análise de variância. Embora tenham sido influenciadas pelas Propriedades Markovianas, as projeções realizadas mostraram eficiência para descrever a estrutura futura da floresta, sendo o modelo da Razão de Movimentação o que gerou as projeções mais eficientes se comparada às projeções da Matriz de Transição. A amplitude temporal de 4 anos, associada à amplitude de classe diamétrica de 5cm, apresentou o resultado mais acurado do estudo, superestimando em 1,7% o número total de indivíduos da floresta.