planejamento de experimentos em animais · 2020-03-03 · planejamento de experimentos em animais...

Planejamento de Experimentos em AnimaisExercıcios

Planejamento de Experimentos em Animais

Lucas Santana da Cunhahttp://www.uel.br/pessoal/lscunha

03 de marco de 2020

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IntroducaoConceitos BasicosPrincıpios basicos da experimentacaoDelineamentos experimentaisEtapas do planejamentoConducao do Experimento

Introducao

Um pesquisador cientıfico resolve problemas de interesse dasociedade de forma direta ou indireta, pela aplicacao eficientede princıpios cientıficos.

A experimentacao e parte do processo cientıfico como uma dasmaneiras pelas quais aprendemos sobre como sistemas ou pro-cessos funcionam ou se comportam.

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O objetivo da experimentacao e o estudo dos experimentos,isto e, seu planejamento, execucao, analise dos dados obtidose interpretacao dos resultados.

Assim, a experimentacao envolve uma sequencia de atividades:

1 Conjectura;

2 Experimento;

3 Analise estatıstica;

4 Conclusao.

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Conjectura

E a hipotese original que motiva o experimento, ou seja, aformulacao do “problema”e os objetivos a serem alcancados.

Exemplos

A adicao de CLA (Acido Linoleico Conjugado) na racao desuınos tende a reduzir a espessura de gordura dos mesmos?

A quantidade de celulas cancerıgenas encontradas esta associ-ada com o tempo de sobrevida do animal?

A adicao de fibra de coco na racao animal e benefica, do pontode vista da producao? Qual a proporcao ideal para mistura naracao?

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Conjectura

Exemplos

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Conjectura

Exemplos

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Experimento

Feito para investigar a conjectura, e nessa etapa que e feito:

Planejamento da pesquisa: variaveis, plano amostral ou ex-perimental e tecnica(s) de analise(s);

Execucao da pesquisa: coleta de dados por meio de ob-servacao e/ou mensuracao.

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Analise estatıstica

Analise dos dados coletados segundo os objetivos tracados etecnicas apropriadas e apresentacao dos resultados.

Conclusao

Onde e exposto o que se aprendeu acerca da conjectura original esugestoes de novas conjecturas.

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Como tecnica sistematica de pesquisa, a experimentacao sedifundiu no seculo XX, quando foi formalizada atraves da es-tatıstica, por Fisher em 1920.

A metodologia de analise estatıstica a ser utilizada na pesquisadepende da maneira como os dados foram obtidos.

Logo, o planejamento e a analise estatıstica de experimentosestao extremamente associados.

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Conceitos Basicos

Ensaio

E um trabalho previamente planejado para estudar os efeitos denıveis de fatores controlados que se deseja comparar.

Fator (tratamento)

E o metodo, elemento ou material cujo efeito se deseja medir oucomparar em um experimento.

Exemplos: racoes, doses de medicamentos, inseticidas, racas, pro-dutos comerciais em geral, etc.

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Conceitos Basicos

Ensaio

E um trabalho previamente planejado para estudar os efeitos denıveis de fatores controlados que se deseja comparar.

Fator (tratamento)

E o metodo, elemento ou material cujo efeito se deseja medir oucomparar em um experimento.

Exemplos: racoes, doses de medicamentos, inseticidas, racas, pro-dutos comerciais em geral, etc.

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Variavel resposta

E a variavel mensurada usada para avaliar o efeito de tratamentos.

Exemplos: altura, peso, diametro, comprimento, etc.

Unidade experimental ou parcela

E a unidade que vai receber o tratamento e fornecer os dados quedeverao refletir seu efeito.

Exemplos: um animal, um grupo de animais, uma planta, umaplaca de Petri com um meio de cultura, etc.

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Variavel resposta

E a variavel mensurada usada para avaliar o efeito de tratamentos.

Exemplos: altura, peso, diametro, comprimento, etc.

Unidade experimental ou parcela

E a unidade que vai receber o tratamento e fornecer os dados quedeverao refletir seu efeito.

Exemplos: um animal, um grupo de animais, uma planta, umaplaca de Petri com um meio de cultura, etc.

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Delineamento experimental

E parte do plano experimental que implica na forma como os trata-mentos serao designados as unidades experimentais.

Exemplos: Delineamento inteiramente casualizado, blocos casuali-zados, quadrado latino, etc.

Esquema

E a maneira utilizada pelo pesquisador ao combinar os nıveis de doisou mais fatores para se obter os tratamentos.

Exemplos: Esquema Fatorial e Esquema em Parcelas subdivididas.

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Delineamento experimental

E parte do plano experimental que implica na forma como os trata-mentos serao designados as unidades experimentais.

Exemplos: Delineamento inteiramente casualizado, blocos casuali-zados, quadrado latino, etc.

Esquema

E a maneira utilizada pelo pesquisador ao combinar os nıveis de doisou mais fatores para se obter os tratamentos.

Exemplos: Esquema Fatorial e Esquema em Parcelas subdivididas.

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Erro experimental

E o efeito de fatores que atuam de forma aleatoria e que nao saopassıveis de controle pelo experimentador.

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Princıpios basicos da experimentacao

Para realizar experimentos sao necessarios alguns princıpiosbasicos para que as conclusoes que venham ser obtidas se tor-nem validas. Estes princıpios sao:

Repeticao;

Casualizacao;

Controle local.

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Repeticao

O princıpio da repeticao consiste na reproducao do experimentobasico.

Nıveis

Repeticoes

Tem por finalidade propiciar a obtencao de uma estimativa doerro experimental.

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Casualizacao

Consiste em distribuir os tratamentos nas parcelas por meiode sorteios. Com isso todos os tratamentos terao a mesmaprobabilidade de serem designados a qualquer parcela.

Nıveis

Repeticoes + Casualizacao

Tem por finalidade proporcionar uma estimativa valida para oerro experimental.

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Controle Local

E uma tecnica usada para melhorar a precisao do experimento,cuja finalidade e dividir um ambiente heterogeneo em sub-ambientes homogeneos e tornar o delineamento experimentalmais eficiente.

Nıveis

⇓ ⇓ ⇓ ⇓ ⇓bl.1 bl.2 bl.3 bl.4 bl.5

Rep. + Cas. + Controle local

Tem por finalidade a reducao do erro experimental.

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Delineamentos Inteiramente ao Acaso

E o mais simples dos experimentos e deve ser implantado emuma area experimental totalmente homogenea.

Leva em conta apenas o princıpio da repeticao e da casua-lizacao.

Mais utilizados em laboratorios, casas de vegetacao, viveiros,etc.

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Delineamentos em blocos casualizados

Quando a area experimental e heterogenea, sera necessario sub-dividir esta area em partes homogeneas pelo princıpio do con-trole local.

↪→ Ex: Diferentes materiais, indivıduos, dias, etc.

Na sua forma mais simples, todos os blocos recebe todos ostratamentos, constituindo o bloco completo.

Quando nao for possıvel colocar todos os tratamentos nummesmo bloco, podemos caracterizar os blocos incompletos.

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Delineamentos em Quadrados Latinos

Tambem e implantado em area heterogenea, mas diferente dosexperimentos em blocos casualizados, o controle e realizado emdois sentidos.

Neste caso os blocos em um sentido sao chamados de linhas eno outro sentido de colunas.

O numero de linhas e igual ao numero de colunas e igual aonumero de tratamentos.

Portanto, cada tratamento e implantado uma so vez em cadalinha e uma so vez em cada coluna.

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Etapas do planejamento

1 Os tratamentos que serao comparados;

2 Area e unidade experimental;

3 O numero de repeticoes;

4 A variavel em analise e forma como sera medida;

5 O delineamento experimental;

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Exemplo 1

Considere um experimento cujo objetivo e verificar se a adminis-tracao de raızes e tuberculos, como suplementacao de inverno naalimentacao de vacas em lactacao, aumenta a producao de leite.

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Uma das formas de planejar esse experimento seria:

1 Os tratamentos que serao comparados: tres tipos de suple-mentos (araruta, mandioca, batata doce) e uma testemunha,sendo um total de 4 tratamentos.

2 Area e unidade experimental: Na fazenda escola UEL sendoa unidade experimental uma vaca.

3 O numero de repeticoes: 6 repeticoes (24 animais).

4 A variavel em analise e forma como sera medida: Os va-lores das producoes (kg) de leite serao medidas numa balanca.

5 O delineamento experimental: delineamento inteiramente aoacaso.

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Para se definir o tipo de suplemento que sera dado a cada animal,

realiza-se um sorteio enumerando cada um dos 24 animais (parcelas)

que participarao do estudo (1 a 24) e, em seguida, colocam-se os

tratamentos em uma sequencia, como a dada a seguir:

S1 S2 S3 S4 S5 S6 A1 A2 A3 A4 A5 A6 M1 M2 M3 M4 M5 M6 B1 B2 B3 B4 B5 B6

A partir daı, sorteia-se a alocacao do tipo de suplemento a cada

animal. Suponha a seguinte sequencia de numeros aleatorios:

24 23 22 14 1 13 6 20 8 7 9 4 21 15 17 16 19 2 11 5 10 3 18 12

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Croqui

Assim, terıamos a seguinte configuracao do experimento:

Animais 1 2 3 4 5 6Tratamentos S5 A6 B4 M6 B2 M1

Animais 7 8 9 10 11 12Tratamentos M4 M3 M5 B3 B1 B6

Animais 13 14 15 16 17 18Tratamentos S6 S4 A2 A3 A4 B5

Animais 19 20 21 22 23 24Tratamentos A5 M2 A1 S3 S2 S1

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Conducao do Experimento

Nao se deve permitir que uma tecnica experimental inadequadaou imperfeita seja a responsavel principal pelo tamanho do erroexperimental.

Deve-se pesar o material, calibrar o equipamento ou tirar asmedidas necessarias, com o maximo de precisao possıvel.

Fazer a marcacao adequada das unidades experimentais. Comanimais, ha metodos padronizados de marcacao, assim, o unicocuidado e manter a anotacao do codigo utilizado.

Uma falha bastante comum e a aplicacao nao uniforme dostratamentos em todas as repeticoes.

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Exemplos

1 Quando nao se cuida da limpeza do equipamento utilizadopara fornecer racoes aos animais, podem ocorrer diferencasque nao sao devidas as racoes e sim, a quantidade de racaoque cada animal recebeu.

2 Se mais de uma pessoa esta aplicando os tratamentos, deve-secuidar para que as variacoes entre elas nao sejam confundidascom variacoes entre tratamentos.

3 Em experimentos com animais eventualmente coprofagos, senao houver um monitoramente constante, os resultadosobtidos podem ser influenciados por esse habito dos animais.

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Exemplos

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Exemplos

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Exercıcio 1

Um pesquisador tem o objetivo de comparar 5 linhagens de avesem relacao ao peso (kg) aos 63 dias de idade. Para realizacao doexperimento, deve-se utilizar dez aves na unidade experimental e 5repeticoes para cada tratamento, totalizando 250 aves. Conside-rando que as condicoes experimentais sao homogeneas, ou seja, oexperimento sera realizado em um delineamento inteiramente casu-alizado, pede-se:

a) quantas unidades experimentais (parcelas) ha nesse experi-mento?

b) encontre um possıvel croqui para o experimento.

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