Dinâmica de um sistema presa-predador com predador infectado por uma doença
Ano de defesa: | 2013 |
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Tipo de documento: | Dissertação |
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Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
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Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Matemática
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Departamento: |
Matemática
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País: |
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Palavras-chave em Português: | |
Palavras-chave em Inglês: | |
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Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9982 |
Resumo: | The aim of this work is to study the temporal and spatiotemporal evolution of a threedimensional system that describes a predator-prey dynamics, where the predator population can develop an infectious disease. Thus, the predators are split into two subpopulations: susceptible predators and infected predators. The rate at which susceptible become infected is described by a Holling type II functional response giving saturation when the number of susceptible predators increases. We assume that the disease develops only in the predators population and that all are born susceptible, ie, there is no vertical transmission. In the temporal evolution system, described by ordinary di�erential equations, we analyze the asymptotic behavior of the model, describing the necessary conditions for the occurrence of qualitative changes, relating them to the basic reproduction number of predators and the basic reproduction number of the disease. In numerical simulations these changes are graphically described, from the variation of the parameters that determine the predation efficiency of the infected predator and the mortality rate of susceptible and infected predators. Starting from the same local dynamics, we include spatial variation and consider movement by difusion to the population, obtaining a system described by partial diferential equations in which we can observe in addition to the temporal evolution of the spatial evolution of the system, or as populations are distributed spatially over time, when and how invasions occur in the domain. The temporal evolution of the system exhibits complex dynamics such as stable equilibrium, limit cycles, periodic oscillations and aperiodicity. The same dynamics are found in reaction-difusion system, considering that every point of the space represented by x displays a local dynamic . Spatially, invasions were observed in the form of wave fronts, making populations evenly distributed over time. |
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2017-02-142017-02-142013-05-10OSSANI, Simone. DYNAMICS OF A PREDATOR-PREY SYSTEM WITH INFECTED PREDATOR. 2013. 64 f. Dissertação (Mestrado em Matemática) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2013.http://repositorio.ufsm.br/handle/1/9982The aim of this work is to study the temporal and spatiotemporal evolution of a threedimensional system that describes a predator-prey dynamics, where the predator population can develop an infectious disease. Thus, the predators are split into two subpopulations: susceptible predators and infected predators. The rate at which susceptible become infected is described by a Holling type II functional response giving saturation when the number of susceptible predators increases. We assume that the disease develops only in the predators population and that all are born susceptible, ie, there is no vertical transmission. In the temporal evolution system, described by ordinary di�erential equations, we analyze the asymptotic behavior of the model, describing the necessary conditions for the occurrence of qualitative changes, relating them to the basic reproduction number of predators and the basic reproduction number of the disease. In numerical simulations these changes are graphically described, from the variation of the parameters that determine the predation efficiency of the infected predator and the mortality rate of susceptible and infected predators. Starting from the same local dynamics, we include spatial variation and consider movement by difusion to the population, obtaining a system described by partial diferential equations in which we can observe in addition to the temporal evolution of the spatial evolution of the system, or as populations are distributed spatially over time, when and how invasions occur in the domain. The temporal evolution of the system exhibits complex dynamics such as stable equilibrium, limit cycles, periodic oscillations and aperiodicity. The same dynamics are found in reaction-difusion system, considering that every point of the space represented by x displays a local dynamic . Spatially, invasions were observed in the form of wave fronts, making populations evenly distributed over time.O objetivo central deste trabalho é estudar a evolução temporal e espaço-temporal do sistema tridimensional que descreve uma dinâmica presa-predador, onde a população de predadores pode desenvolver uma doença infecciosa. Desta forma, os predadores são divididos em duas subpopulações: predadores suscetí- veis e predadores infectados. A taxa com que os suscetíveis se tornam infectados é dada por uma resposta funcional tipo II, que exibe uma saturação conforme o número de predadores suscetíveis aumenta. Assumimos que a doença se desenvolve apenas na população de predadores e que todos nascem suscetíveis, ou seja, não há transmissão vertical. No sistema de evolução temporal, descrito por equações diferenciais ordinárias, analisamos o comportamento assintótico do modelo, descrevendo as condições necessárias para a ocorrência de mudanças qualitativas, relacionando-as ao número de reprodução básico dos predadores e ao número de reprodução básico da doença. Nas simulações numéricas essas mudanças são descritas graficamente, a partir da variação dos parâmetros que determinam a eficiência de predação do predador infectado e a taxa de mortalidade de predadores suscetíveis e infectados. Partindo da mesma dinâmica local, incluímos a variação espacial e consideramos movimenta ção por difusão para as populações, obtendo um sistema descrito por equações diferenciais parciais, com o qual podemos observar, além da evolução temporal, a evolução espacial do sistema, ou seja, como as populações se distribuem espacialmente com o passar do tempo, quando e como ocorrem as invasões do domínio. A evolução temporal do sistema exibe dinâmicas complexas, como equilíbrios estáveis, ciclos limites, oscilações periódicas e aperiodicidade. As mesmas dinâmicas são encontradas no sistema de reação-difusão, considerando-se que cada ponto do espaço, representado por x, exibe uma dinâmica local. Espacialmente, foram observadas invasões em forma de frentes de ondas, tornando as populações homogeneamente distribuídas com o passar do tempo.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal de Santa MariaPrograma de Pós-Graduação em MatemáticaUFSMBRMatemáticaModelo presa-predadorModelo ecoepidemiológicoDoença no predadorNúmero de reprodução básicoModelo de reação-difusãoPredator-prey modelEco-epidemiological modelDisease in the predatorBasic reproduction numberReaction-Difusion modelCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICADinâmica de um sistema presa-predador com predador infectado por uma doençaDynamics of a predator-prey system with infected predatorinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisRodrigues, Luiz Alberto Díazhttp://lattes.cnpq.br/9198489380493317Rafikov, Marathttp://lattes.cnpq.br/1843587196655459Copetti, Rosemaira Dalcinhttp://lattes.cnpq.br/6002394404374660http://lattes.cnpq.br/2437083583695096Ossani, Simone100100000008400300300300300d9779333-92f7-4d34-94b4-18f90b2d4fd43cd791e4-a3b2-4d3a-85e8-235efce0d5f9339e5e00-6894-465c-8637-a1d349f1c269d4969437-3a4f-46ec-a627-4e1e7b64b41cinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSMORIGINALOSSANI, SIMONE.pdfapplication/pdf8438342http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/9982/1/OSSANI%2c%20SIMONE.pdf4e255fe3b26ee6de1e27cf6fa36ead39MD51TEXTOSSANI, SIMONE.pdf.txtOSSANI, SIMONE.pdf.txtExtracted texttext/plain109404http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/9982/2/OSSANI%2c%20SIMONE.pdf.txtd288ddcdbacdfe34e084182a1ac22477MD52THUMBNAILOSSANI, SIMONE.pdf.jpgOSSANI, SIMONE.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5041http://repositorio.ufsm.br/bitstream/1/9982/3/OSSANI%2c%20SIMONE.pdf.jpg91d82bbc6461025cc6f2c72fa594f699MD531/99822022-01-24 09:52:09.298oai:repositorio.ufsm.br:1/9982Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-01-24T12:52:09Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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