Coevolução e especiação em populações de predador-presa

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Nagai, Micael Eiji, 1983-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: [s.n.]
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Interações ecológicas
Modelo presa-predador
Fenótipo
Ecological interactions
Predator-prey model
Phenotype
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635251
Resumo: Orientador: Marcus Aloizio Martinez de Aguiar
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spelling Coevolução e especiação em populações de predador-presaCoevolution and speciation in predator-prey populationsInterações ecológicasModelo presa-predadorFenótipoEcological interactionsPredator-prey modelPhenotypeOrientador: Marcus Aloizio Martinez de AguiarTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Uma das questões centrais na biologia é entender os mecanismos de diversificação das espécie, e a coevolução tem um papel muito importante nesse processo. Em interações antagonísticas, como no sistema predador presa, geralmente há uma demanda conflitante entre as características que estão coevoluindo (defesa e contra defesa) e o sucesso reprodutivo. Um exemplo é dado por Brodie Jr., Ridenhour e Brodie III, 2002, que estudaram o sistema onde as presas são salamandras (Taricha), que possuem uma toxina (tetrodoxina ¿ TTX), e os predadores são serpentes (Thamnophis), que apresenta uma resistência à TTX. Estas duas características variam dependendo de sua localidade, com locais apresentando correspondência entre elas e outros não. Neste trabalho apresentamos um modelo baseado em indivíduos (IBM) construído a partir desse sistema. No modelo, presas e predadores estão distribuídos espacialmente e seus fenótipos, a característica defensiva e contra defensiva, são representados por uma parte de seu genoma, sendo que o restante representa a compatibilidade reprodutiva com outros indivíduos da mesma espécie. Os indivíduos podem interagir com outros que estejam suficientemente próximos e esta interação pode ser um evento de reprodução ou de predação (caso o fenótipo do predador seja superior ao da presa escolhida). A evolução da população simula a guerra armamentista entre predadores e presas em um contexto espacial. Nesta tese estudamos primeiramente as regiões de coexistência entre as populações e, nessas regiões, a corrida armamentista. Observamos que, em geral, o valor médio do fenótipo das presas fica bem abaixo daquele dos predadores. No entanto, ao compararmos os fenótipos das presas próximas aos predadores, notamos que este valor é menos discrepante, inclusive com gerações onde a presa apresenta fenótipos com valores maiores. Isso mostra a importância do espaço na coevolução, onde as presas que não estão próximas de predadores não sofrem pressão seletiva. Este fato faz com que o sistema seja extremamente dinâmico tanto espacialmente como temporalmente, com extinções e recolonizações locais. Ao incluirmos a possibilidade de especiação de ambos os grupos, é possível observar que quanto maior a restrição, espacial e de diferença genética, maior a formação de espéciesAbstract: One of the main questions in biology is to understand the mechanisms that drive species diversification and coevolution plays an important role in these processes. In antagonistic interactions, such as predator-prey, there is usually a trade-off between coevolving characters (defenses and counter defenses) and fitness. One example is given by Brodie Jr., Ridenhour e Brodie III, 2002 which studied a system where the prey are salamanders (Taricha) with a powerful toxin (tetrodoxin - TTX), and the predators are snakes (Thamnophis), which are resistant to the TTX. Those two characters vary depending on their location, and there are regions with a good match between them and others where significant mismatches are observed. In this work we created a individual based model (IBM) inspired on this system. In the model prey and predators are spatially distributed and a portion of the genome is used to express their phenotypes, the defensive and counter-defensive characters, while the remainder represents the reproductive compatibility with others individuals of the same species. The individuals can interact with others on their vicinity and the interaction can be a reproductive event or a predation (if the predator phenotype is higher than that of the chosen prey). The population evolution simulates an arms race between the predators and prey on a spatial context. In this thesis we study the conditions for coexistence of preys and predators populations and, under these conditions, the arms race. We found that, in general, the mean value of prey phenotype was lower than that of the predators. Nonetheless, when we compare only the prey in the vicinity of the predators we find that those values are less different, and in some generations the prey had phenotype with higher values. This shows the importance of space on the coevolutionary dynamics, since some prey are away from the predators and do fell their selective pressure. This fact makes the system to be extremely dynamic both spatially and temporally, with local extinctions and recolonizations. When we include the possibility of speciation, we see that the more stringent the spatial and genetic restrictions the more species are formedDoutoradoEcologiaDoutor em EcologiaCAPES[s.n.]Aguiar, Marcus Aloizio Martinez de, 1960-Reis, Sérgio Furtado dosVitiello, Silvio Antonio SachettoMontoya, Carolina ReigadaAraújo, Sabrina Borges LinoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em EcologiaUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASNagai, Micael Eiji, 1983-20182018-08-02T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (72 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635251NAGAI, Micael Eiji. Coevolução e especiação em populações de predador-presa. 2018. 1 recurso online (72 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1635251. 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