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Em busca de uma teoria mecanicista para padrões biológicos e possibilidades de uso para gerenciamento de seus ecossistemas

Processo: 19/05523-8
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Apoio a Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de novembro de 2019 - 31 de outubro de 2024
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física
Pesquisador responsável:Ricardo Martinez Garcia
Beneficiário:Ricardo Martinez Garcia
Instituição-sede: Instituto de Física Teórica (IFT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):19/26736-0 - Dinâmica populacional com interações não locais: desde a emergência de padrões à coexistência de espécies, BP.MS
19/24433-0 - Em busca de uma teoria mecanicista para padrões biológicos e possibilidades de uso para gerenciamento de seus ecossistemas, BP.JP
Assunto(s):Sistemas complexos  Modelos matemáticos 

Resumo

Sistemas biológicos complexos são compostos de muitas entidades que interagem entre si e com o ambiente de uma maneira intrincada e altamente não linear. Como um resultado dessas interações, sistemas complexos frequentemente se auto-organizam em padrões espaço-temporais. Esses padrões têm atraído bastante atenção nos últimos anos,inicialmente devido à sua inquestionável beleza, e posteriormente devido às importantes informações que eles contêm sobre o estado do sistema no qual eles se formam. Supõem-se,por exemplo, que padrões espaciais são capazes de informar sobre a robustez do ecossistema no qual eles se formam sendo, por tanto uma importante ferramenta para prevenir perda de biodiversidade.A modelagem matemática tem sido uma ferramenta muito poderosa para explorar a origem desses padrões e também para especular sobre suas possíveis consequências no nível do (eco)sistema, já que na natureza uma escala de tempo muito longa é necessária para que esses padrões apareçam. No entanto, modelos de formação de padrões focam na reprodução da forma observada e frequentemente evitam uma descrição detalhada das interações que estão por trás delas. Essa aproximação tem levantado questões importantes, já que padrões que parecem idênticos podem surgir em contextos muito diferentes em processos de causas distintas, que muitas vezes levam a consequências no nível do sistema que são contraditórias.Portanto, para explorar padrões biológicos e extrair conclusões significativas sobre as implicações potenciais, é necessário desenvolver uma nova abordagem teórica que foca não somente na recuperação das estruturas observadas, mas também considera o conjunto correto de interações no nível individual. Proponho que uma nova aproximação para formação de padrões, no qual padrões auto-organizados e suas consequências ecológicas e evolucionárias surjam naturalmente de uma descrição detalhada de interações específicas do sistema em um nível individual. Dessa forma, padrões representam uma ponte natural entre comportamento, ecologia e evolução e, desse modo, fornecem uma forma poderosa de integrar processos que ocorrem em diferentes escalas em sistemas complexos biológicos. (AU)