O papel da geometria na evolução da multicelularidade primordial

• Processo: 22/06202-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2022
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Ecologia - Ecologia Teórica
• Pesquisador responsável: Ricardo Martinez Garcia
• Beneficiário: Daniel Cardoso Pereira Jorge
• Supervisor: Corina Elena Tarnita
• Instituição Sede: Instituto de Física Teórica (IFT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Princeton University, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 20/15643-8 - Padrões de agregação de organismos vivos: conectando a modelagem matemática aos dados experimentais, BP.MS
• Assunto(s): Evolução biológica Modelos matemáticos Sistemas complexos Geometria
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Ecologia | Evolução | Interação entre coespecíficos | modelagem matematica | Multicelularidade | Sistemas Complexos | Modelagem matemática

Resumo

A partir de um ancestral unicelular, a evolução da multicelularidade permitiu que a natureza construísse um novo conjunto de organismos de incrível complexidade. Essa revolução evolucionária não aconteceu apenas uma vez, mas várias vezes ao longo da história da vida e em contextos ecológicos distintos. O resultado dessa evolução recorrente da multicelularidade ao longo do tempo é a diversidade de formas e tamanhos desses organismos. De fato, a geometria de um organismo multicelular é crucial para determinar como cada célula experiencia os custos e benefícios da multicelularidade. O fato de que muitas formas diferentes se originaram através de uma variedade de pressões evolutivas distintas induz questionamentos a cerca da interação entre a geometria e a evolução da multicelularidade primordial. Nos organismos multicelulares de hoje, sabe-se que a geometria tem uma grande influência em sua sobrevivência. No entanto, pouco se sabe sobre o papel da geometria dos organismos nas origens da multicelularidade. Isso ocorre porque as formas e propriedades específicas dos organismos multicelulares ancestrais se perderam com tempo, visto que estes foram originados há mais de 200 milhões de anos e já sofreram extinção. Apesar da disponibilidade limitada de informações, ainda é possível investigar questões acerca das origens da multicelularidade com ferramentas teóricas. Neste projeto, propõe-se um modelo matemático para explorar sistematicamente a interação entre a geometria e a evolução dos primeiros organismos multicelulares. O modelo segue uma abordagem "bottom-up", deixando a geometria e seus efeitos resultantes emergirem de mecanismos ecológicos e biofísicos fundamentais. Essa metodologia permite investigar as consequências subjacentes da geometria nas origens da multicelularidade sem expectativa prévia. Os resultados originais que advêm da execução deste projeto serão de grande importância para a comunidade científica, auxiliando na compreensão desta importante transição na história da vida. (AU)