Dinâmica de populações espacialmente distribuídas e processos de especiação

Resumo

Processos evolutivos podem levar a mudanças significativas nas características de uma espécie, incluindo sua ramificação em espécies reprodutivamente isoladas. Embora seja possível estudar esses processos considerando a dinâmica de uma única espécie inicial sujeita a influências externas, é desejável levar em conta interações entre espécies, que podem naturalmente incluir mecanismos de seleção natural e levar à coevolução do sistema. Neste projeto pretendemos avançar no desenvolvimento de modelos teóricos e computacionais em dinâmica de populações que possam descrever simultaneamente os componentes genéticos, ecológicos e geográficos de uma população isolada ou de duas ou mais populações interagindo via predação ou mutualismo. A característica importante desses modelos é a reprodução sexuada e o tratamento baseado em indivíduos. No caso de uma única espécie inicial pretendemos aprofundar o estudo de espécies em anel, onde há isolamento geográfico parcial, e modelar os ciclídeos dos lagos africanos, que sofreram recentemente processos rápidos de especiação. Um dos objetivos desses estudo é analisar o papel das frentes de expansão em processos de colonização com ou sem barreiras parciais. O estudo de coevolução será iniciado com um sistema predador-presa sem barreiras espaciais. O genoma da presa, além de ser importante na reprodução, também codifica o seu fenótipo, que consiste de uma quantidade de veneno que a protege do predador. O genoma do predador, por sua vez, codifica a resistência ao veneno da presa, criando uma corrida armamentista. Aqui poderemos compreender como a presença de seleção, incluída no balanço entre veneno das presas e na resistência dos predadores, altera a estabilidade das populações e os processos de especiação. A grande novidade desta formulação é o tratamento genético com reprodução sexuada e acasalamento assortativo, que é bastante diferente do mecanismo de clonagem utilizado para modelar vírus e bactérias. Do ponto de vista teórico pretendemos generalizar asequações e resultados anteriores sobre a evolução de frequências alélicas em populações com dois genes para um número arbitrário de genes. (AU)