Padrões de Turing e processos dinâmicos em redes complexas / Turing patterns and dynamical processes on complex networks
AUTOR(ES)
Lucas Dias Fernandes
FONTE
IBICT - Instituto Brasileiro de Informação em Ciência e Tecnologia
DATA DE PUBLICAÇÃO
23/03/2012
RESUMO
Sistemas de reação-difusão podem apresentar, sob certas condições, formação de padrões espaciais heterogêneos estacionários. Chamados padrões de Turing (ou instabilidades de Turing) devido ao trabalho de Alan Turing, sua formulação matemática é importante para o estudo da formação de padrões em geral e desempenha papel central em muitos campos da biologia, tais como ecologia e morfogênese. No presente estudo, focamos no papel exercido pelos padrões de Turing na descrição de distribuições de abundância de espécies de predadores e presas que habitam ambientes fragmentados com estrutura de rede livre de escala, onde as conexões indicam caminhos de dispersão dessas espécies. Para estudar formação de padrões em cadeias tróficas maiores, nós estendemos o modelo de presa-predador original, proposto por Nakao e Mikhailov (Nature Physics, 2010), incluindo pares de presa-predador adicionais. Mostramos que esses sistemas dinâmicos com mais de dois graus de liberdade apresentam não apenas padrões de Turing, mas também transições entre regimes caóticos, sincronizados e estacionários, dependendo dos parâmetros do sistema. Para o caso dos padrões estacionários em uma cadeia trofica com 6 espécies, identificamos distribuições não triviais das presas nos sítios da rede, dependendo da força de acoplamento entre os pares presa-predador, o que sugere que efeitos de competição aparente são importantes nos padrões observados. Nossos resultados sugerem que diferenças nas distribuições de abundância entre fragmentos podem ser, pelo menos em parte, devidos a padrões de Turing auto-organizados, e não necessariamente a heterogeneidades ambientais intrínsecas
ASSUNTO(S)
redes complexas padrões de turing turing patterns dynamical systems sistemas dinâmicos ecologia complex networks ecology
