Dinâmica de populações em espécies alelopáticas: um modelo híbrido de autômatos celulares

Abstract

Alelopatia é a capacidade de plantas, fungos, bactérias e outros organismos secretarem uma toxina no ambiente, muitas vezes inibindo o crescimento de outros indivíduos. Como já bem documentado na literatura, através desse mecanismo, espécies invasoras conseguem suprimir espécies nativas, enquanto prejudica a biodiversidade local. Para entender melhor interações alelopáticas e os fenômenos emergentes que a seguem, este trabalho propõe um modelo baseado em agentes que simula interações entre um determinado número de espécies alelopáticas. Com o modelo proposto, foi possível verificar a sensibilidade destes sistemas quanto ao número de espécies envolvidas e como elas se relacionam, condições iniciais espaciais e intensidade da alelopatia (através da constante de difusão da toxina). Foi observado que em determinadas configurações há organização espacial característica entre as espécies com o intuito de proteger umas as outras, podendo ou não gerar coexistência entre todas as espécies. Observou-se também que muitas vezes a disposição espacial inicial dos espécimes atua mais como um dificultador para se atingir um estado de equilíbrio. Palavras-chave: Alelopatia. Dinâmica de Populações. Autômatos Celulares. Formação de Padrões.

Allelopathy is the ability of some plants, fungi, bacteria and other organisms to secrete a toxin into the surroundings, many times injuring other individuals. It is already known in literature that alien species can use this mechanism to suppress natives organisms, harming local bio- diversity. In order to understand allelopathics interactions and the emerging phenomena that follow it, the present work proposes an agent based model that simulates the interaction of a specified number of allelopathic species. With this model, it was possible to verify that systems are sensible to the number of species involved and how they interact, as well as initial spatial conditions and allelopathic intensity (using toxin diffusion constant). It was observed that some configurations have spatial organization between species, protecting each other, resulting or not in coexistence of them all. It was also concluded that initial conditions often make it harder for the system to get into a steady state, acting like an obstacle. Keywords: Allelopathy. Population Dynamics. Cellular Automata. Pattern Formation.