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Estruturação de um modelo evolutivo baseado no indivíduo

Processo: 19/14985-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de novembro de 2019
Vigência (Término): 31 de outubro de 2020
Área do conhecimento:Interdisciplinar
Pesquisador responsável:Carlos Eduardo Ferreira
Beneficiário:Irina Lerner
Instituição-sede: Instituto de Matemática e Estatística (IME). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Árvore filogenética   Especiação genética   Modelagem computacional

Resumo

Modelos baseados em indivíduo (IBM) são usados atualmente para o estudo de evolução, por permitirem modelar tanto, aspectos no nível individual, populacional e de comunidades. Por estas características, este tipo de modelagem permite estabelecer uma ligação entre forças micro-evolutivas, como, por exemplo, mutações genéticas e fluxo genético, e os padrões observados no nível macroevolutivo, como, por exemplo, através da estrutura de árvores filogenéticas. Baseado na teoria Neutra da Biodiversidade, o modelo proposto por Aguiar et al. 2009 pode ser usado para estudar como uma população inicialmente homogênea se diversifica em várias espécies devido às mutações, à reprodução sexuada e à estruturação dos indivíduos no espaço. Neste modelo, cada indivíduo é caracterizado por um genoma, definido por uma string binária. Os indivíduos são separados em grupos chamados de espécies dependendo do fluxo genético entre os indivíduos. Como é um modelo evolutivo, a cada geração a identificação das espécies deve ser feita. O custo computacional da reprodução sexuada e da busca pelas espécies é elevado quando consideramos muitos indivíduos e/ou genomas grandes, já que essas funções dependem da comparação entre os genomas dos indivíduos. Neste trabalho, implementaremos tal modelo, estruturando-o de forma que seja possível o uso de genomas grandes e muitos indivíduos. Em um próximo passo, buscaremos entender como a variação de alguns parâmetros do modelo, tal como o parâmetro relacionado ao fluxo genético, influenciam na formação de espécies e quais os padrões que podem ser observados em árvores filogenéticas. (AU)