Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/69585
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dc.contributor.advisor1Lucas Lages Wardilpt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6843147192950245pt_BR
dc.contributor.referee1Ronald Dickmanpt_BR
dc.contributor.referee2Armando Gil Magalhães Nevespt_BR
dc.contributor.referee3Ricardo Martinez Garciapt_BR
dc.contributor.referee4Mendeli Henning Vainsteinpt_BR
dc.creatorIan Magalhães Bragapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3603554229532573pt_BR
dc.date.accessioned2024-07-02T16:19:35Z-
dc.date.available2024-07-02T16:19:35Z-
dc.date.issued2024-04-11-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/69585-
dc.description.abstractThe famous quote “Nothing in biology makes sense, except in the light of evolution”, by Theodosius Dobzhansky, perfectly encapsulates the tremendous explanatory power of the theory of evolution in the face of the countless biological phenomena we observe today, or find preserved in the fossil record. Since it was independently proposed by Darwin and Wallace, the theory has been considered the best way to explain the diversity of life on Earth. The evidence that all living beings share a common origin only continues to accumulate over time. Today, research in this area is more interdisciplinary than ever, involving biologists, physicists, mathematicians, and computer scientists. The approach we take is to try to describe evolution through mathematical models, involving deterministic rate equations, but primarily through stochastic models, where the parameters of interest follow probability distributions. In Chapter 2, we study the replicator dynamics and introduce game theory into the study of evolution, addressing an interesting question about the escalation of aggression in animal conflicts. In Chapter 3, we extend the famous replicator equation to the case where a population of prey with two distinct types evolves in the presence of predators. In Chapter 4, we delve deeply into the Moran process so that we can use it in Chapter 5 to study an original group selection model, aiming to explain the emergence of cooperation. It is possible to show that, even losing to defectors within the same group, cooperators may have an overall advantage and have a probability close to 1 of dominating the population. Finally, in Chapter 6, we propose a simple mathematical model that encompasses the three basic principles of evolution: heredity, mutation, and selection. We demonstrate how it is possible to obtain demographic variations of a trait in the population in terms of variations at the reproductive level, and also how to predict the evolutionary path of a given trait in the long term, given the initial evolutionary path. In other words, we propose a model that aims to predict evolution.pt_BR
dc.description.resumoA famosa citação ``Nada na biologia faz sentido, exceto sob a luz da evolução'', de Theodosius Dobzhansky, resume com perfeição o enorme poder explanatório da teoria da evolução, frente aos incontáveis fenômenos da biologia que vemos na atualidade, ou deixados em registro fóssil. Desde que foi proposta, independentemente por Darwin e Wallace, a teoria é considerada como a melhor maneira de explicar a diversidade da vida na Terra. As evidências de que todos os seres vivos tem uma origem em comum só se acumulam no decorrer do tempo. Hoje, o campo de pesquisa nessa área é mais interdisciplinar do que nunca, contando com biólogos, físicos, matemáticos e cientistas da computação. A abordagem que adotamos na nossa tese é a descrição da evolução por meio de modelos matemáticos, envolvendo equações de taxa determinísticas e, principalmente, modelos estocásticos, onde os parâmetros de interesse seguem uma distribuição de probabilidades. Primeiramente, nós estudamos a dinâmica do replicador acrescida da teoria dos jogos para estudar a evolução, respondendo a uma questão interessante acerca da escalada de agressividade em conflitos entre animais, e depois fazemos uma extensão da famosa equação do replicador para o caso onde uma população de presas com dois tipos distintos evolui na presença de predadores. Em seguida, nós usamos o processo de Moran para estudar um modelo de seleção de grupos original, com o intuito de explicar a emergência da cooperação. É possível mostrar que, mesmo perdendo para os desertores no mesmo grupo, os cooperadores podem ter vantagem no nível populacional, e terem probabilidade de próxima de 1 de dominar a população. Por fim, nós propomos um modelo matemático simples que engloba os três princípios básicos da evolução: hereditariedade, mutação e seleção. Mostramos como é possível obter as variações demográficas de uma característica na população em termos das variações no nível reprodutivo, e também como prever o caminho evolutivo de uma dada característica no longo prazo, dado o caminho evolutivo inicial. Em outras palavras, apresentamos um modelo que tem como objetivo prever a evolução de forma precisa e compreensível.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE FÍSICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/pt/*
dc.subjectEvoluçãopt_BR
dc.subjectProcessos estocásticospt_BR
dc.subjectDinâmica evolucionáriapt_BR
dc.subjectTeoria dos jogospt_BR
dc.subjectProbabilidade aplicadapt_BR
dc.subjectCálculo estocásticopt_BR
dc.subject.otherEvoluçãopt_BR
dc.subject.otherTeoria dos jogospt_BR
dc.subject.otherProbabilidadept_BR
dc.subject.otherProcesso estocásticopt_BR
dc.titleCaminhos da evolução: aplicações de teoria dos jogos, probabilidade e cálculo estocásticopt_BR
dc.typeTesept_BR
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