The stochastic nature of ecological interactions

Autor: ALONSO GIMENEZ DAVID
Año: 2003
Universidad: POLITECNICA DE CATALUÑA
Centro de realización: FISICA APLICADA
Centro de lectura: AULA MASTER
Director: SOLE RICARD V.
Tribunal: BASCOMPTE JORDI , C. MANRUBIA SUSANA , MCKANE ALAN , SALDAÑA MECA JOAN , PASTOR SATORRAS ROMUALDO
Resumen de la tesis

La tesi presentada a tràmit desenvolupa una metodologia general per construir i analitzar models estocàstics espacialment explícits. Aquest marc general permet analitzar qualsevol interacció ecològica, des de comunitats molt riques en espècies fins a la relació hoste-paràsit. La formulació presentada es basa en l'equació mestre (van Kampen, 1992). Per tant, el punt de partença és sempre la identificació de cadascuna de les taxes de probabilitat de transició entre tots els estats accessibles que, per tant, governen la dinàmica temporal del sistema. En cadascun dels sistemes analitzats, el nostre interès sempre ha estat identificar els mecanismes micròscopics que donen lloc a les regulariats macroscòpiques espacio-temporals observades a la natura. Després del capítol introductori, en el segon capítol, s'apliquen aquestes tècniques a l'estudi de sistemes molt rics en espècies. El model bàsic considera una comunitat d'espècies on les poblacions varien per reproducció, mort i immigració, i interactuen segons una matriu predefinida. El treball realitzat ha fet interessants contribucions en el camp de l'ecologia de comunitats, tant des d'un punt de vista metodològic com a conceptual. La metodologia emprada ha servit per adreçar problemes que fins ara només es podien atacar per simulació numèrica. Conceptualment s'ha introduït un nou concepte, que anomenem inestabilitat auto-organitzada. D'acord amb aquesta idea, les comunitats ecològiques tendirien a organitzar-se de manera espontània en la frontera entre una fase estable i una fase inestable gràcies a la tensió entre, d'una banda, la constant arribada de noves espècies que incrementen la complexitat del sistema, i, de l'altra, constrenys globals que en determinen l'estabilitat, tot limitant-ne la màxima complexitat assolible. En el tercer capítol s'aplica aquest marc teòric a metapoblacions, sistemes de poblacions locals repartits en una àrea geogràfica donada on la migració interpoblacional és un paràmetre important perquè sovint determina la persistència de l’espècie. En aquest sentit, s'ha aconseguit resoldre un model prèviament formulat per altres autors, i s'ha aplicat aquest model al càlcul de temps d'extinció. Finalment, el mateix marc teòric s'usa en el context dels processos epidemiològics. Cal pensar que la relació hoste-patègen no és mes que una altra relació ecològica. Per tant, la dinàmica epidemiològica admet també una descripció temporal en termes d'una equació mestre. Aquest formalisme permet plantejar el models epidemiològics bàsics. En la tesi, a tall d'exemple, es presenta el model SEIR (Susceptible-Exposed-Infective-Recovered). El model presentat té alguns avantatges respecte altres models SEIR prèviament formulats a la literatura. Referències: van Kampen, N.G. 1992. Stochastic Processes in Physics and Chemistry. North-Holand. Amsterdam.
Materias relacionadas