Aplicação de modelos de agentes e redes complexas na caracterização e estudo da interação entre insetos sociais, com enfoque em formigas

Abstract

Insetos sociais são conhecidos pela capacidade que possuem de gerar comportamentos coletivos robustos a partir de informações limitadas ao nível de indivíduo, sem que haja um controle central. Esta propriedade de geração de padrões a partir de regras locais é conhecida como auto-organização. As formigas são um exemplo de sucesso ecológico e o único grupo exclusivamente eusocial dentro de Hymenoptera. Devido a sua abundância e diversidade de hábitos alimentares exercem efeitos importantes na maioria dos ecossistemas terrestres. Dentre os vários tipos de interação que ocorrem entre formigas, a limpeza mútua (allogrooming) está entre os principais atos comportamentais, onde membros de determinada espécie executam a limpeza em outros indivíduos pertencente aos seu grupo social. Nesta tese buscamos investigar as redes de interações geradas pelo modelo proposto por Miramontes et al. (1993), o qual simula o comportamento individual de formigas, mais especificamente processos de ativação e inativação gerados por interações locais, as quais levam a sincronização temporal de atividades da colônia. Uma extensão do modelo Miramontes et al. (1993) para duas castas de formigas tecelãs foi construída. Nesse novo modelo foi utilizado dados etológicos de limpeza mútua (allogrooming) obtidos do trabalho de Blonder & Dornhaus (2011), e o ato de ativação e inativação das castas e da colônia, como descrito mo modelo de Miramontes et al. (1993). Os resultados obtidos sugerem que a densidade da colônia está entre 0,20 a 0,50, pois nesse intervalo a colônia tem altos valores de coeficiente de agrupamento e razão sinal-ruído, e baixos valores de caminho médio mínimo e período de sincronização

Social insects are known to have the ability to generate robust collective behavior from the limited information at the individual level, without central control. This property of generating patterns from local rules is known as self-organization. The aims of this study were to characterize the networks of interactions generated by the model proposed by Miramontes et al. (1993), which simulates individual behavior of ants, more specifically the activation and inactivation processes generated by local interactions, which cause the temporal synchronization of activities of the colony. A second model was proposed from the model Miramontes et al. (1993) for two castes of weaver ants, in this model was used ethological data of allogrooming and the act of activation and inactivation of caste and colony. The results show that the density of the colony is between 0.20 to 0.50, the colony as this range has high clustering coefficient values and signal to noise ratio, and low values of average path length and minimum synchronization period. We still have the topology of interactions for the act allogrooming of the colony changes with time, initially the distribution of degrees follows a power law, then a Poisson distribution. The model indicates that the initial network behavior generated by the act allogrooming is the type of scale free