Orientador: Rodrigo Egydio Barreto / Resumo: Os animais se comunicam utilizando sinais de diferentes modalidades sensoriais. Contudo, as condições ambientais podem afetar quais os estímulos que serão utilizados na transmissão de sinais entre os organismos. Assim, supomos que condições desfavoráveis à exibição de estímulos visuais como a turbidez da água e a presença de predador podem afetar o comportamento de peixes, como aqueles associados à reprodução. Ao mesmo tempo, podemos supor que pode haver vias alternativas para a manutenção de dado comportamento que envolva a comunicação entre organismos (como no caso da corte e da cópula). Assim, utilizando o lebiste (Poecilia reticulata) como modelo experimental, testamos a influência da turbidez da água e de estímulos químicos indicadores de risco de predação em seu comportamento reprodutivo. Encontramos aqui que o comportamento defensivo de lebistes é influenciado por condições de turbidez e de pistas químicas indicadoras de risco de predação, com peixes apresentando redução de atividade nessas condições. Observamos que o comportamento reprodutivo é modulado por condições de turbidez e iluminação, com peixes sendo mais ativos em água não turva com luz acesa. Por fim, ao agruparmos a execução de comportamentos defensivos e reprodutivos, sob condições de turbidez e de risco de predação, verificamos maior resposta defensiva. O lebiste é uma espécie muito estudada por seus padrões visuais associados à reprodução, porém, em situação desfavorável para o uso de estímulos visuais ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Animals communicate using different modality of sensorial signals. However, environmental conditions may affect which stimuli will be used in sign transmission between organisms. Thus, we suppose that unfavorable conditions to the exhibition of visual cues like water turbidity and the presence of predators might affect fish behavior, such as linked to reproduction. At the same time, we can suppose that may have alternative ways to given behavior maintenance that involves the communication between organisms (as in the case of courtship and copulation). Thus, using the guppy (Poecilia reticulata) as experimental model, we tested the influence of water turbidity and chemical stimuli that indicates predation risk in its reproductive behavior. We found here that guppy defensive behavior is influenced by turbidity conditions and chemicals cues that indicates predation risk, with fishes showing activity reduction under these conditions. We observed that reproductive behavior is modulated by turbidity conditions and illumination, with fishes being more active in clear water with the lights on. Lastly, by grouping the execution of defensive and reproductive behaviors, under turbidity conditions and predation risk, we verified greater defensive response. Guppy is a much studied species by its visual patterns associated to reproduction, however in unfavorable situations to visual stimuli and under predation risk, they choose to defend themselves, evidencing a trade-off between survival ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

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Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1414332 bytes, checksum: 6e2f42018f3e3dcdf9e8cbccab567e7a (MD5) Previous issue date: 2006-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Pattern, structure and emergent collective properties are ubiquitous in systems with many units (alive or inanimated) coupled through nonlinear interactions. Within this context, the study of cooperative phenomena in population dynamics of ecological interest has attracted the attention of the mathematicians and physicists since Lotka and Volterra in the 1920s. Thenceforth, in addition to differential equations, theoretical ecology has continuously incorporated powerful and well-established techniques of contacts processes, cellular automata models and others, developed in the fields of condensed matter physics, statistical physics and computational physics. In the present work, a predator-prey model with pursuit and escape triggered by alarm pheromones is proposed and studied through analytical methods and computer simulations. Such models can show oscillatory behavior of the population density, phase transitions that belong to distinct universality classes and rich stationary phase diagrams. Two distinct levels of description were used. In a first approach, we consider a model of cellular automata in which predators and preys walk on a square lattice, according specific rules for each species, in a homogeneous environment and with periodic boundary conditions. The second part of our study is based on the analysis of partial differential equations that also describes the dynamics of a prey-predator system with the same characteristics above. Both, spatially uniform or mean field like and explicit spatio-temporal partial differential equations were considered. These models can represent relevant tools to design better strategies of biological control of pests by predators. In successful cases, the pests and its predators must persist in stable interactions at a low level of pest density. / Padrões, estruturas, propriedades coletivas emergentes são ubíquas em sistemas com muitas unidades (vivas ou inanimadas) acopladas por meio de interações não-lineares. Dentro desse contexto, o estudo de fenômenos cooperativos em dinâmica de populações de interesse ecológico tem atraído a atenção de físicos e matemáticos desde os anos de 1920 com Lotka e Volterra. Portanto, além de equações diferenciais, a teoria ecológica tem continuamente incorporado poderosas e bem-estabelecidas técnicas dos processos de contatos, modelos de autômatos celulares e outros, desenvolvidos no campo de física da matéria condensada, física estatística e física computacional. No presente trabalho, um modelo presa-predador com perseguição e fuga mediada por um feromônio de alarme é proposto e estudado através de métodos analíticos e simulações computacionais. Tais modelos podem exibir comportamentos oscilatórios da densidade de população, transições de fases que pertencem a classes de universalidade distintas e um diagrama de fases rico. Duas abordagens distintas de descrição foram usadas. Numa primeira abordagem, propomos um modelo de Autômato Celular (AC) onde predadores e presas se movimentam, segundo regras específicas para cada espécie, num ambiente homogêneo e com condições de contorno periódicas. A outra parte do nosso estudo é baseado na análise de EDP s que também descrevem a dinâmica de um sistema presa-predador com as mesmas características citadas acima. É feito um estudo considerando as equações sem termos espaciais, isto é, tipo campo médio e depois considerando esses termos. Esses modelos podem representar ferramentas relevantes para o estudo das melhores estratégias para o controle biológico de pragas por predadores. Em casos bem sucedidos, as pestes e seus predadores devem persistir em interações estáveis e com uma baixa densidade da população de pragas.