Neste trabalho analisamos a influência da migração sobre a homogeneidade em metapopulações com e sem estrutura etária, modeladas como sistemas discretos no tempo e no espaço. A análise é feita através de comparações entre o comportamento do modelo acoplado e o comportamento do modelo local. Para populações sem estrutura etária, mostramos como um mecanismo de migração dependente da densidade pode desestabilizar o ponto de equilíbrio homogêneo de um sistema desacoplado estável, fornecendo exemplos que ilustram quão facilmente isto pode ocorrer. Além disto, para o caso de uma rede unidimensional em anel, obtemos uma condição para a estabilidade do estado síncrono. Em tal estado a homogeneidade na metapopulação é mantida pela sincronia entre os sítios. A condição obtida é dada por uma expressão simples que envolve a fração migratória, tamanho da rede e o número de Lyapunov do modelo local. Para populações com estrutura etária, consideramos uma rede unidimensional em anel com taxas de migração específicas para cada classe e movimentos migratórios entre os dois sítios próximos. Mostramos que um mecanismo de migração dependente somente da idade dos indivíduos não pode vir a estabilizar o ponto de equilíbrio homogêneo de um sistema previamente instável na ausência de migração. Por outro lado, é também demonstrado que um mecanismo de migração fortemente relacionado com a idade dos indivíduos pode vir a instabilizar um conjunto desacoplado de populações estáveis, o que caracteriza a migração como um processo desestabilizador. / In this work we analyze the migration effects on the homogeneity in metapopulations with and without age structure, modeled as discrete time and space systems. The analysis is done through comparisons between the behavior of the coupled and uncoupled models. For populations with nonoverlapping generations, we show how a density dependent migration mechanism can drive the homogeneous equilibrium of a uncoupled stable system to instability, providing examples illustrating how easily this can occur. Besides that, we have obtained a condition for the stability of the synchronized state in a unidimensional metapopulation ring. In such state the homogeneity is maintained by the synchronism of the patches orbits. The resulting condition is given by a simple mathematical expression involving the metapopulation size, the migration fraction and the Lyapunov number for the local model. For age structured populations, we consider a unidimensional array with age dependent rnigration fraction. We show that a migration mechanism which depends only on age can not stabilize a previously unstable homogeneous equilibrium. On the other hand, it is also shown that a strongly related with age rnigration mechanism can drive a stable uncoupled system to instability, which characterizes the migration as a destabilizing effect.

Neste trabalho, estudou-se a influência de parâmetros migratórios na estabilidade de modelos populacionais com estrutura etária e dependência da densidade. Primeiramente apresentou-se um modelo sem estrutura etária e dependência da densidade, onde se apresentaram os conceitos básicos acerca da determinação da estabilidade de pontos fixos dos modelos. Num segundo momento, estudou-se analítica e numericamente a estabilidade de um modelo com estrutura etária Finalmente, considerou-se um modelo com estrutura etária, dependência da densidade e dispersão acoplada, onde foi analisada a influência da variação destes parâmetros na estabilidade dos pontos de equilíbrio do modelo. / In this study we observe the influence of rates of dispersai in the stability of populational age-structured and density-dependent models. First, we present a densitydependent model, when was presented the basic concepts on determining stability of equilibrium points. After that, we study, using analytical and numerical tools, the stability of an age-structured and density-dependent model. Finally, we consider a agestructured, density-dependent and spatial-structured model where was analyzed the influence ofrates of dispersion on stability offí.xed points.

Neste trabalho analisamos a influência da migração sobre a homogeneidade em metapopulações com e sem estrutura etária, modeladas como sistemas discretos no tempo e no espaço. A análise é feita através de comparações entre o comportamento do modelo acoplado e o comportamento do modelo local. Para populações sem estrutura etária, mostramos como um mecanismo de migração dependente da densidade pode desestabilizar o ponto de equilíbrio homogêneo de um sistema desacoplado estável, fornecendo exemplos que ilustram quão facilmente isto pode ocorrer. Além disto, para o caso de uma rede unidimensional em anel, obtemos uma condição para a estabilidade do estado síncrono. Em tal estado a homogeneidade na metapopulação é mantida pela sincronia entre os sítios. A condição obtida é dada por uma expressão simples que envolve a fração migratória, tamanho da rede e o número de Lyapunov do modelo local. Para populações com estrutura etária, consideramos uma rede unidimensional em anel com taxas de migração específicas para cada classe e movimentos migratórios entre os dois sítios próximos. Mostramos que um mecanismo de migração dependente somente da idade dos indivíduos não pode vir a estabilizar o ponto de equilíbrio homogêneo de um sistema previamente instável na ausência de migração. Por outro lado, é também demonstrado que um mecanismo de migração fortemente relacionado com a idade dos indivíduos pode vir a instabilizar um conjunto desacoplado de populações estáveis, o que caracteriza a migração como um processo desestabilizador. / In this work we analyze the migration effects on the homogeneity in metapopulations with and without age structure, modeled as discrete time and space systems. The analysis is done through comparisons between the behavior of the coupled and uncoupled models. For populations with nonoverlapping generations, we show how a density dependent migration mechanism can drive the homogeneous equilibrium of a uncoupled stable system to instability, providing examples illustrating how easily this can occur. Besides that, we have obtained a condition for the stability of the synchronized state in a unidimensional metapopulation ring. In such state the homogeneity is maintained by the synchronism of the patches orbits. The resulting condition is given by a simple mathematical expression involving the metapopulation size, the migration fraction and the Lyapunov number for the local model. For age structured populations, we consider a unidimensional array with age dependent rnigration fraction. We show that a migration mechanism which depends only on age can not stabilize a previously unstable homogeneous equilibrium. On the other hand, it is also shown that a strongly related with age rnigration mechanism can drive a stable uncoupled system to instability, which characterizes the migration as a destabilizing effect.

Neste trabalho, estudou-se a influência de parâmetros migratórios na estabilidade de modelos populacionais com estrutura etária e dependência da densidade. Primeiramente apresentou-se um modelo sem estrutura etária e dependência da densidade, onde se apresentaram os conceitos básicos acerca da determinação da estabilidade de pontos fixos dos modelos. Num segundo momento, estudou-se analítica e numericamente a estabilidade de um modelo com estrutura etária Finalmente, considerou-se um modelo com estrutura etária, dependência da densidade e dispersão acoplada, onde foi analisada a influência da variação destes parâmetros na estabilidade dos pontos de equilíbrio do modelo. / In this study we observe the influence of rates of dispersai in the stability of populational age-structured and density-dependent models. First, we present a densitydependent model, when was presented the basic concepts on determining stability of equilibrium points. After that, we study, using analytical and numerical tools, the stability of an age-structured and density-dependent model. Finally, we consider a agestructured, density-dependent and spatial-structured model where was analyzed the influence ofrates of dispersion on stability offí.xed points.

Neste trabalho analisamos a influência da migração sobre a homogeneidade em metapopulações com e sem estrutura etária, modeladas como sistemas discretos no tempo e no espaço. A análise é feita através de comparações entre o comportamento do modelo acoplado e o comportamento do modelo local. Para populações sem estrutura etária, mostramos como um mecanismo de migração dependente da densidade pode desestabilizar o ponto de equilíbrio homogêneo de um sistema desacoplado estável, fornecendo exemplos que ilustram quão facilmente isto pode ocorrer. Além disto, para o caso de uma rede unidimensional em anel, obtemos uma condição para a estabilidade do estado síncrono. Em tal estado a homogeneidade na metapopulação é mantida pela sincronia entre os sítios. A condição obtida é dada por uma expressão simples que envolve a fração migratória, tamanho da rede e o número de Lyapunov do modelo local. Para populações com estrutura etária, consideramos uma rede unidimensional em anel com taxas de migração específicas para cada classe e movimentos migratórios entre os dois sítios próximos. Mostramos que um mecanismo de migração dependente somente da idade dos indivíduos não pode vir a estabilizar o ponto de equilíbrio homogêneo de um sistema previamente instável na ausência de migração. Por outro lado, é também demonstrado que um mecanismo de migração fortemente relacionado com a idade dos indivíduos pode vir a instabilizar um conjunto desacoplado de populações estáveis, o que caracteriza a migração como um processo desestabilizador. / In this work we analyze the migration effects on the homogeneity in metapopulations with and without age structure, modeled as discrete time and space systems. The analysis is done through comparisons between the behavior of the coupled and uncoupled models. For populations with nonoverlapping generations, we show how a density dependent migration mechanism can drive the homogeneous equilibrium of a uncoupled stable system to instability, providing examples illustrating how easily this can occur. Besides that, we have obtained a condition for the stability of the synchronized state in a unidimensional metapopulation ring. In such state the homogeneity is maintained by the synchronism of the patches orbits. The resulting condition is given by a simple mathematical expression involving the metapopulation size, the migration fraction and the Lyapunov number for the local model. For age structured populations, we consider a unidimensional array with age dependent rnigration fraction. We show that a migration mechanism which depends only on age can not stabilize a previously unstable homogeneous equilibrium. On the other hand, it is also shown that a strongly related with age rnigration mechanism can drive a stable uncoupled system to instability, which characterizes the migration as a destabilizing effect.

Neste trabalho, estudou-se a influência de parâmetros migratórios na estabilidade de modelos populacionais com estrutura etária e dependência da densidade. Primeiramente apresentou-se um modelo sem estrutura etária e dependência da densidade, onde se apresentaram os conceitos básicos acerca da determinação da estabilidade de pontos fixos dos modelos. Num segundo momento, estudou-se analítica e numericamente a estabilidade de um modelo com estrutura etária Finalmente, considerou-se um modelo com estrutura etária, dependência da densidade e dispersão acoplada, onde foi analisada a influência da variação destes parâmetros na estabilidade dos pontos de equilíbrio do modelo. / In this study we observe the influence of rates of dispersai in the stability of populational age-structured and density-dependent models. First, we present a densitydependent model, when was presented the basic concepts on determining stability of equilibrium points. After that, we study, using analytical and numerical tools, the stability of an age-structured and density-dependent model. Finally, we consider a agestructured, density-dependent and spatial-structured model where was analyzed the influence ofrates of dispersion on stability offí.xed points.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:05:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo1800_1.pdf: 966444 bytes, checksum: ab2d1d73e5179a8e16442fa325514e9b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2005 / A malária representa grave problema mundial de saúde pública. Estima-se sua incidência em 400 milhões de casos anuais principalmente nas regiões tropicais e subtropicais. Este projeto avaliou aspectos eco-epidemiológicos da malária em Roraima, onde há grande diversidade de ecossistemas naturais. Inicialmente é descrita a carta anofélica do estado, com 12 espécies identificadas e dos ecossistemas ocupados por elas. Em dois ecossistemas, floresta e savana, foram realizados testes imunológicos para determinar a prevalência de infecção em mosquitos adultos para identificar vetores locais. Uma área de estudo situa-se num projeto de assentamento na floresta tropical de alta transmissão de malária. A segunda encontra-se na beira da mata ciliar característica dos cursos hídricos da savana. Durante um ano, coletamos larvas e adultos de anofelinos, determinando e caracterizando criadouros potenciais; analisamos variações na densidade dos mosquitos, e estudamos a variação sazonal da idade das populações de mosquitos, duração do ciclo gonotrófico, capacidade de dispersão e horário de picada. Também calculamos curvas de sobrevivência e analisamos técnicas de determinação etária das espécies. Foi analisada a variação da distribuição das larvas ao longo do ano e sua resposta ao desmatamento. A prevalência de infecção em mosquitos adultos implicou An. albitarsis s.l., além de An. darlingi, como transmissor. As taxas de sobrevivência se correlacionaram bem com os registros da literatura, mesmo sendo estes discrepantes. Houve aumento da longevidade durante a estação seca na floresta, correlacionado com aumento da malária, e queda durante a época de chuvas. Houve diferenças na duração do ciclo gonotrófico de An. darlingi encontrado na floresta em comparação com o da savana. Formas imaturas de An. darlingi se agregaram próximo a residências, mas o desmatamento exerceu papel negativo sobre seus criadouros. Construções de reservas hídricas proporcionaram redutos para An. darlingi, permitindo sua sobrevivência durante a seca e transmissão de malária durante todo o ano, mas apenas nos seus arredores, devido à limitada dispersão da espécie em condições naturais. Observaram-se picos de densidade de An. darlingi e An. albitarsis s.l. no fim da estação seca, na floresta, e durante as chuvas, na savana. An. albitarsis s.l. na savana também apresentou aumento de densidade correlacionado com as chuvas. Esses dados foram correlacionados com os de densidade larvária e de paridade para criar um modelo de transmissão de malária distinto para dois locais com diferentes tipos de drenagem hídrica. Finalmente, descrevemos a ocorrência de um parasito de mosquitos sem relato prévio na América Latina, presumivelmente com efeitos deletérios sobre o desenvolvimento ovariano de fêmeas de An. darlingi

Os efeitos da migração dependente da densidade em um modelo metapo- pulacional de múltiplas espécies e n sítios discretos no tempo e no espaço são estudados. Consideramos dinâmicas locais especificas e de interesse biológico e analisamos dois aspectos distintos. Em um primeiro momento, supomos o estado homogêneo da dinâmica local assintoticamente estável e investigamos as instabilidades causadas pela dependência da densidade no processo migratório. A seguir, relacionamos a migração dependente da densidade com a possibilidade de órbitas caóticas oscilarem de forma sincronizada. Critérios para a estabilidade assintótica de atratores sincronizados são estabelecidos. / The e®ects of the density-dependent migration in a discrete space-time metapopulation model with multiple species are studied. We consider some specific local dynamics of biological relevance and analyze two di®erent aspects. First, we assume that the homogeneous state of the local dynamics is asymptotically stable and investigate the instabilities caused by the density dependent migration process. Second, we deal with the relations between the density dependent migration and the possibility of synchronization for chaotic orbits. Some criteria for the transversal asymptotic stability of synchronized attractors are established.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-03-28Bitstream added on 2014-06-13T18:47:07Z : No. of bitstreams: 1 rosa_gs_dr_botib.pdf: 493749 bytes, checksum: 45c2a73f301612f6e110bda2833a3842 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este estudo foi caracterizado pela combinação entre experimentação laboratorial e aplicação da teoria populacional. O trabalho foi subdividido em três partes intituladas: Análise de sobrevivência, estrutura de estágios e canibalismo em populações experimentais de Chrysomya albiceps; Curvas de sobrevivência e predação larval entre estágios de vida de Chrysomya albiceps e Modelo de interação intraguilda para predação larval: uma proposição teórica inicial para moscas-varejeiras. Os resultados foram estatisticamente avaliados principalmente com a aplicação de análise de sobrevivência e modelos matemáticos de estrutura de estágios de vida, crescimento populacional dependente da densidade e com formulações fundamentadas em modelos predador-presa. As análises exploraram principalmente a caracterização de padrões estatísticos e matemáticos sob a perspectiva da dinâmica populacional intra e interespecífica. O resultados foram discutidos à luz das teorias populacionais empregadas, dos dados empíricos obtidos e do conteúdo teórico-empírico existente dentro e fora do grupo taxonômico estudado. / One important attribute for individuals of a species is the existence of age classes and life stages. Within each age class, the individuals of a species behave differently, have different types of dependence on the environment and different resource needs. Population dynamics has more frequently been studied in insects with simple mathematical models, which include no stage structure. They provide essential information in terms of temporal and/or spatial dynamics. However, there are several examples of insect species, which exhibit important interactive processes in specific life-stages. The objective of the present study was investigate the population dynamics of C. albiceps employing a combination of mathematical models, survival analysis and laboratory experiments, focusing on survival among life stages and its structure. The study also considered the influence of density-dependence and cannibalism during immature stages on the population dynamics of C. albiceps. The implications of the patterns of dynamic behavior obtained as well as the influences received from cannibalism and density dependence were discussed.

Os efeitos da migração dependente da densidade em um modelo metapo- pulacional de múltiplas espécies e n sítios discretos no tempo e no espaço são estudados. Consideramos dinâmicas locais especificas e de interesse biológico e analisamos dois aspectos distintos. Em um primeiro momento, supomos o estado homogêneo da dinâmica local assintoticamente estável e investigamos as instabilidades causadas pela dependência da densidade no processo migratório. A seguir, relacionamos a migração dependente da densidade com a possibilidade de órbitas caóticas oscilarem de forma sincronizada. Critérios para a estabilidade assintótica de atratores sincronizados são estabelecidos. / The e®ects of the density-dependent migration in a discrete space-time metapopulation model with multiple species are studied. We consider some specific local dynamics of biological relevance and analyze two di®erent aspects. First, we assume that the homogeneous state of the local dynamics is asymptotically stable and investigate the instabilities caused by the density dependent migration process. Second, we deal with the relations between the density dependent migration and the possibility of synchronization for chaotic orbits. Some criteria for the transversal asymptotic stability of synchronized attractors are established.