Simulação de Sistemas Discretos MS. JOSEMERI APARECIDA JAMIELNIAK SIMULAÇÃO DE SISTEMAS – UNICAMP 29 DE OUTUBRO DE 2015.

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1 Simulação de Sistemas Discretos MS. JOSEMERI APARECIDA JAMIELNIAK SIMULAÇÃO DE SISTEMAS – UNICAMP 29 DE OUTUBRO DE 2015

2 Autômato Celular Fonte: Davis, J. P. & Bingham, C. B, Developing theory through simulation methods., Academy of Management Review, 2007.

3 Autômato celular  Modelo discreto  Malha celular  Cada célula assume um estado que pode mudar ao longo do tempo (ex. presença ou ausência de insetos, diversidade da paisagem)  Regras de transição (ex. funções de probabilidade)

4  A cada passo de tempo, um larva pode eclodir com probabilidade 0.66  A cada passo de tempo, cada larva pode morrer com probabilidade 0.5 ou originar um adulto com probabilidade 0.5 Autômato celular

5 Exemplo Dispersão espacial de uma praga agrícola em cultivos diferentes. Estudar a dinâmica espaço temporal de populações resistentes e não resistentes a cultivos Bt de Spodoptera frugiperda em mosaicos constituídos por cultivos transgênicos e áreas de refúgio.. Objetivo

6 Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae)

7 Paisagem: algodão (preto) + faixas de milho(50% não-Bt (verde) + 50% Bt (vermelho) ) Dinâmica da paisagem: Mês 4: Colheita do milho Mês 7: Plantio do milho e colheita do algodão Mês 11: Plantio de algodão 365 passos de tempo (1 ano) Infestação inicial: células centrais

8 Viabilidade Transição imaturo-adulto Longevidade Dispersão adulta Barros et al. (2010) Vilarinho et al. (2011) Frequência inicial do gene R: 0.01 Custo adaptativo: Redução de 20% na sobrevivência de indivíduos resistentes no refúgio e atraso de 4 dias no desenvolvimento larval Dispersão larval: apenas para células vizinhas. Proporção = 0.1 Evento de alta dose

9 Colheita de milho e plantação de algodão: População cai drasticamente Insetos suscetíveis (SS) Colheita do milho: População continua crescendo

10 Insetos resistentes (RR) Colheita do milho: Oscilação populacional Custo adaptativo: populações menores Colheita de algodão e plantação de milho: População cai de maneira drástica

11 Influência da dispersão larval e do arranjo do refúgio sobre a dinâmica de insetos resistentes  Movimentação larval pode ser um dos fatores associados com a evolução da resistência (Cerda & Wright, 2004)  Alguns arranjos podem favorecer a evolução da resistência? aleatórioalternadoblocos Azul - suscetíveis Preto - resistentes Azul - suscetíveis Preto - resistentes

12 Algoritmo Genético Fonte: Davis, J. P. & Bingham, C. B, Developing theory through simulation methods., Academy of Management Review, 2007.

13 Baseado nos processos de evolução natural, busca a melhor solução para um modelo matemático.

14 Exemplo 1: A.G. para melhorar o lucro de uma propriedade agrícola Fonte: Catarina, A.S; Opazo, M.A.U; Bach, S.L; Utilização de um algoritmo genético na otimização do lucro de uma propriedade agrícola. Acta Scientiarum Maringá, v. 24, n. 5, p. 1473-1480, 2002.

15 Sistema Dinâmico Fonte: Davis, J. P. & Bingham, C. B, Developing theory through simulation methods., Academy of Management Review, 2007.

16 Processos Estocásticos Fonte: Davis, J. P. & Bingham, C. B, Developing theory through simulation methods., Academy of Management Review, 2007.