Sincronización en un modelo de agregación de metapoblación con acoplamiento convexo no lineal
DOI:
https://doi.org/10.35819/remat2024v10i2id6926Palabras clave:
metapoblación, estabilidad, sincronismo, número de Lyapunov, combinación convexaResumen
El presente trabajo es parte del resultado de la tesis doctoral del autor, y tiene como objetivo presentar un modelo metapoblacional de agregación con una tasa de migración independiente de la densidad que permita la elección del sitio de destino de acuerdo con su densidad. Aquí se trabaja un acoplamiento no lineal, formado por una combinación convexa de dos matrices, una con conexión local y la otra con conexión global. Obtenemos un resultado que garantiza la estabilidad asintótica del atractor sincronizado. Además vimos que el número de Lyapunov transversal del atractor sincronizado viene dado por el producto del número de Lyapunov orbital por medio de un cuantificador que depende de la tasa de migración y los valores propios de una matriz que se origina en la matriz de conexión. A partir de las simulaciones numéricas de la variación del número transversal de Lyapunov en relación con los parámetros tasa de migración y tasa de reproducción intrínseca de la función que describe la dinámica local, se miden las regiones de sincronía posible e imposible. Post las simulaciones de la órbita sincronizada con respecto a pequeñas perturbaciones se determinan los valores de la tasa de reproducción intrínseca y la tasa de migración. Luego se produce la mayor sincronización e incluso se observa si no hay sincronización de órbitas caóticas.
Descargas
Referencias
ALLEN, J. C.; SCHAFFER, W. M.; ROSKO, D. Chaos reduces species extinction by amplifying local population noise. Nature, [s. l.], v. 364, p. 229-232, 1993. DOI: https://doi.org/10.1038/364229a0.
BARRIONUEVO, J. A.; SILVA, J. A. L. Stability and synchronism of certain coupled dynamical systems. SIAM Journal on Mathematical Analysis, [s. l.], v. 40, n. 3, p. 939-951, 2008. DOI:https://doi.org/10.1137/060658436.
DAVIS, P. J. Circulant Matrices. New Jersey: John Wiley & Sons, 1979. Disponível em: https://archive.org/details/isbn_9780471057710. Acesso em: 10 jul. 2024.
DIAS, F. H. S. Estudo da sincronização de novos modelos metapopulacionais com acoplamento não linear. Orientador: Jacques Aveline Loureiro da Silva. 2018. 141 f. Tese (Doutorado em Matemática Aplicada) - Programa de Pós-Graduação em Matemática Aplicada, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 2018. DOI: https://lume.ufrgs.br/handle/10183/189363.
DIAS, F. H. S.; SILVA, J. A. L. Sincronismo em um novo modelo metapopulacional com migração independente da densidade. Proceeding Series of the Brazilian Society of Computational and Applied Mathematics, São Carlos, v. 6, n. 1, 2018. DOI: https://doi.org/10.5540/03.2018.006.01.0432.
DÍAZ, L. J.; JORGE, D. R. Uma introdução aos Sistemas Dinâmicos via funções Contínuas. Rio de Janeiro, RJ: Instituto Nacional de Matemática Pura e Aplicada, 2007. Disponível em: https://impa.br/wp-content/uploads/2017/04/26CBM_17.pdf. Acesso em: 10 jul. 2024.
EARN, D. J. D.; LEVIN, S. A.; ROHANI, P. Coherence and conservation. Science, [s. l.], v. 290, n. 5495, p. 1360-1364, 2000. DOI: https://www.science.org/doi/10.1126/science.290.5495.1360.
ECKMANN, J. -P.; RUELLE, D. Ergodic Theory of chaos and strange attractors. Reviews of Modern Physics, [s. l.], v. 57, n. 3, p. 617-656, 1985. DOI: https://doi.org/10.1103/RevModPhys.57.617.
HANSKI, I. Metapopulation dynamics. Nature, [s. l.], v. 396, p. 41-49, 1998. DOI: https://doi.org/10.1038/23876.
HANSKI, I.; ZHANG, D.-Y. Migration, metapopulation dynamics and fugitive co-existence. Journal of Theoretical Biology, [s. l.], v. 163, n. 4, p. 491-504, 1993. DOI: https://doi.org/10.1006/jtbi.1993.1134.
HASSEL, M. P. Density-dependence in single-species populations. Journal of Animal Ecology, [s. l.], v. 44, n. 1, p. 283-295, 1975. DOI: https://doi.org/10.2307/3863.
HASSEL, M. P.; LAWTON, J. H.; MAY, R. M. Patterns of dynamical behaviour in single-species populations. Journal of Animal Ecology, [s. l.], v. 45, n. 2, p. 471-486, 1976. DOI: https://doi.org/10.2307/3886.
HASSEL, M. P.; MIRAMONTES, O.; ROHANI, P.; MAY, R. M. Appropriate Formulations for Dispersal in Spatially Structured Models: Comments on Bascompte & Sole. Journal of Animal Ecology, [s. l.], v. 64, n. 5, p. 662-664, 1995. DOI: https://doi.org/10.2307/5808.
KAHILAINEN, A.; VAN NOUHUYS, S.; SCHULZ, T.; SAASTAMOINEN, M. Metapopulation dynamics in a changing climate: Increasing spatial synchrony in weather conditions drives metapopulation synchrony of a butterfly inhabiting a fragmented landscape. Global Change Biology, [s. l.], v. 24, n. 9, p. 4316-4329, 2018. DOI: https://doi.org/10.1111/gcb.14280.
LEVINS, R. Some demographic and genetic consequences of environmental heterogeneity for biological control. Bulletin of Entomological Society of America, [s. l.], v. 15, n. 3, p. 237-240, 1969. DOI: https://doi.org/10.1093/besa/15.3.237.
MURRAY, J. D. Mathemathical Biology. 2. ed. Berlin: Springer, 1996. Disponível em: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-662-08542-4. Acesso em: 16 jul. 2024.
OLIVEIRA, K. Um primeiro curso sobre teoria ergódica com aplicações. Rio de Janeiro, RJ: IMPA, 2005. Disponível em: https://impa.br/wp-content/uploads/2017/04/25CBM_14.pdf. Acesso em: 16 jul. 2024.
PIKOVSKY A.; ROSENBLUM, M.; KURTHS, J. Synchronization: A Universal Concept in Nonlinear Sciences. Cambridge: Cambridge University Press, 2001. Disponível em: ww.cambridge.org/9780521592857. Acesso em: 12 ago. 2024.
ROHANI, P.; RUXTON, G. D. Dispersal-induced instabilities in host-parasitoid metapopulations. Theoritical Population Biology, [s. l.], v. 55, n. 1, p. 23-36, 1999. DOI: https://doi.org/10.1006/tpbi.1998.1389.
SILVA, J. A. L. Cluster formation in a heterogeneous metapopulation model. Journal of Mathematical Biology, [s. l.], v. 72, n. 6, p. 1531-1553, 2016. DOI: https://doi.org/10.1007/s00285-015-0916-x.
SILVA, J. A. L.; BARRIONUEVO, J. A.; GIORDANI, F. T. Synchronism in population networks with nonlinear coupling. Nonlinear Analysis: Real World Applications, [s. l.], v. 11, n. 2, p. 1005-1016, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nonrwa.2009.01.036.
UCHMA´NSKI, J. Individual variability and metapopulation dynamics: An individual-based model. Ecological Modelling, [s. l.], v. 334, n. 1, p. 8-18, 2016. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2016.04.019.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2024 REMAT: Revista Eletrônica da Matemática
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
REMAT conserva los derechos de autor de los artículos publicados, teniendo derecho a la primera publicación del trabajo, mención de la primera publicación en la revista en otros medios publicados y distribución de partes o del trabajo en su conjunto con el fin de promover la revista.
Esta es una revista de acceso abierto, lo que significa que todo el contenido está disponible de forma gratuita, sin costo para el usuario o su institución. Los usuarios pueden leer, descargar, copiar, distribuir, imprimir, buscar o vincular los textos completos de los artículos, o utilizarlos para cualquier otro propósito legal, sin solicitar permiso previo a la revista o al autor. Esta declaración está de acuerdo con la definición de BOAI de acceso abierto.