Proposal of evolutionary model for simulation of camouflage evolution in living beings

Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016.O presente trabalho propõe um modelo evolucionário para simulação da evolução da camuflagem em seres vivos virtuais na presença de seus predadores. Neste modelo contém gerente, ambiente, presas, predadores, recursos para as presas, recursos para os predadores e recursos compartilhados. Foram definidos seus atributos e comportamentos básicos incluindo as relações entre eles. A partir do modelo geral, duas aplicações específicas foram propostas: (a) o caso particular dos lebistes (Poecilia reticulata) estudado por John A. Endler. Os predadores se alimentam dos lebistes que, por sua vez, se alimentam de outros recursos. Os três elementos do modelo (predador, lebiste e os recursos dos lebistes) estão inseridos no ambiente; e (b) um cenário fictício que simula um ambiente com espécies terrestres de presas e predadores, onde as presas representam uma espécie herbívora que possue plantas como recurso alimentar ao mesmo tempo que são recursos alimentares dos predadores. Além disso, há lagos que representam recursos compartilhados por ambas as espécies. Os atributos e comportamentos dos organismos simulados foram modelados a partir de pesquisa por observação. Um software computacional de simulação foi desenvolvido com base no modelo proposto com a finalidade de validá-lo. Os resultados obtidos a partir de simulações utilizando o software mostram que o modelo proposto atinge um nível satisfatório em relação ao trabalho biológico utilizado como referência. A ferramenta de simulação pode principalmente ser utilizada por pesquisadores que precisam trabalhar com diversas variáveis para compreensão de modelos complexos de interação entre presas e predadores, podendo auxiliar na tomada de decisão sobre problemas de conservação de espécies além de possuir um carácter didático, podendo ser utilizado para demonstrar e estudar o processo de evolução dos seres vivos pela seleção natural.This paper proposes an evolutionary model for simulation of the evolution of camouflage in virtual living beings in presence of predators. In this model contains a manager, an environment, preys, predators, resources for preys, resources for predators and shared resources. Their basics attributes and behaviors were defined beyond the relations among them. From the general model, two specific applications have been proposed: (a) the particular case of guppies (Poecilia reticulata) studied by John A. Endler. The predators feed of guppies and they feed of other resources. The three elements of model (predator, guppy and resource of guppy) are inserted in the environment; and (b) a fictitious scenario that simulates an environment with terrestrial species of preys and predators, which preys represent an herbivorous specie that take plants as food resources and are food resources for predators. Furthermore, there are lakes that represent shared resources for both species. The simulated organism' attributes and behaviors were modeled from researches through observation. A computational software was developed based on proposed model in order to validate it. The results obtained by simulations using the software show that the proposed model reaches a satisfactory level in relation to the biological work used as reference. The simulation tool can mainly be used by researchers who need to work with several variables for understanding of complex interaction models between preys and predators to assist in decision-making on species conservation issues and it has a didactic character and can be used to demonstrate and study the process of evolution of living beings by natural selection as well