Resumo: Populações podem apresentar comportamentos emergentes sob condições específicas. Em escalas curtas ou longas, no espaço ou no tempo, padrões emergem à medida que os estados dos indivíduos evoluem seguindo regras simples. Neste trabalho, exploramos dois desses comportamentos: especiação e auto-organização. Para o primeiro, consideramos a evolução de populações neutras em cenários simpátricos sob uma condição de acasalamento imposta pela assortatividade. Em nosso modelo, os indivíduos são representados por três cromossomos: um responsável pela compatibilidade reprodutiva, outro para codificar o traço sobre o qual a assortatividade atuará, e um cromossomo neutro. A reprodução é possível se os indivíduos forem geneticamente semelhantes em relação ao primeiro cromossomo, mas, entre esses parceiros compatíveis para acasalamento, é selecionado aquele com o traço mais semelhante codificado pelo segundo cromossomo. Mostramos que a especiação com pequenos tamanhos de genoma pode ocorrer se o acasalamento assortativo for introduzido. Além disso, esse tipo de assortatividade facilita a especiação, que pode ocorrer com um pequeno número de genes no primeiro cromossomo. Para o segundo comportamento, estudamos populações de indivíduos hipotéticos onde o agrupamento e a sincronização podem surgir e onde esses fenômenos também podem interagir. Apresentamos dois modelos analiticamente tratáveis e exploramos os estados estáticos e ativos que emergem desses modelos. Todas as regiões onde esses estados emergem são descobertas e classificadas. Além disso, características incomuns, como multiestabilidade e caos, encontradas nesses modelos, também são estudadas Ver menos

Abstract: Populations can show emergent behaviors under specific conditions. From short to long scales, in space or time, patterns emerge as individuals’ states evolve following simple rules. In this work, we explore two of these behaviors: speciation and self-organization. For the former, we consider the evolution of neutral populations in sympatric scenarios under a mating condition imposed by assortativity. In our model, individuals are represented by three chromosomes: one responsible for reproductive compatibility, one for coding the trait on which assortativity will operate, and a neutral chromosome. Reproduction is possible if individuals are genetically similar concerning the first chromosome, but among these compatible mating partners, the one with the most similar trait coded by the second chromosome is selected. We show that speciation with small genome sizes can occur if assortative mating is introduced. Moreover, this type of assortativity facilitates speciation, which can happen with a small number of genes in the first chromosome. For the latter, we study populations of hypothetical individuals where swarming and synchronization can arise and where these phenomena can also interplay. We present two analytically tractable models and explore the static and active states that emerge from these. All the regions where these states emerge are uncovered and classified. Additionally, uncommon features such as multistability and chaos, found in these models, are also studied Ver menos