Tese de Doutorado #355 – Elton José da Silva Júnior – 12/04/2019

O fenômeno da cooperação tem sido estudado principalmente sob a luz da teoria de jogos evolutivos. O que torna este comportamento tão complexo, dentre outros motivos, é o fato de que cooperar implica em arcar com um custo para gerar um benefício a outrem. Assim, o comportamento colaborativo pode ser foco da ação de indivíduos com características exploratórias, indicando que o comportamento altruísta não conseguiria ser levado adiante. No entanto, observamos a cooperação em diversas instâncias e contextos na natureza, desde a cooperação de organelas para formar células até a colaboração de grandes populações de indivíduos. O dilema do prisioneiro é um jogo frequentemente usado para ilustrar o problema da cooperação. Os indivíduos interagem entre si adotando uns contra os outros estratégias do tipo cooperação (C) ou não-cooperação (D), conhecida também como deserção. Na teoria de jogos evolutivos, as estratégias são associadas a espécies e os ganhos obtidos de cada interação entre os jogadores são associados ao fitness (interpretado como sucesso reprodutivo da espécie). Assim, podemos estudar a evolução da fração de indivíduos que adotam determinada estratégia numa população, dependendo de determinados parâmetros que queiramos utilizar em nossa modelagem. Este trabalho é composto por dois estudos que abordam o papel desempenhado pelos efeitos locais na evolução da cooperação em uma população. No primeiro estudo, analisamos um tipo de heterogeneidade espacial na qual os indivíduos podem estar localizados em regiões que não dispõem de recursos para que o indivíduo coopere, chamadas de sítios inativos. Nós descobrimos que o nível de cooperação na população depende tanto da fração de sítios ativos quanto da tentação pela deserção dos indivíduos. Em algumas situações, a inatividade dos sítios promove a cooperação, mas em outras, não. Os nossos resultados foram publicados no periódico Europhysics Letters. Já no segundo estudo, nós usamos uma modelagem na qual analisamos os efeitos da densidade populacional (utilizando uma taxa de mortalidade fixa). Nossos resultados mostram que o nível de cooperação depende tanto da taxa de mortalidade quanto da tentação pela deserção dos indivíduos. Nós pretendemos aprimorar o modelo inserindo o processo migratório nos indivíduos e averiguar como isso afeta a cooperação.