LET5839 - Modelagem Populacional de Insetos

Carga Horária

Docentes responsáveis
Wesley Augusto Conde Godoy

Objetivo
Fornecer aos alunos fundamentos para a aplicação de modelagem matemática em Entomologia. A
disciplina contém elementos básicos de ecologia matemática destinados à compreensão dos processos
que governam a dinâmica de populações de insetos, incluindo a análise de tendências populacionais,
pontos críticos, padrões de comportamento dinâmico e persistência populacional. O arcabouço teórico
empregado na disciplina dará subsídios para incrementar modelos matemáticos do tipo predador-presa
ou hospedeiro-parasitóide com estratégias de controle biológico e manejo integrado de pragas.

Conteúdo
O crescimento populacional será estudado através de simulações computacionais utilizando planilhas do
Excel e programação no R. As populações serão estudadas de forma crescente e gradual iniciando as
atividades com casos simplificados, como por exemplo o crescimento populacional ilimitado, passando
por modelos com dependência da densidade, estrutura etária, migração populacional e seguindo em
direção aos modelos interativos, como por exemplo, herbívoro-planta, predador presa, hospedeiro
parasitoide e modelos de interações tróficas. O raciocínio lógico para a compreensão do funcionamento
dos sistemas biológicos constituídos por pragas e inimigos naturais será explorado na disciplina levando
os alunos a interagirem entre si e com os programas computacionais. Assim, a complexidade dos
modelos será introduzida passo a passo para que o aluno compreenda todos os processos envolvidos na
modelagem populacional. Aos módulos destinados ao estudo de modelos interativos (competição,
predador- presa e hospedeiro-parasitóide) será destinada grande atenção, em razão da temática do
curso aplicada ao manejo de pragas. Noções básicas de cálculo integral e diferencial serão revisadas no
curso.

Bibliografia
Alphey, N., Bonsall, M. B., Alphey, L. 2011. Modeling resistance to genetic control of insects. Journal of Theoretical Biology, 270: 42–55.
Barclay, H. J., Vreysen, M. J. B. 2011. A dynamic population model for tsetse (Diptera: Glossinidae) area-wide integrated pest management. Population Ecology, 53: 89–110.
Bennett, J. A., Gillespie, D. R., Shipp, J. L., Vanlaerhoven, S. L. 2009. Foraging strategies and patch distributions: intraguild interactions between Dicyphus hesperus and Encarsia formosa. Ecological Entomology, 34: 58-65.
Behmer, S. T. 2009. Insect herbivore nutrient regulation. Annual Review of Entomology, 54: 165-187.
Bernstein, R. 2003. Population ecology. An introduction to computer simulations. John Wiley, Chichester, UK.
Bolker, B. M. 2008. Ecological models and data in R. Princeton University Press, NJ.
Cabello, T, Gámez, M., Torres, A, Garay, J. 2011. Possible effects of inter-specific competition on the coexistence of two parasitoid species: Trichogramma brassicae Bezdenko and Chelonus oculator (F.) (Hymenoptera: Trichogrammatidae, Braconidae). Community Ecology, 12: 78-88
Clark, J. S. 2007. Models for ecological data. Princeton University Press, Princeton, NJ.
Cushing, J. M., Costantino, R. F., Dennis, B., Desharnais, R. A., Henson, S. M. 2003. Chaos in ecology. Experimental nonlinear dynamics. Academic Press, Amsterdam.
Dennis, E. B., Kéry, M., Morgan, B. J. T. et al. 2021. Integrated modelling of insect population dynamics at two temporal scales. Ecological Modelling, 441: 109408.
Dukas, R. 2008. Evolutionary biology of insect learning. Annual Review of Entomology, 53: 145-160.
Grasman, J., van Herwaarden, O. A., Hemerik, L., van Lenteren, J. C., 2001. A two-component model of host-parasitoid interactions: determination of the size of inundative releases of parasitoids in biological pest control. Mathematical Biosciences, 169: 207-216.
HastingsA., Gross, L. J. 2012. Encyclopedia of theoretical ecology. University of California Press.
Hochberg, M. E., Ives, A. R. 2000. Parasitoid population biology. Princeton University Press, Princeton, NJ, USA.
Hovestadt, T., Binzenhofer, B., Nowicki, P., Settele, J. 2011. Do all inter-patch movements represent dispersal? A mixed kernel study of butterfly mobility in fragmented landscapes. Journal of Animal Ecology, 80: 1070–1077.
Iqbal, J., MacLean, D. A. 2010. Prediction of balsam fir sawfly defoliation using a Bayesian network model. Canadian Journal of Forest Research, 40: 2322–2332.
Kogan, M., Jepson, P. 2007. Perspectives in ecological theory and integrated pest management. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
Lenteren, J. C. 2003. Quality control and production of biological control agents. Theory and testing procedures. CABI Publishing, Wallingford, Oxon, UK.
Liebhold, A. M., Tobin, P. C. 2008. Population ecology of invasions and their management. Annual
Review of Entomology, 53: 387-408.
Martin, P., Bateson, P. 2004. Measuring behaviour. An introductory guide. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
Neal, D. 2004. Introduction to population biology. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
Parra, J. R., Botelho, P. S. M., Corrêa-Ferreira, B. S., Bento, J. M. S. 2002. Controle biológico no Brasil. Editora Manole Ltda., São Paulo.
Pastor, J. 2008. Mathematical ecology of populations and ecosystems. Wiley-Blackwell, Oxford, UK.
Raffael, T. R., Martin, L. B., Rohr, J. R. 2008. Parasites as predators: unifying natural enemy ecology. Trends in Ecology and Evolution, 23: 610-618.
Roughgarden, J. Primer of ecological theory. Prentice-Hall. Upper Saddle River, NJ, USA.
Saïd, I, Kaabi, B., Rochat, D. 2011. Evaluation and modeling of synergy to pheromone and plant kairomone in American palm weevil. Chemistry Central Journal, 5: 1-11.
Stevens, M. H. H. 2009. A primer of ecology with R. Springer, Berlin.
Speight, M. R., Hunter, M. D., Watt, A. D. 2008. Ecology of insects. Concepts and applications. Wiley-Blackwell, Oxford, UK.
Sutherland, W. J. 2006. Ecological Census Techniques. Cambridge University Press, Cambridge, UK.
Tang, S., Cheke, R. A. 2008. Models for integrated pest control and their biological implications. Mathematical Biosciences, 215: 115-125.
Tang, S., Xiao, Y., Cheke, R. A. 2008. Multiple attractors of host-parasitoid models with integrated pest management strategies: Eradication, persistence and outbreak. Theoretical Population Biology, 73: 181-197.
Tang, S., Cheke, R. A., Xiao, Y. 2009. Effects of Predator and Prey Dispersal on Success or Failure of Biological Control. Bulletin of Mathematical Biology, 71: 2025–2047.
Tang, S. Tang, G., Cheke, R. A. 2010. Optimum timing for integrated pest management: Modelling rates of pesticide application and natural enemy releases. Journal of Theoretical Biology, 264: 623–638.
Tonnang, J. E. Z., Hervé, B. D. B., Biber-Freudenberger, L. 2017. Advances in crop insect modelling methods—Towards a whole system approach. Ecological Modelling 354: 88–103.
Wajnberg, E., Scott, J. K., Quimby, P. C. 2001. Evaluating indirect ecological effects of biological control. CABI Publishing, Wallingford, Oxon, UK.
Wajnberg, E., Bernstein, C., Van Alphen, J. 2008. Behavioral ecology of insect parasitoids. Blackwell Publishing, Malden, MA, USA.