Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Tesis:
Modelling bacterial ecological strategies using an individual-based simulator
Año:2018
Áreas de investigación
  • Inteligencia artificial
Datos
Descripción
La cooperación que se establece entre individuos en el mundo microbiano es una conducta social difícil de explicar en el marco de la teoría de la selección natural. Sin embargo, cuando la cooperación es mantenida en el tiempo por un grupo de individuos cercanos, este fenómeno puede dar lugar a lo que se conoce como transición mayor evolutiva, que resulta en la emergencia de un nuevo organismo multicelular. Un organismo se considera multicelular si las células que lo componen no son independientes entre sí sino que forman un grupo que se coordina y comunica, donde su comportamiento final está determinado por la interacción de sus elementos constituyentes. En esta tesis, se investigan los diferentes pasos que conducen al fenómeno de la multicelularidad. Dichos fenómenos se simulan por medio del simulador basado en individuos, gro, una herramienta que permite la simulación de una variedad de experimentos en diferentes contextos ecológicos. La idoneidad de gro está justificada ya que es su naturaleza la de simular el nacimiento y la competición de los agentes (bacterias en este caso). Si a esto se le suma que también permite la especificación de características individuales, que además pueden ser heredadas, la selección natural resulta como un proceso emergente. Uno de los mayores retos en el estudio de sistemas complejos, tales como las comunidades microbianas, es comprender cómo emerge el comportamiento colectivo organizado a partir de interacciones individuales a pequeña escala. Esta tesis ha sido inspirada por las condiciones que se requieren para que surja dicha multicelularidad. Estas condiciones incluyen el proceso físico-mecánico de la formación de un grupo de células (Capítulo 3) y los subsecuentes mecanismos que intervienen en la resolución de conflictos y el mantenimiento de la cooperación entre los individuos constituyentes (Capítulo 4). Finalmente, esta tesis concluye con el estudio de una de las más relevantes consecuencias de la multicelularidad: la división de trabajo (Capítulo 5). Los resultados indican las posibles tendencias evolutivas de cada estrategia, a través de la evolución de las funciones de evaluación de cada una. El objetivo global de esta tesis no es el de ofrecer predicciones concretas específicas, sino el de deducir las reglas generales de un sistema basado en la cooperación a través de determinar las condiciones mínimas para la multicelularidad. Las contribuciones más importantes de esta tesis incluyen la identificación de principios comunes tales como que la competencia celular crea grupos más cohesivos, que la cooperación colectiva requiere del egoísmo individual para prosperar y, finalmente, que la coordinación local entre células puede producir la aparición espontánea de la división de trabajo.
Internacional
No
ISBN
Tipo de Tesis
Doctoral
Calificación
Sobresaliente cum laude
Fecha
14/09/2018
Esta actividad pertenece a memorias de investigación
Participantes
  • Autor: PAULA GREGORIO GODOY
  • Director: Alfonso Vicente Rodriguez-Paton Aradas (UPM)
Grupos de investigación, Departamentos, Centros e Institutos de I+D+i relacionados
  • Creador: Grupo de Investigación: Grupo de Inteligencia Artificial (LIA)
  • Departamento: Inteligencia Artificial
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