Estudo do comportamento antropofílico de mosquitos selvagens e transgênicos baseado em um modelo de reação-difusão-quimiotaxia
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12918 |
Resumo: | Mosquito-borne diseases such as dengue, malaria, chikungunya, Zika-virus and yellow fever, have been relevant subject of studies in the academic- scientific environment. The alarming numbers reported yearly in the world place many of these diseases in prominence. Genetic manipulation techniques, together with prevention methods, vaccines and drug treatment provide a set of possibilities that, when used correctly, can considerably reduce the incidence of many diseases. The assessment of disease prevention and control measures must first be done through simulations of mathematical and computational models and just later practical application in order to guarantee safety, economy and viability. In this work, we propose a model described by a system of differential equations of the reaction-diffusion-chemotaxis type that describes the spread and interaction between wild and transgenic mosquitoes, where the transgenic population has a reduced CO2 detection capacity, which makes it difficult to blood orientation and therefore reduces the bitting rate on humans. The model was solved numerically using the sequential operator splitting technique, with the reactive part of the system solved by the fourth-order Runge-kutta and the diffusive-chemotactic part by the Crank-Nicolson method. The numerical simulations obtained attest to the consistency of the model with the assumptions adopted. |
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Estudo do comportamento antropofílico de mosquitos selvagens e transgênicos baseado em um modelo de reação-difusão-quimiotaxiaModelo matemáticoMosquitos transgênicosReação-difusão-quimiotaxiaDecomposição de operadoresMathematical modelTransgenic mosquitoesReaction-diffusion-chemotaxisOperator-splittingEquações diferenciaisOperadores sequenciais - decomposiçãoCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOMosquito-borne diseases such as dengue, malaria, chikungunya, Zika-virus and yellow fever, have been relevant subject of studies in the academic- scientific environment. The alarming numbers reported yearly in the world place many of these diseases in prominence. Genetic manipulation techniques, together with prevention methods, vaccines and drug treatment provide a set of possibilities that, when used correctly, can considerably reduce the incidence of many diseases. The assessment of disease prevention and control measures must first be done through simulations of mathematical and computational models and just later practical application in order to guarantee safety, economy and viability. In this work, we propose a model described by a system of differential equations of the reaction-diffusion-chemotaxis type that describes the spread and interaction between wild and transgenic mosquitoes, where the transgenic population has a reduced CO2 detection capacity, which makes it difficult to blood orientation and therefore reduces the bitting rate on humans. The model was solved numerically using the sequential operator splitting technique, with the reactive part of the system solved by the fourth-order Runge-kutta and the diffusive-chemotactic part by the Crank-Nicolson method. The numerical simulations obtained attest to the consistency of the model with the assumptions adopted.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESAs doenças transmitidas por mosquitos, como dengue, malária, chikungunya, zika vírus e febre amarela, têm sido tema relevante de estudos no meio acadêmico– científico. Os números alarmantes relatados ano a ano no mundo colocam muitas dessas doenças em destaque. Técnicas de manipulação genética, juntamente com métodos de prevenção, vacinas e medicamentos fornecem um conjunto de possibilidades que, se utilizadas de forma correta, podem reduzir consideravelmente a incidência de muitas doenças. A avaliação das medidas de prevenção e combate a doenças precisa ser feita, inicialmente, através de simulações de modelos matemáticos e computacionais para posterior aplicação prática, a fim de garantir segurança, economia e viabilidade. Neste trabalho, propomos um modelo descrito por um sistema de equações diferenciais do tipo reação–difusão–quimiotaxia que descreve o espalhamento e a interação entre mosquitos selvagens e transgênicos, onde a população transgênica tem capacidade reduzida de detecção de CO2, o que dificulta sua orientação para o repasto sanguíneo e, por consequência reduz a taxa de picada em humanos. O modelo foi resolvido numericamente utilizando a técnica de decomposição de operadores sequenciais, com a parte reativa do sistema resolvida pelo método Runge-kutta de quarta ordem e a parte difusiva–quimiotática pelo método de Crank-Nicolson. As simulações numéricas obtidas atestaram a consistência do modelo com as premissas adotadas.Universidade Federal da ParaíbaBrasilInformáticaPrograma de Pós-Graduação em Modelagem Matemática e computacionalUFPBWyse, Ana Paula Pintadohttp://lattes.cnpq.br/5739340737701994Santos, Antônio José Boness doshttp://lattes.cnpq.br/8597052075790062Oliveira, Moisés Filgueira de2019-01-14T13:54:21Z2017-07-112019-01-14T13:54:21Z2017-03-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/12918porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2019-01-14T13:54:21Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/12918Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2019-01-14T13:54:21Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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