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Uma colaboração interdisciplinar entre quatro físicos de Alagoas, com uma pesquisadora de São Paulo e um pesquisador do Rio Grande do Sul, gerou artigo publicado em um periódico científico internacional de alto nível.

O estudo foi aceito, sem modificações, pelo Journal of Statistical Mechanics (jornal de mecânica estatística, JSTAT), uma publicação do tradicional Institute of Physics – IOP, da Inglaterra que, em 2015, teve fator de impacto 2.091 e Qualis A, segundo a classificação de produção intelectual do Ministério da Educação.

O trabalho inovou ao estudar a relação ecológica entre predador e presa a partir de um modelo fractal. Os fractais são padrões da natureza que se repetem em todas as escalas. O interesse básico deles para as pesquisas é o fato de que são capazes de retratar estruturas que não se encaixam nas formas tradicionais da geometria euclidiana, como quadrados, círculos, triângulos e cubos.

Exemplos de padrões fractais na natureza estão na formação de galáxias, na disposição dos cristais, nas moléculas de água, nas artérias do corpo humano, no crescimento dos cabelos, na ramificação das plantas, na organização do caminho de uma barata em sua busca por alimento e nos padrões de dados climáticos.

O artigo foi redigido em língua inglesa, com o título Threshold of coexistence and critical behavior of a predator-prey stochastic model in a fractal landscape. A simulação computacional realizada levou em conta variáveis pertinentes à dinâmica de populações biológicas, inseridas numa paisagem fractal, de acordo com o modelo de Sierpinski, buscando determinar o limiar de coexistência nas relações predador-presa, com foco na fase crítica relativa à transição de um estado em que ambas as espécies coexistem para o estado em que uma delas é extinta.

A conclusão do trabalho explica que controle de parâmetro principal utilizado foi a taxa de mortalidade dos predadores, que é inversamente proporcional a sua expectativa de vida média. Para taxas de mortalidade baixas, o sistema evoluiu em direção a um estado estatisticamente estacionário, com a coexistência de populações de predador e presa.

Acima de uma taxa de mortalidade crítica, os predadores tornam-se extintos. A pesquisa demonstrou, entretanto, que a fractalidade do ambiente tem um impacto relativamente grande na sobrevivência da espécie predadora.

Como consequência, a pressão evolutiva causada pelo princípio de seleção natural em ambientes fractais deverá favorecer a sobrevivência das espécies com uma expectativa de vida maior.

O artigo foi assinado pelos professores da Universidade Federal de Alagoas Carlos Argolo (núcleo de Ciências Exatas do campus Arapiraca), Iram Gleria e Marcelo Lyra (Instituto de Física do campus Maceió); Pedro Barros, do Instituto Federal de Alagoas; Tânia Tomé, da Universidade de São Paulo e Everaldo Arashiro, da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.

Fazendo a diferença

O professor Carlos Argolo atualmente é pesquisador do Programa de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Regional (PDCR), da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Alagoas (Fapeal).

Doutor em Física da matéria condensada, ele afirma que a Física pode ser definida como ciência que estuda a natureza. “Então, ela tem que se preocupar também com fenômenos que às vezes são químicos, às vezes são biológicos. Então, a gente se estende. E se a Geometria de fato da natureza não é a euclidiana, é a fractal, a gente tem que fazer os estudos no fractal”, esclarece”.

Sobre a repercussão do trabalho, ele comenta que, a princípio, a equipe considerou não submeter um assunto interdisciplinar ao Journal of Statistical Mechanics. “A gente preferia mandar para uma revista menos exigente, mas, para nossa surpresa, os referees (avaliadores) e os editores não fizeram o menor pedido de modificação, nem na língua inglesa. Eu publico há vinte anos e fiquei impactado. Para nós, foi uma surpresa”.