Localização: FCUL, Sala 6.2.56
O objetivo deste evento é dar a conhecer algumas pontes entre biologia, estatística, informática e matemática. Os oradores irão falar sobre a importância da interdisciplinaridade nestas áreas de forma acessível para todos.
Todos são bem-vindos. A inscrição (até dia 12-5) é grátis mas obrigatória.
Programa
| 13h45h-14h00 | Boas-vindas, Margarida Santos Reis |
| 14h00-14h30 | A matemática e a biologia da coexistência entre competidores que evoluem, Inês Fragata |
| 14h30-15h00 | Acelerar a Ciência com IA, Nuno Garcia |
| 15h00-15h30 | Computação concreta: um problema filosófico com implicações práticas, Lorenzo Baravalle |
| 15h30-16h10 | Pausa para café e pósters |
| 16h10-17h00 | Palestras por alunos |
| 17h00-17h30 | Cross diffusion models in population Dynamics, Cinzia Soresina |
| 17h30-18h00 | A importância de se pensar quantitativamente em ecologia (e não só), Luis Borda de Água |
Oradores
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Lorenzo Baravalle DHFC, CFCUL, FCUL |
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Computação concreta: um problema filosófico com implicações práticas
A teoria matemática da computação estuda a computação como um conceito abstrato, independente de qualquer realização física. Diz-nos, por exemplo, que - até prova contrária -uma função computável pode ser computada por uma máquina de Turing. Não nos diz, no entanto, quais objetos no mundo são máquinas de Turing. Parece razoável pensar que, com certas limitações, um macbook é uma máquina de Turing, enquanto uma pedra não é. Há, contudo, casos mais intrigantes. Podemos descrever em termos computacionais o comportamento de uma célula ou do cérebro, mas quer isso dizer que a célula ou o cérebro são computadores? Uma resposta apropriada a esta pergunta, que é objeto da teoria da computação concreta, pode abrir novos caminhos de investigação e confirmar, ou contradizer, a nossa visão sobre o que é um computador. |
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Luis Borda de Água Associação Biopolis - CIBIO, ISA |
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A importância de se pensar quantitativamente em ecologia (e não só)
Será que a ausência de se pensar quantitativamente tem afetado o desenvolvimento da ecologia? Mas o que é isso de "pensar quantitativamente”? Confesso que não tenho uma definição precisa. Neste momento, diria apenas que consiste em adicionar à nossa forma de pensar quantidades. Claro que quando dizemos “quantidades” isto imediatamente nos leva para a matemática. Mas como veremos, não é só matemática, é também uma forma generalizada de abordar problemas, e que não é fácil, pois choca com formas típicas, enraizadas de pensar. Para ilustrar estas ideias, iremos falar do conceito de nicho e da Teoria Neutral da Biodiversidade e da Biogeografia. |
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Inês Fragata DBA e C3EC, FCUL |
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A matemática e a biologia da coexistência entre competidores que
evoluem
Todas as áreas científicas têm ideias feitas. Por exemplo, em Ecologia pensou-se durante muito tempo que dois competidores não podiam coexistir no mesmo ambiente. Em Evolução também existem alguns mitos, como o de que as alterações evolutivas demoram sempre muito tempo e não afectam a ecologia das espécies. Nesta apresentação vamos usar uma combinação de modelos matemáticos e experiências individuais e populacionais para desmistificar estas duas ideias. Usando um sistema composto por duas espécies de ácaros herbívoros que competem pelos mesmos recursos, vamos elaborar previsões baseadas na teoria da coexistência e testá-la medindo os parâmetros dos modelos e a dinâmica de populações das duas espécies com diferentes histórias evolutivas na mesma planta. |
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Nuno Garcia DI e LASIGE, FCUL |
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Acelerar a Ciência com IA
Os recentes avanços na inteligência artificial, combinados com o enorme volume de dados científicos disponíveis, prometem abrir novos horizontes na ciência. Nesta apresentação, exploraremos as fascinantes oportunidades que os métodos de aprendizagem profunda oferecem para impulsionar a ciência, destacando a IA como uma ferramenta crucial para analisar e compreender dados complexos, um ponto de partida essencial no processo de descoberta científica. |
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Cinzia Soresina University of Trento |
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Cross-diffusion models in population dynamics
In population dynamics, cross-diffusion describes the influence of one species on the diffusion of another. In the context of competing species, the cross-diffusion SKT model was proposed to account for stable inhomogeneous steady states exhibiting spatial segregation of two species. Here, cross-diffusion terms are the key ingredient for the appearance of spatial patterns. From the modelling perspective, cross-diffusion terms naturally incorporate processes occurring at different time scales. This talk will show how cross-diffusion terms arise in several contexts, e.g., competing species, predator-prey interactions, and plant ecology, and how they contribute to pattern formation by combining linearised analysis with advanced numerical bifurcation techniques and numerical simulations. |
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Palestras por alunos
Ana Fernandes 3ºano Licenciatura Matemática Aplicada |
Ana Margarida Correia 1ºano Licenciatura Estatística Aplicada |
Ana Sofia Caseiro 1ºano Licenciatura Estatística Aplicada |
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A relação entre o consumo de peixe e as doenças cardiovasculares
Aplicação de séries temporais e regressões lineares múltiplas para perceber a relação entre as duas variáveis. Esta palestra vai dividir Portugal entre várias áreas geográficas: Norte, Algarve, Madeira, Açores e Centro+Sul. |
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Lucas Monteiro Mestre em Bioinformática e Biologia Computacional |
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E(xtraterrestris). coli: Adapting genome-scale metabolic models to
non-standard thermodynamical constraints
With the growing interest in space exploration, ethical issues arise. The sudden human invasion of pristine extraterrestrial habitats could potentially destroy sensitive life forms, resulting in an ecological disaster. The Committee on Space Research issues goals for interplanetary missions with direct interest in chemical evolution such as biological load reduction, but these are costly and time-consuming. An accessible method to test the contamination potential involves genome-scale metabolic reconstructions. These have shown the ability to simulate and predict bacterial growth effectively and economically on different substrates. However, these models are based on optimal growth conditions, which are unlikely to be found in extraterrestrial environmental scenarios. The project aims to adapt these models to a variety of non-optimal thermal conditions to analyze how the metabolism of potentially contaminating organisms react in extraterrestrial environments and predict contamination risk. The adapted model should be simple and quick to analyse with the provided tools. An Escherichia coli metabolic model is used as the project's backbone due to its simplicity, well-studied nature, and its role as a contaminant on Earth, easily utilizing humans as dissemination vectors. Several methods using a mass action kinetics simplification were tested, involving thermodynamical data and kinetic parameters estimation to simulate metabolic network flows. However, data inconsistencies and unrealistic results highlighted the importance of a reliable database. An extended genetic algorithm was developed to address incoherence, estimating kinetic parameters that were used to simulate cellular response across temperature ranges from 10K to 800K. The analysis revealed that cellular osmolarity remains stable across temperatures, but kinetic constants vary significantly. A stress function was developed to quantify how much a cell needs to change to meet viability requirements, showing significant metabolic stress between 10K and 320K, and a sudden rise in stress levels above 620K. Due to inconsistency with observations, no final conclusions about potential extraplanetary survival were drawn. |
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Miguel Martins Mestrado em Bioestatística |
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Estimating densities and total abundances of four small dolphin species
in a significant portion of the North Atlantic
Modelos de distribuição e abundância são ferramentas importantes para a conservação de espécies, permitindo ter informação base como o número de indivíduos numa certa área. Neste trabalho, modelámos dados referentes a quatro espécies de golfinho que ocorrem em águas portuguesas numa extensão de mar que se extende desde a Península Ibérica à Macaronésia, incluindo 3 zonas económicas exclusivas (Portugal Continental, Açores e Madeira). Utilizamos pipelines de Density Surface Models para entender como a abundância destas espécies varia no espaço e relativamente a variáveis como a profundidade e o declive do fundo do mar, projetando os resultados em matrizes de previsão, permitindo estimar as densidades espaciais dos golfinhos, mapeá-las e estimar abundância total das quatro espécies. |
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Posters
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Iúri J. F. Correia Doutoramento Estatística e Investigação Operacional |
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Estimating caribou abundance using Density Surface Models
Rangifer tarandus groenlandicus is a caribou species native to the Greenland West coast. Its importance to the local communities reaches not only cultural traditions and subsistence but harvesting as well. Thus, caribou long-term monitoring is essential for effective management strategies by Greenland Institute of Natural Resources. Using Distance Sampling methods, a detection function was fitted to the survey data to estimate caribou detection probability in the region. Then, with this information, a Density Surface Model was fitted describing caribou abundance as a function of additional environmental covariates. The results were consistent with previous studies in terms of expected distribution throughout the study region. On the other hand, the spatial distribution map produces a previously unavailable and useful insight. |
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Gonçalo Maria 3ºano Licenciatura em Matemática, minor em Biologia |
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An analysis on the accuracy of confidence intervals to determine allele frequency as a function of sample size
In population genetics it is often necessary to determine an allele's frequency, here we present an analysis of the margins of error of various confidence intervals as a function of sample size n for a significance level alpha in the two allele case. We aim to determine not only which methods provide the least margins of error but also measure the accuracy of these methods based on sample size. |
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Maria Rita Matos Silva Baltazar Costa
1º ano Biologia |
Beatriz Peixoto Alves
1º ano Biologia |
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A Acácia-de-Espigas tem um inimigo natural em Portugal?
Acacia longifolia é uma planta nativa da Austrália que foi introduzida em Portugal com o intuito de estabilizar dunas. Devido à ausência de predadores e pragas, tornou-se um perigo para a biodiversidade. Numa ação de voluntariado, encontrámos uma acácia com tronco escurecido e folhas secas. Isolámos três géneros de fungos do interior do tronco dessa acácia, dois deles fitopatogénicos: Geosmithia e Diaporthe. Este projeto investiga o potencial desses fungos para provocar doença (ou até mesmo morte) em Acacia. Seguimos os postulados de Koch para os dois fungos. Infetámos acácias saudáveis com cada fungo, comparando com grupos controlo. Verificámos os sintomas desenvolvidos, monitorizando folhas secas ou amareladas e o escurecimento do tronco. Embora a experiência ainda esteja em desenvolvimento, recolhemos resultados que sugerem que o fungo Diaporthe pode funcionar como biocontrolo desta acácia. |
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Organizadores
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Carlota Rebelo (DM) |  |
Francisco Dionísio (DBV) |  |
Margarida Santos Reis (Direção) |  |
Cátia Pesquita (DI) |  |
Lisete Sousa (DEIO) |
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Guilherme Dias (NEMMA) |  |
Alexandra Santos (NEMMA) |  |
Beatriz Cabral (NEB) |  |
Marta Contreiras Silva (LASIGE/DI) |