Cooperação e competição na evolução pré-biótica

No contexto pré-biótico, antes do surgimento das primeiras formas de vida, a introdução da cooperação na evolução molecular permitiu que replicadores, moléculas capazes de se autorreplicar, formassem sistemas cada vez mais complexos, culminando na emergência das primeiras células. Para se entender como isso ocorreu, analisou-se a competição entre dois tipos de replicadores: um que é egoísta e o outro que é cooperativo, ou seja, que catalisa a replicação de outros replicadores. Dessa forma, foi estudado se uma população pequena de replicadores cooperativos consegue sobreviver se for introduzida em uma população dominada por replicadores egoístas, de tal forma a se analisar o efeito da cooperação na competição entre replicadores pré-bióticos. Essa competição foi descrita pelo modelo da equação do replicador. Utilizou-se duas abordagens metodológicas neste trabalho: uma analítica e outra computacional. Na abordagem analítica, encontraram-se os pontos de equilíbrio do sistema de equações diferencias do modelo estudado e as condições para a estabilidade local desses pontos. Na abordagem computacional, foram feitas dois tipos de simulações: uma determinística e outra estocástica. A simulação determinística foi realizada a partir de métodos tradicionais de solução numérica de equações diferenciais e é mais representativa para grandes populações. Já a simulação estocástica foi feita por meio do algoritmo de Gillespie e é mais representativa para pequenas populações. Conclui-se que, em populações totais pequenas, a suscetibilidade a variações aleatórias é mais acentuada, diminuindo a chance de sobrevivência dos replicadores cooperativos para a maioria dos casos. Todavia, mesmo para populações totais pequenas, os replicadores cooperativos podem evitar a extinção em condições que normalmente os levariam à extinção se a||população total fosse maior. Além disso, observou-se que a precisão da catalisação dos replicadores cooperativos é um fator decisivo: quanto maior a precisão, menor é a população inicial de replicadores cooperativos necessária para que a probabilidade de extinção dela seja menor do que 50%. Portanto, pode-se inferir que replicadores cooperativos puderam sobreviver em sistema com população total pequena dominada por replicadores egoístas, o que possibilitou a introdução da cooperação na evolução molecular.