Institutionen för biologisk grundutbildning

Modellering i biologi 5 hp

Nivå: Avancerad nivå
Kurskod: 1BG383
Poäng: 5 hp
Övrigt: Kursplan
Studentportalen: Schema och kursmaterial

Kursen äger rum på kvällstid. En uppmaning är att läsa denna kurs samtidigt som Projektarbete 10 eller 15 hp. Detta kommer att ge dig en chans att fundera över hur du kan använda dig av modellering i din egen forskning.

En kort titt på några av de ledande tidskrifterna inom ekologi och evolution visar snabbt att matematiska modeller finns överallt i dessa områden. Men matematiska modeller är inte bara en viktig del av grundforskning utan även inom tillämpade områden som naturvård, fiskeförvaltning och epidemiologi. Det finns en tydlig trend för biologi att bli en mer exakt vetenskap och den ökade användningen av matematiska modeller är ett tecken på denna utveckling.

Många frågor i ekologi och evolution kan formuleras som dynamiska system: Hur förändras antalet individer i en population över tid och hur påverkas denna förändring av närvaron av rovdjur eller av mänsklig verksamhet, såsom bevarandeåtgärder eller skörd? I vilken utsträckning kan vi förvänta oss att äggläggningstiden hos en flyttfågelart evolverar på grund av klimatförändringar? Under vilka förutsättningar kan en allel som ger ökad resistens mot antibiotika öka i frekvens? Matematik är det självklara verktyget för att svara på frågor som formuleras på detta sätt.

Modeller kan tjäna olika syften. De kan användas för att göra exakta kvantitativa prognoser (Vad är den maximala mängden fisk som vi kan skörda innan ett fiskbestånd kollapsar?), eller användas som tänkande verktyg som hjälper oss att förstå biologiska begrepp (Vilka faktorer gynnar artbildning?), eller låta oss skapa hypoteser som sedan kan testas experimentellt (Påverkar förändringar i vuxendödlighet evolutionen av mognadsålder?).

På den här kursen får du lära dig de nödvändiga stegen för att bygga, analysera och tolka matematiska modeller som motiveras av frågor från ekologi och evolution. Dessutom kommer du att få en fördjupad förståelse för några av de klassiska modellerna inom dessa områden. Kursen består av föreläsningar, hemuppgifter och handledning. Hemuppgifter är en viktig del av kursen eftersom man lär sig modellering bäst genom att arbeta med det. Hemuppgifterna består av problem som kan lösas med papper och penna, och problem som kräver matematiska mjukvarupaket. Resultaten från hemuppgifterna kommer att diskuteras i lektionerna.

A bifurcation diagram for the logistic model. The figure is taken from the course book “A Biologist’s Guide to Mathematical Modeling in Ecology and Evolution”.

Kontakt
Claus Rüffler (claus.rueffler@ebc.uu.se)