МАТЕМАТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ, интегративная науч. дисциплина, к‑рая использует матем. аппарат для исследования биол. систем. Выделяют разделы: матем. генетика, матем. физиология, матем. экология. На совр. этапе развития наук о живом тесно связана с биоинформатикой и системной биологией. Проводит анализ и сравнение геномов, структурный и функц. анализ РНК и белков, анализ протеомов и белок-белковых взаимодействий, изучает механизмы экспрессии генов, генные сети, пути передачи сигналов, метаболич. пути, онтогенез, динамику популяций, межвидовые взаимодействия, глобальные изменения биоты. Цель М.б. — разработка количеств., качеств. и имитац. моделей биол. явлений и процессов, понимание принципов строения и законов функционирования биосистем, создание теоретич. основ биологии. При построении матем. моделей применяют стат. методы анализа данных, генетич. алгоритмы, графов теорию, нейронные сети, теорию катастроф, теорию управления, дифференц., интегр. ур‑ния и др.

В Башкортостане иссл. по проблемам М.б. проводятся с 70‑х гг. 20 в. в БГУ и Ин-те биологии, с 80‑х — в УГАТУ и ИБГ. Получены модели процессов построения и поиска сообщений в биополимерах (С.Ю.Рудерман, И.А.Соломещ). Создана теория эпигенов, эпигенных сетей, динамич. теория молекулярно-генетич. систем управления экспрессией генов (Р.Н.Чураев); на языке формализма обобщённых пороговых моделей решены задачи анализа динамики природных генных сетей про- и эукариот (Р.Ю.Валеев, А.В.Галимзянов, Е.И.Прокудина). Проведены иссл. по проблемам физиологии человека на моделях нервной (А.В.Савельев), сердечно-сосудистой (Л.М.Бакусов и др.), эндокринной (Д.Ф.Шакиров и др.) систем. Сформулирована концепция коллективных предикторов в экологич. прогнозировании (П.М.Брусиловский). Разработаны стохастич. модели потенциальной эффективности экосистем (Б.С.Флейшман). Построены аналитич. и имитац. модели, позволяющие оценивать по составу растительности степень влияния на неё экологич. факторов (Г.С.Розенберг).

Лит.: Ляпунов А.А. О кибернетических вопросах биологии //Проблемы кибернетики. М., 1972. Вып. 25; Розенберг Г.С. Модели в фитоценологии. М., 1984; Tchuraev R.N. General principles of organization and laws of functioning in governing gene networks //Bioinformatics of Genome Regulation and Structure II. New York, 2006.

А.В.Галимзянов


Разделы математики

БИОЛОГИЯ

Текст на башкирском языке