Informace

Doporučení knih pro evoluční modely


Nedávno jsem pracoval na získání statistického modelu sekvence DNA. K tomu jsem zjistil, že kvantitativní porozumění evoluci se zdá být docela důležité. Opravdu bych ocenil jakákoli knižní doporučení o základech evoluce.

Pocházím z oboru elektrotechniky a mám omezené znalosti o evoluci a biologii.


Buď chcete úvodní knihu z evoluční biologie, nebo knihu, která nabízí matematické modely evolučních procesů.

Ve své první třídě evoluční biologie jsem měl tuto učebnici: Futujama, evoluce Myslím, že dává dobrý start do oboru a nabízí dobrý přehled o rozdílných dílčích polích.

Pokud si myslíte, že už toho o výběru konceptů, genetickém driftu, molekulární evoluci atd. Víte dost a chcete knihu, která poskytuje matematické formulace evoluce, možná budete chtít nahlédnout do oblasti populační genetiky. V tomto příspěvku najdete doporučení pro knihy

Pokud vás zvláště zajímá molekulární evoluce, navrhuji: Yang, výpočetní molekulární evoluce

Možná vás zvláště zajímá statistická metodologie používaná v anotaci DNA nebo ve fylogenezi. Pak… . Nevím! Není to úplně můj obor!


Opravdu dobrou úvodní k evoluční knize je Evoluce designu obratlovců od Leonarda Radinského.

Také pro matematičtější přístup byste se mohli podívat do Úzkých cest Gene Land. Toto jsou shromážděné dokumenty W.D Hamiltona.


K výše uvedeným návrhům bych rád přidal několik knih. Kniha Seana Riceho „Evoluční teorie: Matematické a koncepční základy“ pokrývá mnoho oblastí, včetně alelových modelů, kvantitativní genetiky, Priceova formalismu a MLS. Pokud vás zajímají sociální evoluční modely, zjistil jsem, že R. McElreath a R. Boyd „Mathematical Models for Social Evolution“ jsou extrémně dostupné pro ty, kteří nemají solidní matematické pozadí. Další skvělou knihou o sociální evoluci je „Základy sociální evoluce“ S. Franka, ale není tak snadné ji sledovat jako McElreath a Boydova kniha.


Modely evoluce

Kvantitativní modely hrají zásadní roli v evoluční biologii, zejména v populační genetice. Matematická analýza ukázala, jak různé evoluční procesy na sebe vzájemně působí, a statistické metody umožnily interpretovat pozorování a experimenty. Díky dostupnosti výpočetního výkonu a záplavě genomických dat jsou kvantitativní metody v posledních letech ještě výraznější.

Přestože se do značné míry vyhýbáme explicitní matematice v Vývoj„Matematické argumenty stojí za většinou diskutovaných věcí. V této kapitole jsou nastíněny základní matematické metody, které se používají v evoluční biologii. Kapitoly v knize lze kvalitativně chápat i bez této kapitoly, což může být vhodné pro úvodní kurz. Podobně mnoho problémů spojených s kapitolami 13 a ndash23 zahrnuje pouze elementární algebru a nevyžaduje matematické metody vysvětlené v této kapitole. Přečtení této kapitoly a řešení problémů, které na ní závisí, vám však poskytne mnohem větší přehled o evolučním modelování a umožní vám plně se zapojit do nejnovějšího výzkumu v této oblasti.

Většina studentů bude mít základní kurzy statistiky, zaměřené na metody testování alternativních hypotéz a vytváření odhadů z dat. Ačkoli klademe důraz na důkazy, které jsou základem pro naše chápání evoluční biologie, neděláme více než se dotýkáme metod pro statistické odvozování. Naše chápání evolučních procesů však v zásadě spočívá na znalosti pravděpodobnosti: Velká část moderní teorie pravděpodobnosti byla skutečně motivována evolučními problémy. To platí jak když sledujeme proporce různých genotypů v populaci, tak očividněji, když sledujeme náhodné evoluční procesy (kapitola 15) v explicitně pravděpodobnostních modelech. (Důležitost pravděpodobnosti bude zřejmá, když se s problémy vypořádáte.) V této kapitole probereme definice a význam pravděpodobnosti a shrneme základní teorii pravděpodobnosti.

Tato kapitola začíná vysvětlením, jak lze matematickou teorii použít k modelování reprodukujících se populací. Dále diskutujeme o tom, jak lze deterministické procesy (tj. Ty bez náhodného prvku) modelovat podle četností genotypu. Poté jsou prozkoumány náhodné procesy, které shrnují důležité rozdělení pravděpodobnosti a popisují dva zásadně náhodné jevy, větvící procesy a náhodné procházky. Kapitola končí obrysem aproximace difúze, která hrála klíčovou roli ve vývoji neutrální teorie molekulární evoluce (str. 59).

V této kapitole se používá pouze jednoduchá algebra a základní kalkul. Důraz je kladen spíše na grafické techniky než na manipulaci s algebraickými symboly. Mnoho problémů lze tedy vyřešit pomocí tužky a milimetrového papíru. Obecně je důležitější porozumět kvalitativnímu chování modelu, než získat přesné předpovědi: Modely, které jsou příliš složité, mohou být stejně obtížně pochopitelné jako studovaný jev (str. 382). Toto je zvláštní problém počítačových simulací: Ty mohou ukazovat složité a zajímavé chování, ale příliš často toto chování zůstává nevysvětleno. Tato kapitola by vám měla ocenit klíčovou roli, kterou v evoluční biologii hrají jednoduché matematické modely.


Biologický průvodce matematickým modelováním v ekologii a evoluci

Před třiceti lety si biologové mohli vystačit s rudimentárním uchopením matematiky a modelování. Dnes tomu tak není. Při hledání odpovědí na základní otázky o tom, jak biologické systémy fungují a mění se v čase, moderní biolog pravděpodobně spoléhá na propracované matematické a počítačové modely jako na tradiční práci v terénu. V této knize Sarah Otto a Troy Day poskytují studentům biologie nástroje nezbytné k interpretaci modelů ik vytváření vlastních.


Kniha začíná na základní úrovni matematického modelování za předpokladu, že čtenář má středoškolskou matematiku a počet v prvním ročníku. Otto a Day pak postupně staví do hloubky a složitosti, od klasických modelů v ekologii a evoluci až po složitější třídně strukturované a pravděpodobnostní modely. Autoři poskytují primářům instruktivní cvičení, která čtenářům přiblíží pokročilejší předměty lineární algebry a teorie pravděpodobnosti. Prostřednictvím příkladů popisují, jak byly modely použity k porozumění tématům, jako je šíření HIV, chaos, věková struktura země, speciace a zánik.


Ekologové a evoluční biologové dnes potřebují dostatek matematického vzdělání, aby mohli posoudit sílu a limity biologických modelů a sami rozvíjet teorie a modely. Tato inovativní kniha bude nepostradatelným průvodcem světem matematických modelů pro příští generaci biologů.


  • Návod, jak vyvinout nové matematické modely v biologii
  • Poskytuje podrobné recepty pro konstrukci a analýzu modelů
  • Zajímavé biologické aplikace
  • Zkoumá klasické modely v ekologii a evoluci
  • Otázky na konci každé kapitoly
  • Primery pokrývají důležitá matematická témata
  • Cvičení s odpověďmi
  • Přílohy shrnují užitečná pravidla
  • Laboratoře a pokročilý materiál k dispozici

Ocenění a uznání

  • Čestné uznání za nejlepší odbornou/vědeckou knihu za rok 2007 v biologických vědách, Asociace amerických vydavatelů

„Jemný, ale důkladný úvod do matematických technik používaných v ekologické a evoluční teorii. Čtenáři, kteří ... dokončí tuto dobře napsanou knihu, budou připraveni přečíst a porozumět značnému zlomku současné literatury.“—Donald L. DeAngelis, Čtvrtletní přehled biologie

„Sally Otto a Troy Day konečně poskytli biologům a epidemiologům úlevu při hledání snadno čitelného, ​​praktického a důkladného výchozího bodu, ze kterého se lze naučit matematické modelování ... Tuto knihu bychom doporučili u kratších textů, které jsou označeno jako „úvodní“ ... Hloubka a detaily, které Otto a Day do tohoto textu zahrnuli, jsou spíše přitažlivé než zastrašující a struktura textu posiluje spíše než didaktickou nebo formální. “—Sanjay Basu a Alison P. Galvani, Recenze Siam

„Sally Otto a Troy Day konečně poskytli biologům a epidemiologům úlevu při hledání snadno čitelného, ​​praktického a důkladného výchozího bodu, z něhož se lze naučit matematické modelování ... Tuto knihu bychom doporučili u kratších textů, které jsou označeno jako „úvodní“ ... Hloubka a detaily, které Otto a Day do tohoto textu zahrnuli, jsou spíše přitažlivé než zastrašující a struktura textu posiluje spíše než didaktickou nebo formální. “—Sanjay Basu a Alison P. Galvani, Recenze Siam

„Velkou hodnotou knihy Otto/Day je, že se pokouší o pedagogickou spolehlivost, a proto je užitečná pro výuku. Kromě toho, že je skvěle čitelná, zaujme a zapůsobí na čtenáře rychle nejen učivem, ale také kvalita tisku a rozvržení, kterým je třeba věřit. Tyto chvále mohou pro mnohé čtenáře těchto sloupků znít honosně, ale nejprve si přečtěte knihu nebo ještě lépe si kupte svazek a uvidíte naši vášeň a vztek z toho, že jdete naplno chvála tohoto svazku. "Současná inženýrská praxe

„Velkou hodnotou knihy Otto/Day je, že se pokouší o pedagogickou spolehlivost, a proto je užitečná pro výuku. Kromě toho, že je skvěle čitelná, zaujme a zapůsobí na čtenáře rychle nejen učivem, ale také kvalita tisku a rozvržení, kterým je třeba věřit. Tyto chvále mohou pro mnohé čtenáře těchto sloupků znít honosně, ale nejprve si přečtěte knihu nebo ještě lépe si kupte svazek a uvidíte naši vášeň a vztek z toho, že jdete naplno chvála tohoto svazku “.Současná inženýrská praxe

„Vřele doporučuji tuto knihu pro každé univerzitní biologické oddělení, protože poskytuje jedinečný a často povznášející úvod a komplexní referenci technik pro budování a analýzu matematických modelů.“—Volker Grimm, Základní a aplikovaná ekologie

„Vřele doporučuji tuto knihu pro každé univerzitní biologické oddělení, protože poskytuje jedinečný a často povznášející úvod a komplexní referenci technik pro budování a analýzu matematických modelů.“—Volker Grimm, Základní a aplikovaná ekologie

„Nemohu si pomoci, ale domnívám se, že budoucí autoři učebnic budou chtít mít na pracovním stole Otta a Dayho, protože je to cenný zdroj materiálu ... Tato kniha vyniká a její přínos je zcela zjevný. shrnuto, tato kniha je cenným příspěvkem k literatuře a očekávám, že se k ní budu pravidelně v souvislosti s mými učitelskými a spisovatelskými povinnostmi odvolávat. “—Steven G. Krantz, UMAP deník

„Nemohu si pomoci, ale domnívám se, že budoucí autoři učebnic budou chtít mít na pracovním stole Otta a Day na prvním místě, protože je to cenný zdroj materiálu ... Tato kniha vyniká a její přínos je zcela evidentní. shrnuto, tato kniha je cenným příspěvkem k literatuře a očekávám, že se k ní budu pravidelně v souvislosti s mými učitelskými a spisovatelskými povinnostmi odvolávat. “—Steven G. Krantz, UMAP deník

„[A] skvělá učebnice ... [[M] úžasné využití obrázků a ilustrací a cvičení ... poskytnout čtenáři cennou praxi při konstrukci modelů a implementaci souvisejících matematických technik. Tento text určitě doporučuji a mohu potvrdit jeho užitečnost“ pro začínající vědce v biologických vědách “.—Jason M. Graham, Recenze MAA

„[A] skvělá učebnice ... [[M] úžasné využití obrázků a ilustrací a cvičení ... poskytnout čtenáři cennou praxi při konstrukci modelů a implementaci souvisejících matematických technik. Tento text určitě doporučuji a mohu potvrdit jeho užitečnost“ pro začínající vědce v biologických vědách “.—Jason M. Graham, Recenze MAA

„Úžasně pedagogický úvod do matematického modelování v populační biologii: ideální první kurz pro biology.“ - Simon A. Levin, Princetonská univerzita

„Tato kniha je úžasným výukovým zdrojem pro rozvíjení komplexního porozumění metodám a významu biologického modelování. Ale víc než to, tuto knihu by si měl přečíst každý student evoluční biologie a ekologie, aby mohl hlouběji porozumět základní myšlenky a modely, které jsou základem těchto oborů. “ - Patrick C. Phillips, University of Oregon

„V biologických vědách se stále častěji využívá matematika, přesto školení většiny biologů stále žalostně postrádá klíčové matematické nástroje. Sally Otto a Troy Day jsou sami dvěma mistry v obratném používání teoretických modelů ke krystalizaci koncepčních poznatků o ekologických a evolučních problémy a v této nádherné knize zpřístupňují širokému publiku základní sadu matematických nástrojů, kterou biologové potřebují, a to jak pro čtení literatury, tak pro vytváření a analýzu modelů sami. “ - Robert D. Holt, University of Florida

„Biologové mě často žádají, abych doporučil knihu o matematickém modelování, ale musím jim říci, že neexistuje jediná dobrá kniha, která by je provedla obtížnými prvními fázemi učení se tvorbě modelů. Kniha Otto a Day vyplňují mezeru. Kvalita je všude vysoká, stipendium je zdravé, kniha je komplexní. Autoři jsou oba prvotřídní vědci. Myslím, že to bude klasika. “-Steven A. Frank, autor knihy Imunologie a vývoj infekčních chorob

„Tato kniha poskytuje obecný úvod do matematického modelování-zejména do modelování populace-v biologických vědách. Minulý rok jsem učil 400stupňový kurz matematického modelování biologických systémů a musel jsem to udělat bez učebnice, protože neexistuje adekvátní text. Kniha Otto a Day by krásně splnila mé potřeby. Tato kniha je důležitým doplňkem oboru. “ - Carl Bergstrom, University of Washington

„Tato kniha má ambiciózní a hodnotný cíl naučit biology dostatečně o modelování a matematických metodách, aby byli jak inteligentními konzumenty modelů, tak kompetentními tvůrci svých vlastních modelů. Jeho nejsilnější stránkou je koncentrace na proces budování, nikoli na analýzu modelů. „—Frederick R. Adler, autor knihy Modelování dynamiky života: Výpočet a pravděpodobnost pro vědce života


Další položky k prozkoumání

Posouzení

„Autoritativní a pozoruhodně aktuální popis mnoha srovnávacích metod, které byly v poslední době uvedeny do tisku ... Je to ten druh knihy, který stimuluje myšlení a debatu, a byl by skvělým materiálem pro absolventskou diskusní sérii. " -The Times Higher Education Supplement

„Dobře napsáno ... Bude to vítaný přírůstek do knihovny většiny evolučních biologů.“ -American Journal of Physical Anthropology

„Jasně popisuje jak povahu hypotéz a dat ve srovnávací biologii, tak způsoby, kterými historické vzorce a procesy evoluce ovlivňují kvantatativní metody používané ke shromažďování a analýze dat, která následně hypotézy informují.“ -Americký vědec


#9. Chovejte se

“Mějte se a#8221 je přehled … Vše lidské.

Je to Sapolsky ’s Magnus opera a jediný důvod, proč ’s není vyšší než#9. je, že “Behave ” se nezaměřuje na evoluční psychologii, ale na lidskou psychologii a chování obecně.
A protože evoluční psychologie je pro lidské chování tak ústřední, je taky zabývá evoluční psychologií.
Může to tedy být skvělý text, který posune evoluční psychologii do širší perspektivy struktury mozku, genů a biologie.

A pokud jde o kvalitu, “Behave ” je jedním z nejlepších zdrojů, které můžete najít.
Když jsem poprvé četl “Sociální zvíře ” od Elliota Aronsona, myslel jsem si, že nemůže být lepší kniha o psychologii, sociální psychologii a lidech.

Pak jsem začal číst “Mějte se a#8221 a už jsem si nebyl jistý.


Úvod do metod a modelů v ekologii, evoluci a biologii ochrany

Tato jedinečná učebnice seznamuje studenty s kvantitativními modely a metodami v ekologii, behaviorální ekologii, evoluční biologii a ochraně přírody. Zkoumá základní koncepty sdílené těmito souvisejícími obory pomocí nástrojů a praktických dovedností, jako je experimentální návrh, generování fylogenií, základní statistické závěry a přesvědčivé psaní grantů. A přispěvatelé používají příklady z jejich vlastního špičkového výzkumu a poskytují různé pohledy na zapojení studentů a rozšíření jejich porozumění.

Toto je jediná učebnice na toto téma představující přístup založený na společném „aktivním učení“, který klade důraz na praktické učení. Každá kapitola obsahuje cvičení, která studentům umožňují pracovat přímo s materiálem vlastním tempem a v malých skupinách. Každý problém obsahuje data prezentovaná v bohaté řadě formátů, které studenti používají k zodpovězení otázek, které ilustrují vzorce, principy a metody. Témata sahají od Hardy-Weinbergovy rovnováhy a velikosti efektivní populace až po optimální hledání potravy a indexy biologické rozmanitosti. Součástí knihy je také obsáhlý slovníček.

Kromě redaktorů jsou přispěvateli James Beck, Cawas Behram Engineer, John Gaskin, Luke Harmon, Jon Hess, Jason Kolbe, Kenneth H. Kozak, Robert J. Robertson, Emily Silverman, Beth Sparks-Jackson a Anton Weisstein.

  • Poskytuje zkušenosti s testováním hypotéz, experimentálním designem a vědeckými argumenty
  • Pokrývá základní kvantitativní modely a metody v ekologii, behaviorální ekologii, evoluční biologii a ochraně
  • Proměňuje „diskusní sekce“ v „myslící laboratoře“

Profesoři: K této knize je k dispozici doplňkový návod pro učitele a#8217s. Je omezeno na učitele, kteří používají text v kurzech. Informace o tom, jak získat kopii, naleznete na adrese: https://press.princeton.edu/class_use/solutions.html

"Braude a Low poskytují přehled široké škály rozšířených cvičení z evoluční biologie, populační ekologie, populační genetiky a statistické analýzy. Jednotlivé kapitoly mohou také sloužit jako užitečné doplňkové úkoly v mnoha úvodních biologických kurzech."Výběr

"Braude a Low poskytují přehled široké škály rozšířených cvičení z evoluční biologie, populační ekologie, populační genetiky a statistické analýzy. Jednotlivé kapitoly mohou také sloužit jako užitečné doplňkové úkoly v mnoha úvodních biologických kurzech."Výběr

„[Tato kniha] je pro lidi, jako jsem já - členové fakulty, kteří si ji koupí a poté si pohrají, upraví, přizpůsobí nebo přímo ukradnou cvičení, která obsahuje, pro použití ve vlastních relativně úzce zaměřených kurzech. A to je vlastně cenný přínos k americkému biologickému vzdělání! "—Arthur M. Shapiro, Čtvrtletní přehled biologie

„[Tato kniha] je pro lidi jako jsem já - členové fakulty, kteří si ji koupí a poté si pohrají, upraví, přizpůsobí nebo přímo ukradnou cvičení, která obsahuje, pro použití ve vlastních relativně úzce zaměřených kurzech. A to je vlastně cenný přínos k americkému biologickému vzdělání! "—Arthur M. Shapiro, Čtvrtletní přehled biologie

"Líbilo se mi Úvod do metod a modelů v ekologii, evoluci a biologii ochrany, a myslím, že by to byl velmi dobrý text ve třídě. Tato kniha má fungovat jako laboratorní kniha, která koncepčně učí témata studentů, povzbuzuje uživatele k tomu, aby si ručně vypracovali očekávání a načrtli očekávané výsledky. "—J. Michael Reed, Ekologie

"Líbilo se mi Úvod do metod a modelů v ekologii, evoluci a biologii ochrany, a myslím, že by to byl velmi dobrý text ve třídě. Tato kniha má fungovat jako laboratorní kniha, která koncepčně učí témata studentů, povzbuzuje uživatele k tomu, aby si ručně vypracovali očekávání a načrtli očekávané výsledky. "—J. Michael Reed, Ekologie

"Líbilo se mi Úvod do metod a modelů v ekologii, evoluci a biologii ochrany a myslím, že by to byl velmi dobrý text ve třídě. [Kniha] představuje pěkný výběr problémů napříč širokými tématy. “—J. Michael Reed, Americká ekologická společnost

„[A] n je vynikajícím zdrojem nástrojů a inspirace a je vhodný k přípravě vysokoškolského studenta na metodologické a numerické přístupy používané v ekologii a evoluci.“—Yann Clough, Základní a aplikovaná ekologie

„[A] n je vynikajícím zdrojem nástrojů a inspirace a je vhodný k přípravě vysokoškolského studenta na metodologické a numerické přístupy používané v ekologii a evoluci.“—Yann Clough, Základní a aplikovaná ekologie

"Nejpříjemnějším aspektem této knihy je, že je skutečným výukovým průvodcem. Autoři vystavují studenty kvantitativním metodám pomocí velmi praktického přístupu. Tento přístup zajišťuje studentům větší pohodlí při analýze dat a kvantitativních metodách a zároveň jim pomáhá rozvíjet dovednosti kritického myšlení a řešení problémů. Při vytváření této knihy se evidentně objevila bohatá osobní zkušenost studenta a učitele a já bych ji velmi doporučil pedagogům zabývajícím se součástmi tohoto textu “—.Brad J. Farmilo, Australská ekologie

"Nejpříjemnějším aspektem této knihy je, že je skutečným výukovým průvodcem. Autoři vystavují studenty kvantitativním metodám pomocí velmi praktického přístupu. Tento přístup zajišťuje studentům větší pohodlí při analýze dat a kvantitativních metodách a zároveň jim pomáhá rozvíjet dovednosti kritického myšlení a řešení problémů. Při vytváření této knihy se evidentně objevila bohatá osobní zkušenost studenta a učitele a já bych ji velmi doporučil pedagogům zabývajícím se součástmi tohoto textu “—.Brad J. Farmilo, Australská ekologie

"Braude a Low kombinují přístupy a metodologie z ekologie, evoluce a chování a kladou důraz na kvantitativní cvičení. Většina ostatních knih, které znám, se z velké části zaměřuje buď na ekologii, nebo na evoluci. Dává mi smysl kombinovat veškerý tento materiál pod jedinou obálkou. Nenapadá mě jiná kniha, jako je tato. “ - Jonathan Shurin, University of British Columbia

„Velmi hodnotný příspěvek. Autoři vystavují studenty kvantitativním metodám pomocí velmi praktického přístupu. Cvičení zvyšují studentům pohodlí při analýze dat a kvantitativních metodách a zároveň jim pomáhají rozvíjet samostatné kritické myšlení a praktické dovednosti při řešení problémů. I nevím o žádné jiné učebnici, která nabízí tento přístup v evoluci a ekologii. “ - Suzanne H. Alonzo, Yale University

„Tato kniha je určena k tomu, aby vysokoškoláky naučila základní ekologické metody pomocí řady interaktivních cvičení. Na rozdíl od memorování podporuje skutečné učení. Je to významný přínos pro tuto oblast.“ - Susan L. Keen, Kalifornská univerzita, Davis

„Je to zajímavá a dokonce zábavná kniha laboratorních a terénních cvičení, která představují bohaté osobní zkušenosti s výukou základů ekologie a evoluční teorie, jakož i se základy vědecké metody, designu studie a analýzy. Kniha obsahuje mnoho drahokamů. “ - David K. Skelly, Yale University


6. Abiogeneze

Toto je běžné téma v talk. Původ mnoho kreacionistů argumentuje proti vzniku života, když se snaží vyvrátit společné předky. Výzkum abiogeneze je bohužel velmi rychle se pohybující pole a každá kniha, o které vím, je do značné míry zastaralá. Přesto některé tituly slouží jako dobrý úvod do tématu.

Toto je jeden ze dvou titulů, které jsem viděl k prodeji jak v kreacionistických, tak v běžných službách objednávání knih. Je to nejlepší úvod do různých hypotéz abiogeneze a jejich silných a slabých stránek. Podle mého názoru je Shapiro trochu přehnaně skeptický a dnes by musel na některé jeho kritiky sežrat nějakou vránu - pouhých devět let po datu jeho vydání.

Cairns-Smith, AG, Sedm klíčů k původu života. (1995, Cambridge University Press, ISBN 0-521-39828-2.)

Cairns-Smith je nejznámějším zastáncem hypotézy „jílového života“. Tato kniha popisuje to, co Cairns-Smith považuje za hlavní problémy „standardních“ scénářů abiogeneze, a přehled jeho vlastních. Kniha je čtivá, ale netechnická a není na ni odkazováno (je to laická verze Genetické převzetí, který je technický a dobře citovaný).

Fox, Ronald W., Energie a evoluce života. (1988, WH Freeman and Company, ISBN 0-7167-1870-7.)

Fox pojednává o abiogenezi, hlavně z pohledu toku energie. Kniha je přiměřeně technická. Proti některým argumentům kreacionistů proti vzniku života, které jsou údajně založeny na termodynamice.


7.3: Model Mk

  • Přispěl Luke J. Harmon
  • Professor (Biological Sciences) ve společnosti University of Idaho

Nejzákladnější model pro diskrétní evoluci znaků se nazývá model Mk. Poprvé byl vyvinut pro data vlastností Pagelem (1994, i když název Mk pochází z Lewis 2001). Model Mk je přímým analogem modelu Jukes-Cantor (JC) pro vývoj sekvence. Tento model platí pro diskrétní znak mající k neuspořádané státy. Taková postava by mohla mít k =𔀪, k  = 𔀫, nebo dokonce více států. Evoluce zahrnuje změnu mezi nimi k stavy (obrázek 7.3).

Obrázek 7.3. Příklady diskrétních znaků s (A) k  = 𔀪, (B) k  = 𔀫, a (C) k  = 𔀬 uvádí. Obrázek od autora, lze znovu použít pod licencí CC-BY-4.0.

Základní verze modelu Mk předpokládá, že přechody mezi těmito stavy se řídí Markovovým procesem. To znamená, že pravděpodobnost přechodu z jednoho stavu do druhého závisí pouze na aktuálním stavu, a ne na tom, co přišlo dříve. Nezáleží například na tom, zda linie právě vyvinula rys & ldquofeathers, & rdquo nebo zda mají peří miliony let & ndash, pravděpodobnost vývoje odlišného stavu charakteru je v obou případech stejná. Základní model Mk také předpokládá, že každý stav se stejně pravděpodobně změní na jakýkoli jiný stav.

U základního modelu Mk můžeme pomocí parametru označit okamžitou rychlost změny mezi stavy q. Obecně, qj se nazývá okamžitá rychlost mezi stavy znaků a j. Je definován jako limit rychlosti měřené ve velmi krátkých časových intervalech 1.

Obecné Markovovy modely pro diskrétní znaky můžeme shrnout pomocí matice přechodové rychlosti (Lewis 2001):

Všimněte si, že okamžité sazby se zadávají pouze do ne-diagonálních částí matice. Podél úhlopříčky mají tyto matice vždy sadu záporných čísel. Pro jakékoli Otázka matice, součet všech prvků v každém řádku je nula a je nezbytnou podmínkou pro matici přechodové rychlosti. Z tohoto důvodu má každé záporné číslo hodnotu, d, rovnající se součtu všech ostatních čísel v řádku. Například,

U dvoustavového modelu Mk k  = 𔀪 a sazby jsou symetrické, takže q12 = q21. V tomto případě můžeme matici přechodové rychlosti zapsat jako:

Stejně tak pro k  = 𔀫, matice rychlosti přechodu je:

Obecně platí, že přechodová matice stavu k pro základní model Mk je:

$ mathbf = začít 1-k & amp 1 & amp tečky & amp 1 1 & amp 1-k & amp tečky & amp 1 vdots & amp vdots & amp ddots & amp vdots 1 & amp 1 & amp dots & amp 1 end label <7,5> $

Jakmile máme tuto matici rychlosti přechodu, můžeme vypočítat rozdělení pravděpodobnosti zvláštních stavů po jakémkoli časovém intervalu t pomocí rovnice (Lewis 2001):

Tato rovnice vypadá jednoduše, ale vypočítavě P(t) zahrnuje umocňování matice a zvyšování ndash E na sílu definovanou maticí. Tento výpočet se podstatně liší od zvyšování E na výkon definovaný každým prvkem matice 2. Výsledkem je matice, P, pravděpodobnosti přechodu. Každý prvek v této matici (pj) dává pravděpodobnost, že začíná ve stavu skončíš ve státě j za ten časový interval t. Pro standardní model Mk existuje obecné řešení této rovnice:

Pokud vezmeme v úvahu, co se stane, když se v těchto rovnicích čas velmi zvětší, uvidíme zajímavý vzorec. Jakýkoli termín, který má E &mínust jak se t zvyšuje, blíží se čím dál blíže k nule. Z tohoto důvodu pro všechny hodnoty k, každý pj(t) konverguje na konstantní hodnotu, 1/k. Toto je stacionární rozdělení stavů postav, & pi, definovaná jako rovnovážná frekvence stavů znaků, pokud je proces spuštěn mnohokrát po dostatečně dlouhou dobu. Stacionární distribuce modelu Mk je obecně:


Úvod do metod a modelů zesilovačů v ekologii, evoluci a biologii ochrany přírody

Tato jedinečná učebnice seznamuje studenty s kvantitativními modely a metodami v ekologii, behaviorální ekologii, evoluční biologii a ochraně přírody. Zkoumá základní koncepty sdílené těmito příbuznými obory pomocí nástrojů a praktických dovedností, jako je experimentální návrh, generování fylogenií, základní statistické závěry a přesvědčivé psaní grantů. And con Tato jedinečná učebnice seznamuje vysokoškoláky s kvantitativními modely a metodami v ekologii, behaviorální ekologii, evoluční biologii a ochraně přírody. Zkoumá základní koncepty sdílené těmito souvisejícími obory pomocí nástrojů a praktických dovedností, jako je experimentální návrh, generování fylogenií, základní statistické závěry a přesvědčivé psaní grantů. A přispěvatelé používají příklady z jejich vlastního špičkového výzkumu a poskytují různé pohledy na zapojení studentů a rozšíření jejich porozumění.

Toto je jediná učebnice na toto téma s přístupem založeným na aktivním učení založeném na spolupráci, který klade důraz na praktické učení. Každá kapitola obsahuje cvičení, která studentům umožňují pracovat přímo s materiálem vlastním tempem a v malých skupinách. Každý problém obsahuje data prezentovaná v bohaté řadě formátů, které studenti používají k zodpovězení otázek, které ilustrují vzorce, principy a metody. Témata sahají od Hardy-Weinbergovy rovnováhy a efektivní velikosti populace až po optimální hledání potravy a indexy biologické rozmanitosti. Součástí knihy je také obsáhlý slovníček.

Kromě redaktorů jsou přispěvateli James Beck, Cawas Behram Engineer, John Gaskin, Luke Harmon, Jon Hess, Jason Kolbe, Kenneth H. Kozak, Robert J. Robertson, Emily Silverman, Beth Sparks-Jackson a Anton Weisstein.

Poskytuje zkušenosti s testováním hypotéz, experimentálním designem a vědeckými argumenty

Pokrývá základní kvantitativní modely a metody v ekologii, behaviorální ekologii, evoluční biologii a ochraně


Přehled

Souhrn

Odborníci zkoumají nové modelové strategie pro interpretaci biologických dat a jejich integraci do koncepčního rámce teoretické biologie s podrobnými přístupy, které se zaměřují na morfologii, vývoj, chování nebo evoluci.

Abstract and conceptual models have become an indispensable tool for analyzing the flood of highly detailed empirical data generated in recent years by advanced techniques in the biosciences. Scientists are developing new modeling strategies for analyzing data, integrating results into the conceptual framework of theoretical biology, and formulating new hypotheses. In Modeling Biology, leading scholars investigate new modeling strategies in the domains of morphology, development, behavior, and evolution. The emphasis on models in the biological sciences has been accompanied by a new focus on conceptual issues and a more complex understanding of epistemological concepts. Contributors to Modeling Biology discuss models and modeling strategies from the perspectives of philosophy, history, and applied mathematics. Individual chapters discuss specific approaches to modeling in such domains as biological form, development, and behavior. Finally, the book addresses the modeling of these properties in the context of evolution, with a particular emphasis on the emerging field of evolutionary developmental biology (or evo-devo).

Přispěvatelé Giorgio A. Ascoli, Chandrajit Bajaj, James P. Collins, Luciano da Fontoura Costa, Kerstin Dautenhahn, Nigel R. Franks, Scott Gilbert, Marta Ibañes Miguez, Juan Carlos Izpisúa-Belmonte, Alexander S. Klyubin, Thomas J. Koehnle, Manfred D. Laubichler, Sabina Leonelli, James A. R. Marshall, George R. McGhee Jr., Gerd B. Müller, Chrystopher L. Nehaniv, Karl J. Niklas, Lars Olsson, Eirikur Palsson, Daniel Polani, Diego Rasskin Gutman, Hans-Jörg Rheinberger, Alexei V. Samsonovich, Jeffrey C. Schank, Harry B. M. Uylings, Jaap van Pelt, Iain Werry

Hardcover

Brožura

Podíl

Editors

Manfred D. Laubichler

Gerd B. Müller

Potvrzení

Modeling Biology explores the epistemic role of a wide variety of models and modeling practices in contemporary biology. Using examples from current research in morphology, development, behavior, and evolution, the contributors offer critical reflections on the intricate interplay of experiment and model-building, as creative imaginations equipped with the power of modern computing search for the patterns that underlie and inform the complex variety of the living world. In a nice twist, the authors show how models have grown and evolved with their subjects, thus taking on their own form of life.


Podívejte se na video: Unboxing - knihy od Booktook (Listopad 2021).