Histoire de la biologie mathématique, objet d'étude, applications

La Biologie mathématique ou la biomathématique est une branche de la science responsable du développement de modèles numériques qui parviennent à simuler différents phénomènes naturels liés aux êtres vivants; Autrement dit, cela implique l'utilisation d'outils mathématiques pour étudier les systèmes naturels ou biologiques.

Comme on peut le comprendre en son nom, la biomathématique est un domaine interdisciplinaire, qui est à l'intersection des connaissances entre la biologie et les mathématiques. Un exemple simple de cette discipline pourrait inclure le développement de méthodes statistiques pour résoudre des problèmes dans le domaine de la génétique ou de l'épidémiologie, pour n'en nommer que certains.

LOCE LOTKA-VOLTERRA POUR LA RELATION ENTRE PRÉDATEURS ET DES MAUTES (Source: Curtis Newton ↯ 10:55, 20. AVR. 2010 (CEST).Le téléchargeur d'origine était Lämpel au Wikipedia allemand. [CC BY-SA 3.0 (http: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0 /)] via Wikimedia Commons)

Dans ce domaine de la connaissance, il est normal que les résultats mathématiques découlent de problèmes biologiques ou sont utilisés pour les résoudre, cependant, certains chercheurs ont réussi à résoudre des problèmes mathématiques basés sur l'observation de phénomènes biologiques, donc ce n'est pas une relation unidirectionnelle entre les relations unidirectionnelles entre les relations unidirectionnelles entre les relations unidirectionnelles entre les relations unidirectionnelles entre l'unirection entre les entretiens entre les relations unidirectionnelles entre les relations unidirectionnelles entre l'unirection entre l'une entre les relations unidirectionnelles entre l'unire les deux domaines de la science.

À partir de ce qui précède, on peut s'assurer qu'un problème mathématique est la fin pour laquelle les outils biologiques et vice versa sont utilisés; qu'un problème biologique est la fin pour laquelle les outils mathématiques très variés sont utilisés.

À l'heure actuelle, le domaine de la biologie mathématique se développe par des étapes accélérées et est considérée comme l'une des applications les plus modernes et les plus passionnantes des mathématiques. Il est très utile non seulement en biologie, mais en sciences biomédicales et dans le domaine de la biotechnologie.

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Histoire de la biomathématique

Les mathématiques et la biologie sont deux sciences avec la multiplicité des applications. Les mathématiques sont peut-être aussi anciennes que la culture occidentale, son origine remonte à plusieurs années avant que le Christ et son utilité ne soient démontrés depuis lors pour un grand nombre d'applications.

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La biologie en tant que science, cependant, est beaucoup plus récente, car sa conceptualisation ne s'est produite qu'au début du 19e siècle grâce à l'intervention de Lamarck, pour les années 1800.

La relation des connaissances mathématiques et biologiques est étroite depuis les premiers stades des civilisations, car le règlement des peuples nomades a eu lieu grâce à la découverte que la nature pourrait être systématiquement exploitée, ce qui doit avoir obligatoire les premières notions mathématiques et biologiques.

Dans leurs principes, les sciences biologiques étaient considérées comme des «métiers», car ils se référaient principalement à des activités populaires telles que l'agriculture ou le bétail; Pendant ce temps, les mathématiques ont découvert l'abstraction et avaient des applications quelque peu éloignées.

La confluence entre la biologie et les mathématiques remonte aux XVe et XVIe siècles, avec l'avènement de la physiologie, qui est une science qui regroupe les connaissances, les classant, les commandant et les systématiserait en utilisant des outils mathématiques lorsque cela est nécessaire.

Thomas Malthus

C'est Thomas Malthus, économiste contemporain de Lamarck, qui a jeté le précédent pour le début de la biologie mathématique, car il a été le premier à postuler un modèle mathématique pour expliquer la dynamique de la population basée sur les ressources naturelles.

Les approches de Malthus ont ensuite été plus développées et élaborées, et de nos jours font partie de la base de modèles écologiques qui sont utilisés pour expliquer la relation entre les prédateurs et leurs proies, par exemple.

Objet d'étude de la biologie mathématique

La biologie mathématique est un domaine scientifique interdisciplinaire. Source: Konstantin Kolosov - Pixabay

La biologie mathématique est une science qui résulte de l'intégration de différents outils mathématiques avec biologique, expérimentale ou non, qui cherche à profiter du «pouvoir» des méthodes mathématiques pour mieux expliquer le monde des êtres vivants, leurs cellules et de ses molécules.

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Quel que soit le degré de complexité technologique impliquée, la biologie mathématique consiste en la considération "simple" qu'il existe une analogie entre deux processus, à savoir:

- La structure complexe d'un être vivant est le résultat de l'application de simples «copiés» et «coupés et épissage» ou "Épissage”(Par exemple) aux informations initiales contenues dans une séquence d'ADN (acide désoxyribonucléique).

- Le résultat F (Ω) de l'application d'une fonction calculable à une arrangement W peut être obtenu en appliquant une combinaison de fonctions de base simples pour W.

Le domaine de la biologie mathématique applique des domaines de mathématiques tels que le calcul, les théories de probabilité, les statistiques, l'algèbre linéaire, la géométrie algébrique, la topologie, les équations différentielles, les systèmes dynamiques, la théorie combinatoire et codante.

Récemment, cette discipline a été très exploitée pour l'analyse quantitative de différents types de données, car les sciences biologiques se sont consacrées à de grandes masses de données à partir desquelles les informations peuvent être extraites de valeur.

En fait, de nombreux chercheurs considèrent que la grande explosion des données biologiques "créait" la nécessité de développer de nouveaux modèles mathématiques plus complexes pour l'analyse, ainsi que des algorithmes de calcul et des méthodes statistiques considérablement plus complexes.

Applications

L'une des applications les plus importantes de la biologie mathématique a à voir avec l'analyse des séquences d'ADN, mais cette science est également impliquée dans la modélisation des épidémies et dans l'étude de la propagation des signaux nerveux.

Il a été utilisé pour l'étude des processus neurologiques tels que la maladie de Parkinson, la sclérose latérale d'Alzheimer et amyotrophique, par exemple.

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Il est très utile pour l'étude des processus évolutifs (théorisations) et pour le développement de modèles qui expliquent la relation des êtres vivants et leur environnement, c'est-à-dire pour les approches écologiques.

La modélisation et la simulation de différents types de cancers sont également un bon exemple des multiples applications que la biologie mathématique a aujourd'hui, en particulier en ce qui concerne la simulation des interactions entre les populations cellulaires.

Exemple de l'analyse des séquences d'ADN couramment utilisées dans la génomique (source: RADTK172 [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)] via Wikimedia Commons)

La biomathématique est également très avancée dans le domaine des neurosciences informatiques, dans les études de la population et de la dynamique phylogénomique et génomique en général.

Dans cette dernière branche de la génétique, elle a été d'une grande pertinence, car il est l'un des domaines de croissance les plus élevés de ces dernières années, car le taux d'obtention des données est extrêmement élevé, ce qui mérite des techniques nouvelles et meilleures pour son traitement et son analyse.

Les références

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