25303 Matematisk biologi
2016/2017
Generel kompetencekursus, Akvatisk Videnskab
og Teknologi
Overordnede kursusmål
Kurset er en introduktion til matematisk modellering af biologiske
systemer. Det vil gøre den studerende i stand til at evaluere,
udvikle og anvende simple populationsdynamiske modeller.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Bestemme størrelse og variabilitet af fertilitet, mortality or
migrationsrater i populations, og deres relative betydninger i
modeller.
- Bestemme karakteristiske niveauer og tidsskaler i dynamiske
populationsmodeller.
- Argumentere for valget af parameterværdier i en model anvendt i
en specifik biologisk kontekst.
- Bestemme stabiliteten af steady states og identificer
bifurkationer.
- Bestemme hvilken modelstruktur der er passende til at svare på
et givent spørgsmål relateret til eks. ressource management eller
risk assesment.
- Benytte populationsmodeller til at svare på et sådant
spørgsmål.
- Præsenter og diskuter en matematisk model for et peer
publikum.
- Programmere numeriske løsninger af ODE's der forekommer i
matematisk biologi.
- Udvikle og diskutere differentialligningsmodeller forekommende
i matematisk biologi.
Kursusindhold
Kurset er en introduktion til matematiske modeller inden for
populationsdynamik af levende organismer, fra bakterier til hvaler.
Fokus er på konceptuelle modeller baseret på differentialligninger
som illustrerer de grundlæggende koncepter i
populationsmodellering. Et væsentligt aspekt i kurset er at udvikle
en forståelse af de biologiske antagelser der ligger til grund for
modellerne, samt de økologiske konsekvenser af deres resultater,
samt at udvikle evnen til at forbinde en abstrakt matematisk model
med en konkret biologisk realitet. Væsentlige emner er: enkelt-arts
populationsdynamisk (logistic growth). Fler-arts modeller
(konkurrence og predator-prey relationer). Funktionelle reaktioner.
Reaktionskinetik og rumlige populationsdynamikker. Udnyttelse af
levende systemer. Sæsonmæssig succesion. Yderligere emner er
afhænger af de studerenes interesser, for eksempel:
mønsterdannelse, livshistoriestrategier, evolutionære spil og
evolutionær dynamik. Der vil også blive lagt nogen vægt på at
udvikle og evaluere den studerendes evner til mundtlig
præsentation. Kurset afsluttes med et længerevarende
studenterstyret projekt som afsluttes med præsentation af en
planche.
Litteraturhenvisninger
J.D. Murray: Mathematical Biology, Vol I.
Sidst opdateret
17. oktober, 2016