Польза математических моделей в эволюционной биологии

Математические модели играют важную роль как «проверка концепции» в эволюционных исследованиях, но часто неправильно понимаются в биологическом сообществе.

В статье для PLoS Biology, написанной в соавторстве с научным сотрудником SFI Омидьяр Кейтлин Стерн и бывшим сотрудником Джереми Ван Клив, исследуется роль математического моделирования в эволюционной биологии.

Авторы утверждают, что роль абстрактных математических моделей заключается в проверке логической обоснованности вербальных гипотез. Такие гипотезы давно используются в эволюционной биологии для описания процессов, действующих у разных видов и на больших временных масштабах — наиболее известным примером является теория естественного отбора Дарвина.

Математическое оформление вербальной модели помогает прояснить исходные предположения и даёт возможность для критического анализа логических выводов модели. Авторы также считают, что строгий анализ с помощью математической модели может проверить вербальную гипотезу так же хорошо, как и элегантный эксперимент.

В статье описывается значительный вклад математических моделей в понимание пола и видообразования, а также рассматриваются некоторые распространённые критические замечания в адрес моделей-«проверок концепции», например, вопрос о том, как их можно «проверить эмпирически».

Поскольку эволюционная биология изучает сложные процессы, происходящие в течение длительных периодов времени, прорывы в этой области часто требуют комплексного подхода, сочетающего наблюдение, эксперимент и математическое моделирование. Исследователям крайне важно понимать область применения и цель математических моделей, которые становятся всё более неотъемлемой частью научного метода.