IN VIVO – IN VITRO – IN SILICO IN ECOLOGY

Г.С. Розенберг

Abstract


The in silico (computer-assisted) approach in ecology to empirical-statistical, self-organized, simulation, and analytical models is discussed. The distinctive features of assessing the adequacy of mathematical models in ecology are discussed. The use of an integrated modeling approach (“model storm”) is justified.

Keywords


mathematical modeling, empirical-statistical models, self-organizing models, simulation models, analytical models.


Как процитировать материал

References


Акофф Р. О природе систем. Изв АН СССР Сер техн кибернетика. 1971;(3):68-75.

Беляев ВИ, Ивахненко АГ, Флейшман БС. Имитация, самоорганизация и потенциальная эффективность. Автоматика. 1979;(6):9-17.

Брусиловский ПМ, Розенберг ГС. Проверка неадекватности имитационной модели динамической системы с помощью алгоритмов МГУА. Автоматика. 1981;(6):43-8.

Брусиловский ПМ, Розенберг ГС. Модельный штурм при исследовании экологических систем. ЖОБ. 1983;44:254-62.

Букатова ИЛ. Эволюционное моделирование и его приложения. М.: Наука; 1979.

Виттих ВА. Парадигма ограниченной рациональности принятия решений: препринт. Самара: Институт проблем управления сложными системами РАН; 2009.

Гастев ЮА. Гомоморфизмы и модели (Логико-алгебраические аспекты моделирования). М.: Наука; 1975.

Гринин АС, Орехов НА, Новиков ВН. Математическое моделирование в экологии: Учебное пособие. М.: ЮНИТИ-Дана; 2003.

Еськов ВМ. Третья парадигма. Самара: Офорт; 2011.

Жученко АА. Биологизация и экологизация интенсификационных процессов в сельском хозяйстве. Вестн Орлов гос аграр ун-та. 2009;18(3):8-12.

Ивахненко АГ. Самообучающиеся системы распознавания и автоматического управления. Киев: Техника; 1969.

Лефевр ВА. Конфликтующие структуры. М.: Советское Радио; 1973.

Меншуткин ВВ. Имитационное моделирование водных экологических систем. СПб.: Наука; 1993.

Миркин БМ, Розенберг ГС. Системный подход к фитоценологии. ЖОБ. 1978;39:167-78.

Налимов ВВ. Является ли знание научным в той степени, в какой оно математизитировано? Биологический аспект проблемы. В кн.: Математизация современной науки: предпосылки, проблемы, перспективы. М.: АН СССР; 1986, с. 103-11.

Полянский А. In vivo – in vitro – in silico. Сайт «Биомолекула». 14 октября, 2004. http://biomolecula.ru/content/16.

Работнов ТА, Уранов АА. Предисловие к русскому изданию. В кн.: Грейг-Смит П. Количественная экология растений. М.: Мир; 1967, с. 5-11.

Ризниченко ГЮ. Математические модели в биофизике и экологии. Ижевск: Институт компьютерных исследований; 2003.

Розенберг ГС. Математическое моделирование фитоценотических систем // Бюл МОИП Отд биол. 1980;85(2):79-88.

Розенберг ГС. Математическое моделирование в экстенсивных и интенсивных геоботанических исследованиях (диссертация). Тарту: Тартусский государственный университет; 1983.

Розенберг ГС. Модели в фитоценологии. М.: Наука; 1984.

Розенберг ГС. О системной экологии. ЖОБ. 1988;49:580-91.

Розенберг ГС. Адекватность математического моделирования экологических систем. Экология. 1989;(6):8-14.

Розенберг ГС. О моделях потенциальной эффективности экологических систем. Изв Самарского НЦ РАН. 2003;5:34-43.

Розенберг ГС. Модели потенциальной эффективности популяций и экологических систем. Вестн Нижегородского ун-та Сер биол. 2005;1(9):163-80.

Розенберг ГС. О путях построения теоретической экологии. Усп совр биол. 2005; 125(1):14-27.

Розенберг ГС. Системно-методологические проблемы современной экологии. В кн.: Количественные методы экологии и гидробиологии (сборник научных трудов, посвященный памяти А.И. Баканова). Тольятти: Самарский НЦ РАН; 2005, с. 22-36.

Розенберг ГС. Экология и системология: синтез теории. Биосфера. 2012;4:1-7.

Розенберг ГС. Введение в теоретическую экологию. Тольятти: Кассандра; 2013.

Розенберг ГС. Холизм + редукционизм: две дороги к Храму. Вестн РАН. 2014; 84(8):43-6.

Розенберг ГС, Кудинова ГЭ. Системный подход в исследовании эколого-экономических систем. В кн.: Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов (ELPIT 2003). Тольятти: Тольяттинский государственный университет; 2003, с. 17-22.

Тутубалин ВН, Барабашева ЮМ, Григорян АА и др. Математическое моделирование в экологии (Историко-методологический анализ). М.: Языки русской культуры; 1999.

Филимонов ВА. Кросс-технологии ситуационного центра – полигон кибернетики. Матем структуры и моделирование. 2014;3(31):87-98.

Флейшман БС. Основы системологии. М.: Радио и связь; 1982.

Флейшман БС, Брусиловский ПМ, Розенберг ГС. О методах математического моделирования сложных систем. В кн.: Системные исследования. Методологические проблемы. Ежегодник 1982. М.: Наука; 1982, с. 65-79.

Хеджпет ДВ. Модели в экологии и путаница вокруг них. Некоторые философские соображения. Биол моря. 1978;(6):3-15.

Энгельс Ф. Диалектика природы. В кн.: Маркс К, Энгельс Ф. Сочинения. М.: Политиздат; 1961. Т. 20, с. 339-626.

Ackoff R. [On the nature of systems]. Izvestiya AN SSSR Ser Tekhnicheskaya Kibernetika. 1971;(3):68-75. (In Russ.)

Beliayev VI, Ivakhnenko AG, Fleishman BS. [Simulation, self-organization and potential efficiency]. Avtomatika. 1979;(6):9-17. (In Russ.)

Brusilovsky PM, Rozenberg GS. [Checking for inadequacy a simulation model of dynamic system using the GMDH algorithms]. Avtomatika. 1981;(6):43-48. (In Russ.)

Brusilovsky PM, Rozenberg GS. [Model storm in studying of environmental systems]. Zhurnal Obschey Biologii. 1983;44:254-62. (In Russ.)

Bukatova IL. Evoliutsyonnoye Modelirovaniye i Yego Prolozheniya [Evolutionary Modeling and its Applications]. Moscow: Nauka; 1979. (In Russ.)

Vittikh VA. Paradigma Ogranichennoy Ratsional’nosti Priniatiya Resheniy: Preprint. Samara: Institut Problem Upravlenija Slozhnymi Sistemami RAN; 2009. (In Russ.)

Gastev YuA. Gomomorfizmy i Modeli (Logiko-algebraicheskie Aspekty Modelirovaniya). Moscow: Nauka; 1975. (In Russ.)

Grinin AS, Orekhov NA, Novikov VN. Metamaticheskoye Modelirovaniye v Ekologii Uchebnoye Posobiye [Mathematical Modeling in Ecology: a Manual]. Moscow: UNITY-Dana, 2003. (In Russ.)

Yeskov VM. Tret’ya Paradigma [The Third Paradigm]. Samara: Ofort; 2011. (In Russ.)

Zhuchenko AA. [Biologization and ecologization of intensification processes in agriculture]. Vestnik Orlovskogo Gosudarstvennogo Agrarnogo Universiteta. 2009;18(3):8-12. (In Russ.)

Ivakhnenko AG. Samoobuchayuschiyesia Sistemy Raspoznavaniya i Avtomaticheskogo Upravleniya. [Self-Learning Recognition Systems and Automatic Control]. Kiev: Tekhnika, 1969. (In Russ.)

Lefebvre VA. Konfliktuyuschiye Struktury [Conflicting Structures]. Moscow: Sovetskoe Radio; 1973. (In Russ.)

Menshutkin VV. Imitatsionnoye Modelirovaniye Vodnykh Ekologicheskikh Sistem. [Simulation of Aquatic Ecological Systems]. Saint Petersburg: Nauka; 1993. (In Russ.)

Mirkin BM, Rozenberg GS. [Systemic approach to phytocenology]. Zhurnal Obshhej Biologii. 1978;39:167-78. (In Russ.)

Nalimov VV. [Is knowledge scientific to the extent it is mathematized? The Biological aspect of the problem]. In: Matematizatsiya Sovremennoy Nauki: Predposylki, Problemy, Perspektivy. Moscow: AN SSSR; 1986. p. 103-11. (In Russ.)

Polyansky A. [In vivo – In vitro – In silico]. http://biomolecula.ru/content/. (In Russ.)

Rabotnov TA, Uranov AA. [Preface to the Russian edition]. In: Greig-Smith P. Kolichestvennaya Ekologiya Rasteniy [Quantitative Plant Ecology]. Moscow: Mir; 1967. p. 5-11. (In Russ.)

Riznichenko GYu. Matmaticheskiye Modeli v Biofizike i Ekologii. [Mathematical Models in Biophysics and Ecology]. Izhevsk: Institut Kompyuternyh Issledovaniy; 2003. (In Russ.)

Rozenberg GS. [Mathematical modeling of phytocenotic systems]. Bulleten’ Moskovskogo Obschestva Ispytateley Prirody Otdeleniye Biologicheskoye. 1980;85(2):79-88. (In Russ.)

Rozenberg GS. Mathematical modeling in extensive and intensive geobotanical studies: (dissertation). Tartu: Tartusskiy Gosudarstvennyi Universitet; 1983. (In Russ.)

Rozenberg GS. Modeli v Fitotsenologii [Models in Phytocenology]. Moscow: Nauka; 1984. (In Russ.)

Rozenberg GS. [On systems ecology]. Zhurnal Obshhej Biologii. 1988;49:580-91. (In Russ.)

Rozenberg GS. [The adequacy of mathematical modeling of ecological systems]. Ekologiya. 1989;(6):8-14. (In Russ.)

Rozenberg GS. [On the potential effectiveness models of ecological systems]. Izvestija Samarskogo nauchnogo centra RAN. 2003;5:34-43. (In Russ.)

Rozenberg GS. [Models of potential effectiveness of populations and ecological systems]. Vestnik Nizhegorodskogo Universiteta Seriya Biologicheskaya. 2005;1(9):163-80. (In Russ.)

Rozenberg GS. [On the approaches to developing of theoretical ecology]. Uspekhi Sovremennoy Biologii. 2005;125(1):14-27. (In Russ.)

Rozenberg GS. [Systemic-methodological problems of modern ecology]. In: Kolichestvennye Metody Ekologii i Gidrobiologii. [Qualitative Methods of Ecology and Hydrobiology] Togliatti: Samarskiy Nauchnyi Tsentr RAN; 2005. p. 22-36. (In Russ.)

Rozenberg GS. [Ecology and systemology: A synthesis of theory]. Biosphere. 2012.4(1):1-7. (In Russ.)

Rozenberg GS. Vvedeniye v Teoreticheskuyu Ekologiyu. [Introduction to Theoretical Ecology]. Togliatti: Kassandraж; 2013. (In Russ.)

Rozenberg GS. [Holism + reductionism: two roads to the Temple]. Vestnik RAN. 2014;84(8):43- 6. (In Russ.)

Rozenberg GS, Kudinova GE. [Systems approach in studies of ecological-economic systems]. In: Ekologiya i Bezopasnost Zhiznedeyatelnosti Promyshlenno-Transportbykh Sistem (ELPIT 2003) [Ecology and Life Protection of Industrial-Transport Complexes (ELPIT 2003)]. Togliatti: Tol’yattinskiy Gosudarstvennyi Universitet; 2003. р. 17-22. (In Russ.)

Tutubalin VN, Barabasheva YuM, Grigoryan AA, Devyatkova GN, Uger EG. Matematicheskoye Modelirovaniye v Ekologii (Istoricheskiy i Metodologicheskiy Analiz) [Mathematical Modeling in Ecology (Historical and Methodological Analysis)]. Moscow: Jazyki Russkoy Kul’tury; 1999. (In Russ.)

Filimonov VA. [Cross-technologies of the Situational Center – A testing area of cybenetics]. Matematicheskiye Struktury i Modelirovanie. 2014;3(31):87-98. (In Russ.)

Fleishman BS. Osnovy Sistemologii [Principles of Systemology]. Moscow: Radio i Sviaz’; 1982. (In Russ.)

Fleishman BS, Brusilovsky PM, Rozenberg GS. [On Methods of mathematical modeling of complex systems]. In: Sistemnye Issledovniya. Metodologicheskiye Problemy [System Research. Methodological problems]. Moscow: Nauka; 1982. p. 65-79. (In Russ.)

Hedgpeth JB. [Models in ecology and confusion around them. Some philosophical considerations]. Biologiya Moria. 1978;(6):3-15. (In Russ.)

Engels F. [Dialectics of Nature]. In: Marx K., Engels F. Sochineniya Tom 20. Moscow: Politizdat; 1961. p. 339-626. (In Russ.)

Danchin A, Medigue C, Gascuel O. From data banks to data bases. Res Microbiol. 1991;142(7-8):913-16.

Johnson AT. Biological Process Engineering: An Analogical Approach to Fluid Flow, Heat Transfer, and Mass Transfer Applied to Biological Systems. N. Y.: John Wiley and Sons; 1999.

Kettenring KM, Martinez BT, Starfield AM, Getz WM. Good practices for sharing ecological models. BioScience. 2006;56(1):59-64.

McIntosh R. A continuum concept of vegetation: Reply. Bot Rev. 1968;34:253-332.

Miramontes P. Un modelo de autómata celular para la evolución de los ácidos nucleicos [A cellular automaton model for the evolution of nucleic acids]. Tesis de doctorado en matemáticas. UNAM; 1992.

Murray JLS, Jumars PA. Clonal fitness of attached bacteria predicted by analog modeling. Bio-Science. 2002;52:343-55.

Sieburg HB. Physiological studies in silico. Complex Systems. 1991;12:321-42.

Shannon CE. The Bandwagon. IRE Transactions – Information Theory. 1956;2(1):3.

Zaitsev V. Analog modeling as a base component for forecasting the consequences caused by climatic changes. In: Second International Conference on Earth System Modelling (ICESM). Abstracts. 2007; 1: ICESM2007-A-00155.




DOI: http://dx.doi.org/10.24855/biosfera.v7i3.83

© ФОНД НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ "XXI ВЕК"