Mathematical Biology

Numbering Code U-SCI00 33747 LJ69 Year/Term 2022 ・ First semester
Number of Credits 2 Course Type Lecture
Target Year 3rd year students or above Target Student
Language Japanese Day/Period Wed.1
Instructor name YAMAUCHI ATSUSHI (Center for Ecological Research Professor)
YACHI SHIGEO (Center for Ecological Research Associate Professor)
Outline and Purpose of the Course  ゲノムから生態系まで、生物界のさまざまな現象に取り組む数理生物学の魅力とその基本的な考え方を紹介します。授業は、2人の教員が分担して行います。
Course Goals  数理生物学の基本的な方法と考え方を理解し、生物現象に対して理論的な見方ができるようになることをめざします。
Schedule and Contents ・それぞれの項目あたり1~2週、全15回(フィードバックを含む)の授業を実施する予定です。

前半:山内担当(進化生態学)
1.最適化モデル(最適摂餌)
2.包括適応度と血縁選択
3.ゲーム理論(タカ-ハト・ゲーム、性比理論)
4.適応的ダイナミクス(進化的安定性と収束安定性)


後半:谷内担当(生態学)
1.個体群:人口変動と分布
2.Rによる生物ダイナミクスのシミュレーション入門
3.捕食と競争:種間相互作用
4.感染症:流行のダイナミクス
5.生態系:物質循環

・谷内担当:生物集団が地球上に創出する巨視的な現象・パタンの解明を主題とする生態学から重要なトピックを選びます。そこで活躍する代表的な数理モデルの考え方・使い方のエッセンスを紹介します。
Course Requirements  履修者の理解度に合わせて、適宜、必要となる数学やマクロ生物学についても説明します。
Study outside of Class (preparation and review) ・谷内担当分:数理モデルは、自分でシミュレーションすることで理解が格段に進みます。授業では、Rなどによる基本モデルのプログラムとシミュレーションの実際についても紹介します。
Textbooks Textbooks/References 進化生態学入門 ―数式で見る生物進化, 山内淳, (共立出版), ISBN:978-4320057234, 山内担当分
            
・山内担当分:現在品切れです。図書館等で閲覧してください。

・谷内担当分:指定教科書はありません。授業の進行に応じて資料を配布します。
References, etc. 数理生物学入門, ・巌佐庸, (共立出版), ISBN:4320054857, 山内担当分
動物生態学, ・伊藤嘉昭・山村則男・嶋田正和・粕谷英一, (海游舎), ISBN:4905930464 , 山内担当分
生態学入門(第2版), ・日本生態学会編, (東京化学同人), ISBN:4807907832, 山内担当分
数理生態学, ・寺本英著/川崎・中島・山村・重定・東編, (朝倉書店), ISBN:4254171005, 山内担当分
微分方程式で数学モデルを作ろう, ・デヴィッド・バージェス&モラグ・ボリー, (日本評論社、1990年), ISBN:4535781737, 谷内担当分:現象をモデル化するにはどうすればよいかを豊富な例題で教えてくれる
A Biologist's Guide to Mathematical Modeling in Ecology and Evolution, ・S. P. Otto & T. Day, (Princeton Univ. Press, 2007), ISBN:0691123446, 谷内担当分:良書。数理モデリングの基本を自分でマスターできる
A Primer of Ecology 4th ed., ・Nicholas J. Gotelli , (Sinauer, 2008年), ISBN:0979149827, 谷内担当分:良書。直観的に生態学のモデルの意味が説明されている
A Primer Of Ecology With R (Use R!) , ・M.Henry Stevens, (Springer, 2009), ISBN:0387898816, 谷内担当分:生態学の基本モデルのRによるコードが豊富なので便利
生物数学入門ー差分方程式・微分方程式の基礎からのアプローチ, ・Linda J. S. Allen, (共立出版、2011年), ISBN:4320057155, 谷内担当分:モデルを解析する概念と技法が数学的に明確に書いてある
・谷内担当分:数理生物学に関する本は多いのですが、対象とする読者や難易度には大きなばらつきがあります。皆さんが数理生物学を学ぶ目的に合致しているかに注意して、自分にあった本を参考にしてください。京大の図書館や電子図書として閲覧できる本もありますので、高価な本を自分で購入する必要はありません。
Related URL http://www.ecology.kyoto-u.ac.jp/
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