Teorie her a její význam v moderní biologii.

Jan KOČÍ

Bakalářská práce

Game theory and its importance in modern biology.

Anotace:

Matematické modelování biologických systémů zaznamenalo v posledních letech značný rozmach. Různé typy problémů si vyžádaly různé přístupy k jejich řešení. Thompson upozornil na fakt, že většina toho, co nazýváme biologickou evolucí je ve skutečnosti koevoluce (Thompson, 1994). Takřka každý organismus totiž vytváří a udržuje vztahy s jinými organismy. K popisu těchto vztahů se nyní začíná ve větší míře používat nástrojů teorie her (Schuster et al., 2008). Teorie her, odvětví aplikované matematiky, vznikala ve druhé čtvrtině minulého století, v sedmdesátých letech pronikla i do biologie, především zoologie, biologie chování a evoluční biologie (Maynard Smith, 1982). V poslední době se však začíná prosazovat i v dříve netušených oborech, například v mikrobiologii, botanice či biochemii a biofyzice (Schuster et al., 2008; Lenski & Velicer, 2000). V roce 2000 se Robert Wright pokusil o rekonstrukci celé evoluční historie života z pohledu teorie her. Poukázal na množství příkladů, ve kterých byl patrný stále stejný trend: zvyšování složitosti živých systémů a přechod od nulových k nenulovým součtům (Wright, 2000). I přesto je povědomí o významu teorie her v řadě biologických odvětví velmi omezené či dokonce žádné. Cílem práce je tedy rozšířit povědomí o uplatnitelnosti teorie her v různých oborech biologie. Součástí práce jsou také příklady několika herně-teoretických modelů s návrhy jejich praktického použití.

Abstract:

Mathematical modeling of biological systems reached great boom in recent years. Different kinds of problems has required different approaches to their solutions. Thompson (1994) pointed out that most of what we call an evolution is basically a coevolution. Almost every organism creates and mainteins interactions with other organisms. To describe these interactions, tools of Game Theory has been used with growing extent recently (Schuster et al., 2008). Game theory, a field of applied mathematics, was born in the second quarter of last century, entered biological studies in seventies, especially to zoology, behavioural ecology and evolutionary biology in particular (Maynard Smith, 1982). However, it broke to previously unsuspected fields of biology recently, such as microbiology, botany or biochemistry and biophysics (Schuster et al., 2008; Lenski & Velicer, 2000). In 2000 Robert Wright has tried to rebuild the whole history of the evolution of life using game theory viewpoint. He pointed to many examples of prevailing trend: increasing complexity of living systems and transitions from zero to non-zero sumness (Wright, 2000). Despite this, awareness of the importance of game theory in many biological fields is very limited or even missing. Aims of this thesis is thus increase the awareness of usability of game theory across various fields. Examples of game-theoretic models and their usage are also components of this thesis.

Klíčová slova

teorie her, koevoluce, matematické modelování biologických systémů

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 24. 4. 2011

Zveřejnit od: 24. 4. 2011

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 22. 8. 2011
• Vedoucí: Mgr. Pavel Drozd, Ph.D.

OSTRAVSKÁ UNIVERZITA V OSTRAVĚ

Přírodovědecká fakulta

Bakalářský studijní program / obor:
Biologie / Systematická biologie a ekologie