Modellering i ekologi och evolution (5 hp)

Nästa kurstillfälle: Januari-Mars 2021

Kontakt: Claus Rüffler, claus.rueffler@ebc.uu.se

Syfte: Du kommer att lära dig att bygga analysera och tolka matematiska modeller som bygger på frågeställningar inom ekologi och evolution. Dessutom kommer du att få en fördjupad förståelse för några klassiska modeller inom dessa fält.

Målgrupp: Kursen är inriktad på doktorander som arbetar inom ekologi och evolution. Det är inga särskilda krav, men goda kunskaper inom gymnasiematematik förväntas. Doktorander och masterstudenter läser kursen tillsammans.

Kursinnehåll

Modellcykeln: (i) beskriva en muntlig modell matematiskt, (ii) analysera modellen med matematiska verktyg, (iiI) översätta matematiska resultat till biologi.
Analysera modeller: jämvikter och stabilitetsanalyser av diskreta och kontiunerliga tidsmodeller, funktioner och approximationer, matrisalgebra.
Ekologiska modeller: populationstillväxt, täthetsberoende, artinteraktioner, strukturerade populationsmodeller.
Modeller i evolutionsbiologi: en och två locuspopulationsgenetiska modeller, grunderna för inversionsanalys.

Kursupplägg: Kursen består av föreläsningar, hemuppgifter och handledning. Hemuppgifterna är en viktig del av kursen för att modellering lärs bäst om man gör det själv. Varje träff består av en tvåtimmars föreläsning och en entimmes handlening. Dessutom kommer deltagarna att få ett problem varje vecka som de ska lösa hemma och vars lösning måste lämnas in. De flesta problem måste lösas med papper och penna, men några innehåller datormodellering i R. Lösningarna kommer att rättas av kursledaren och diskuteras i handleningstillfällena.

Kurslitteratur: Deltagarna förväntas läsa några avsnitt i kursboken Otto, S.P. & Day, T. (2007). A biologist’s guide to Mathematical Modelling in Ecology and
Evolution. Princeton University Press.
Vi behandlar material från de första 12 kapitlen i kursboken.

Betygssättning: Denna kurs betygssätts med godkänd/underkänd. För att godkännas behöver du lämna in lösningar på problemen för minst 50% av poängen. Du måste också delta aktivt i handleningstillfällena.

Kursbeskrivning: En snabb titt på vilken tidskrift som helst inom ekologi och evolution visar snabbt att matematiska modeller är allmänt förekommande i dessa fält. Matematiska modeller är inte bara en viktig del av grundläggande forskning utan också viktig för tillämpade fält som naturskydd, fiske och epidemiologi. Det är en trend inom biologin att bli en mer precis vetenskap och användandet av matematiska modeller är en grundpelare i den här utvecklingen. Många frågeställningar inom ekologi och evolution kan ställas inom ramen för dynamiska system: Hur förändras antalet individer inom en population över tid och hur påverkas den här förändringen av rovdjur eller människor genom bevarandeåtgärder eller skörd? Hur kan vi uppskatta hur äggläggningstiden hos en flyttfågel ändras på grund av klimatförändringar? Vilka förhållanden påverkar ökad antibiotikaresistens? Matematik är det mest uppenbara verktyget för att svara på frågor som formuleras på det här sättet. Modeller kan tjäna olika syften. De kan användas för att göra exakta kvantitativa förutsägelser (Vad är den största mängden fisk vi kan fiska innan fiskmängden kollapsar?). De kan också skapa hypoteser som sedan kan testas experimentellt (påverkar förändringar i mortalitet evolutionen av mognadsålder?)

Registrering: Kontakta Claus Rüffler (claus.rueffler@ebc.uu.se) via e-mail för att registrera dig. Behöver du mer information kan du kontakta Claus via E-mail eller på Institutionen för Ekologi och genetik, Zooekologi, EBC, Uppsala Universitet. Tel.: 018-471 2639.