Математик среди биологов

Пишу о геометрии живого, таксономических базах данных, определителях и родном крае

В Ялте сотрудники Никитского ботанического сада выращивают безвирусные растения

Приятно радуют достижения коллег-крымчан.

«Задача состоит не в том, чтобы вылечить взрослое растение — такую цель мы и не ставим перед собой. Реальный путь другой — получить новый экземпляр растения, изначально свободный от вируса, который в дальнейшем был бы устойчив к нему. Задача очень трудная, но решаемая. Нам удаётся полностью освободить от вируса крохотную, в несколько клеток, часть почки — меристему. Из меристемы в нашей лаборатории получают полноценные побеги, которые в дальнейшем развиваются в абсолютно здоровые растения.»

Молодцы.

Об определении паттерна в Википедии

Увидел в Википедии заумное определение паттерна:

Паттерн — схема-образ, действующая как посредствующее представление, или чувственное понятие, благодаря которому в режиме одновременности восприятия и мышления выявляются закономерности, как они существуют в природе и обществе.

Но потом авторы исправились и написали просто:

Паттерн [...] повторяющийся шаблон, или образец. Элементы паттерна повторяются предсказуемо.

И указали важную деталь, полезную для моделирование природных паттернов:

Паттерны в природе [...] имеют математически описываемую структуру, которая может быть выражена формулами.

Вся заметка интересно описывает разновидности природных и других паттернов.

4 декабря   паттерн

Конференции по ботанике, альгологии и экологии в 2018 году

Заметка будет обновляться в течение 2018 года
Обновлена 27 ноядря 2017

Водоросли: проблемы таксономии, экологии и использование в мониторинге

IV Всероссийская научная конференция с международным участием
24—28 сентября 2018, БИН РАН, Санкт-Петербург

Тезисы до ?

Эл. почта оргкомитета: algology2018@binran.ru

IV (XII) Международная ботаническая конференция молодых ученых

22—28 апреля, 2018, БИН РАН, Санкт-Петербург

Тезисы до 1 марта 2018

Эл. почта оргкомитета: mol2018@binran.ru

Загрязнение морской среды: экологический мониторинг, биоиндикация, нормирование

Всероссийская конференция (с международным участием)
ФГБУН ИМБИ, Севастополь

Первое информационное письмо

Даты проведения и сроки подачи тезисов не известны.

25th International Diatom Symposium

5—30 June 2018, Berlin, Seminaris & Botanical Garden

Тезисы до 1 апреля 2018
Оплатить оргвзнос до 1 марта 2018

IMDIS 2018. International Conference on Marine Data and Information Systems

5-7 November 2018, Barcelona

Данных о датах еще нет.

20 ноября   конференция

Научные синопсисы — 1. О предмете биогеографии и методе Брайн-Бланке

Синопсис — краткое изложение чего либо в небольшом обзоре.

На Элементах публикуют синопсисы статей из «Журнала общей биологии». Авторы кратко, доступно и, часто, интересно пересказывают содержание работ. Так как наша библиотека журнал не выписывает, то синопсисы помогают мне узнать, что там написано.

О предмете биогеографии. Существуют ли объективные границы между биогеографическими районами, или они условные? Так и не ясно.

Метод Браун-Бланке: азбука геоботаники или ее эпитафия?. Метод классификации Браун-Бланке всего лишь описывает портрет растительного покрова без привлечения дополнительных экологических критериев.

Научные названия организмов пишем курсивом и с большой буквы

Нашел хорошую краткую памятку на английском про оформление видовых названий организмов в тексте. Кратко: видовые названия пишем курсивом и с заглавной.

The genus name for an organism is a proper noun, so it is capitalized. The species name is an adjective, and is not capitalized. Both are Latin, a foreign language, so the entire name is italicized, like this:

  • Homo sapiens
  • Brassica rapa
  • Entamoeba histolytica.

Because it is a proper name, it usually doesn’t act as an adjective. Say «Brassica rapa has been studied», or «plants of Brassica rapa have been studied», rather than «the Brassica rapa plants have been studied». This last sounds rather like «the Jane Smith person».

The second time you refer to a species, you may abbreviate its name by using the first initial of the genus: B. rapa. Obviously this only works when the name is unambiguous. In a paper about human gut organisms, for example, you’d have to distinguish between Eschericia coli (a bacterium) and Entamoeba coli (an ameba).

Курсивом, с заглавной так же надо писать все прочие названия таксонов любого ранга — несмотря на правила кодексов.

29 октября   название таксона

Быстро типографируем текст перед показом на странице

Перед показом текста на странице его надо обработать по правилам типографики. Это может сделать «Типограф» Студии Лебедева, «Типограф» Дениса Селезнева или свой движок.

Если текст написан и не меняется, то его не надо все время типографить. Достаточно оттипографить один раз, сохранить результат и выводить его до тех пор, пока текст снова не изменится.

Для этого использую такой механизм.

  • Создаю исходный текст и сохраняют его в файле с расширением «in».
  • В коде страницы вызываю функцию typo_file( ’имя_файла_с_текстом’ ), которая выводит на страницу оттипографированый текст. Имя файла указывается без расширения.

Функция typo_file( $filename ) делает следующее:

  1. Ищет файл $filename с расширением «in».
  2. Ищет файл с таким же именем и расширением «out».
  3. Сравнивает даты модификации файлов.
  4. Если «out» изменен позже, чем «in», возвращает содержимое «out».
  5. В противном случае типографит содержимое «in», записывает его в «out» и возвращает результат в основной поток.

Код функции typo_file на ПХП:

<?php

function typo_file( $file_name, $input_extension = '.in', $output_extension = '.out' ) {
   if ( !file_exists($file_name.$input_extension) )
      return '';

   $in_time  = filemtime($file_name.$input_extension);
   $out_time = file_exists($file_name.$output_extension) ? filemtime($file_name.$output_extension) : $in_time-1;

   if ($out_time < $in_time) {
      // типографим содержимое файла
      $in_file  = file_get_contents( $file_name.$input_extension );
      $out_file = typo( $in_file );
      // записываем данные в новый файл
      file_put_contents( $file_name.$output_extension, $out_file );
   } else
      $out_file = file_get_contents( $file_name.$output_extension );

   return $out_file;
}
?>

Функция typo типографит текст удобным вам способом.

Содержимое основной страницы выглядит так:

<?php
// …

echo typo_file( ‘page_content’ );

// …
?>

Вместо файла с результатом, можно использовать базу данных. В нее заносить оттипографированный текст и время последнего изменения. Ключ для доступа к записи — имя файла.

24 октября   ПХП   типограф

Наблюдение 2. Альтернативно-историческое

В рассказе Ольги Ларионовой «Сказка Королей» инопланетнин Юп приводит главному герою Артему три гипотезы зарождения жизни на Земле. Все три являются синтезом высказываний альтернативного-историка Андрея Склярова — основателя ЛАИ.

Первая:

«Много десятков тысяч лет назад, — зазвучал из темноты голос Юпа, — мы были такими же, как вы. Впрочем, мы, вероятно, и тогда были мудрее и осторожнее вас. Мы достигли предела человеческих знаний — в нашем распоряжении были корабли, которые могли доставить нас в любую точку галактики, и даже за ее пределы. Мы сумели продлить свою жизнь на неограниченный срок, победив все болезни и даже старость, мы смогли... впрочем, ты даже не поймешь меня, если я буду дальше перечислять все то, что мы познали, открыли и сумели. Так вот, в своем жадном стремлении все увидеть, все понять и все познать мы прилетели однажды на третью планету одной непримечательной периферийной звездочки. Невероятно, но мы обнаружили там условия, аналогичные нашим в момент появления на нашей планете разумного существа... И мы встретили такое первичное существо. Полуобезьяну. Дикаря. И с тех пор мы стали пристально следить за вашей планетой. Мы уничтожали диких зверей, грозящих первым человеческим стаям, мы учили ваших дикарей пользоваться огнем и орудиями труда, мы подарили им сведения, до которых они не смогли бы сами додуматься, и они начали развиваться быстрее, запоминая наши уроки и забывая нас самих. Мы помогали вам на заре вашего человечества, мы были вашими няньками и учителями... Ну что, тебя устраивает такое объяснение?»

Вторая:

«Тогда я предложу тебе второй вариант. Мы нашли на вашей планете условия, в которых мог развиваться разум. Но разумного существа мы не нашли. И тогда группа наших людей... хотя бы беглецов, покинувших нашу планету по политическим соображениям, решила обосноваться на вашей Земле. К сожалению, они не рассчитали своих возможностей и через несколько поколений одичали. Четыре группы беглецов, прибывшие в разное время на вашу планету, создали четыре земные расы. Разве не правдоподобно?»

Третья:

«Вот тебе еще одна: мы не оставили на Земле людей. Но, вернувшись на родину, мы предположили, что когда-нибудь нам могут понадобиться существа, подобные нам. Мы не могли предвидеть всего, что ждало нас в будущем, но нас грызла смутная тревога. Мы находились на вершине знаний и возможностей, и вдобавок мы были очень осторожны. И тогда мы создали биороботов, да, саморазвивающихся биороботов, взяв за основу ваших обезьян. Потому-то вы и не можете найти переходное звено между последней обезьяной и первым человеком. Мы высадили вас на каждом континенте в надежде, что выживет хотя бы одна группа. Выжили все. Выжили и развились. Развились и начали задавать себе вопрос: а для чего живет человек? Для чего существует все человечество? Разве нет?»

Синтез:

«Мы прилетели однажды на третью планету одной непримечательной периферийной звездочки и обнаружили там условия, аналогичные нашим. [...] И тогда группа наших людей... хотя бы беглецов, покинувших нашу планету по политическим соображениям, решила обосноваться на вашей Земле. [...] Мы создали биороботов, да, саморазвивающихся биороботов, взяв за основу ваших обезьян. Потому-то вы и не можете найти переходное звено между последней обезьяной и первым человеком. Мы высадили вас на каждом континенте. [...] Мы учили ваших дикарей пользоваться огнем и орудиями труда, мы подарили им сведения, до которых они не смогли бы сами додуматься, и они начали развиваться быстрее, запоминая наши уроки и забывая нас самих.»

Ранее полагал, что первоосновой размышлений Андрея Склярова был «Обитаемый остров» братьев Стругацких. Теперь считаю, что это «Сказка королей» Ольги Ларионовой.

P. S. Это заметку я начал писать еще до смерти Андрея Юрьевича. К сожалению он умер в сентябре 2016 года.

Очень жаль.

После его смерти ЛАИ перестала генерировать новые идеи. Она сосредоточилась на бесконечных доказательствах высокотехнологического происхождения каменных построек и предметов, изучении свойств пирамид и коммерческой деятельности. Фонтан идей иссяк. Стало скучно.

Роль личности в любой истории велика.

Журналы для научных публикаций — 2

Математическая биология и биоинформатика. Публикует оригинальные научные статьи по применению теории алгоритмов, методов прикладной математики и статистики для решения биологических задач.

Тематика:

  • биоинформатика, применение алгоритмов и статистических процедур для анализа огромных объемов информации, порождаемой высокотехнологичными методами экспериментальной биологии и молекулярной генетики;
  • математическая биология, формализация и математическое моделирование биологических объектов и их сообществ;
  • вычислительная геномика, изучение структуры и функций геномов клеток и организмов;
  • молекулярное моделирование, математическое моделирование биологических процессов, включая имитационное моделирование;
  • структурная биология, моделирование и предсказание по экспериментальным данным структур биомолекул и их комплексов;
  • вычислительная биохимия и биофизика, кинетические и термодинамические модели клеточных процессов и их взаимодействий, методы молекулярной динамики.

Является рецензируемым двуязычным (рус. и англ.) научным периодическим изданием.

Входит в ВАК, РИНЦ и Скопус.

P. S. Завернул нашу статью о структуре таксономической базы данных :-).

Центричные и пеннатные диатомовые. Различия в половом процессе

В прошлый раз я рассказал о том, что центричные и пеннатные диатомовые отличаются текстурой створок.

Помимо этого у них разные типы полового процесса: у центричных — изогамия, у пеннатных — оогамия.

Стадии полового процесса у пеннатной диатомовой Sellaphora auldreekie. Фото со страницы Альга Волда

Изогамия, значит, что у центричных диатомовых нет пола. Поэтому любая центричная диатомовая способна спариваться с любой другой центричной диатомовой того же вида. Если захочет.

Оогамия, значит, что у пеннатных диатомовых есть мужские и женские организмы — и только между ними возможен секс.

Секс в культурах диатомовых

Диатомовые размножаются двумя способами. Либо водоросль делится на две новых, при этом набор генов у потомков не меняется. Либо она вступает в половой процесс с партнером противоположного пола, тогда у потомков меняется генетический набор. Так как у центричных и пенатных диатомовых типы полового процесса отличаются, это влияет на генетическое разнообразие организмов, культивируемых в искусственных условиях.

Культуру диатомовых, и, вообще, любых микроводорослей, выводят из единственного организма. Вылавливают микроводоросль, помещают в чашку с питательной средой, создают комфортную температуру и регулярно освещают. Микроводоросль от этого начинает делится и размножаться. И образует одновидовую культуру. Так как все микроводоросли происходят от единственного предка-Адама, то после деления они получаются генетически однородными. Половой процесс меняется генетическую однородность и помогает организмам эволюционировать.

Изогамия повышает генетическое разнообразие диатомовых внутри одной культуры, а оогамия — нет

Изогамия помогает скрещиваться центричным диатомовым внутри одной культуры. У потомков меняется генетический набор, следовательно генетическое разнообразие центрических диатомовых из одной культуры со временем повышается.

При оогамии должны встретиться мужские и женские особи пеннатных диатомовых. Но пол диатомовых после деления сохраняется таким же, как у родителя. Поэтому пеннатные диатомовые из одной культуры могут только делиться, следовательно разнообразие генов в такой культуре не меняется.

Изогамия помогает скрещивать любые культуры центричных диатомовых одного вида, а оогамия — нет

В некоторых случаях культуру диатомовых надо разбавить новыми генами. Для этого берут культуры микроводорослей, произошедшие от разных индивидов одного вида, и пытаются скрестить.

Изогамные центричные из разных чашек запросто скрещиваются. А оогамные пеннатные скрещиваются, только если в пробирках окажутся мужские и женские особи. Если исследователю не повезло, и в культурах все особи пеннатных одного пола, скрещивания не получится. Генетический материал останется однородным.

Изогамия и оогамия помогают отнести диатомовую к центричным или пеннатным

Когда ученый сомневается, какая диатомовая перед ним: центричная или пеннатная, он проводит эксперимент. Разводит культуры из нескольких водорослей и пытается их скрестить. Если удается при любой комбинации культур — значит это центричные диатомовые. Если удается в некоторых случаях или не получается совсем — значит пеннатные.

Оогамия помогает поддерживать чистые генетические линии диатомовых, а изогамия — нет

Для проведение генетических опытов важно иметь чистую генетически однородную культуру организмов. Такую культуру можно получить только из пеннатных диатомовых водорослей, потому что пеннатные водоросли из одной культуры скрещиваться друг с другом не могут.

Половой процесс помогает доказать, что диатомовые из разных культур относятся к одному виду

Некоторые виды диатомовых столь похожи, что их сложно отличить по морфологическим признакам. Поэтому пойманных диатомовых пытаются с крестить с известными культивируемыми видами. Если получится, значит видовая принадлежность водоросли установлена.

Дополнительное чтение

Cтатья Давидовича Н. А. с соавторами «Репродуктивные особенности диатомовых водорослей: значение для культивирования и биотехнологии».

Страница «Альга Волда» о половом воспроизведении диатомовых рода Sellaphora.

Ctrl + ↓ Ранее