Biología matemática y teórica
La biología matemática y teórica , o biomatemática , es una rama de la biología que emplea análisis teóricos, modelos matemáticos y abstracciones de los organismos vivos para investigar los principios que rigen la estructura, el desarrollo y el comportamiento de los sistemas, a diferencia de la biología experimental que se ocupa de la realización de experimentos para probar y validar las teorías científicas. [1] El campo a veces se llama biología matemática o biomatemática para enfatizar el lado matemático, o biología teórica para enfatizar el lado biológico. [2]La biología teórica se enfoca más en el desarrollo de principios teóricos para la biología, mientras que la biología matemática se enfoca en el uso de herramientas matemáticas para estudiar sistemas biológicos, aunque los dos términos a veces se intercambian. [3] [4]
La biología matemática tiene como objetivo la representación matemática y el modelado de procesos biológicos , utilizando técnicas y herramientas de matemáticas aplicadas . Puede ser útil tanto en la investigación teórica como en la práctica . Describir los sistemas de manera cuantitativa significa que su comportamiento se puede simular mejor y, por lo tanto, se pueden predecir propiedades que podrían no ser evidentes para el experimentador. Esto requiere modelos matemáticos precisos .
Debido a la complejidad de los sistemas vivos , la biología teórica emplea varios campos de las matemáticas, [5] y ha contribuido al desarrollo de nuevas técnicas.
Las matemáticas se han utilizado en biología desde el siglo XIII, cuando Fibonacci utilizó la famosa serie de Fibonacci para describir una población creciente de conejos. En el siglo XVIII, Daniel Bernoulli aplicó las matemáticas para describir el efecto de la viruela en la población humana. El ensayo de 1789 de Thomas Malthus sobre el crecimiento de la población humana se basó en el concepto de crecimiento exponencial. Pierre François Verhulst formuló el modelo de crecimiento logístico en 1836.
Fritz Müller describió los beneficios evolutivos de lo que ahora se llama mimetismo mülleriano en 1879, en un relato notable por ser el primer uso de un argumento matemático en ecología evolutiva para mostrar cuán poderoso sería el efecto de la selección natural, a menos que uno incluya el de Malthus . Discusión de los efectos del crecimiento de la población que influyeron en Charles Darwin : Malthus argumentó que el crecimiento sería exponencial (él usa la palabra "geométrico") mientras que los recursos (la capacidad de carga del medio ambiente) solo podrían crecer aritméticamente. [6]
El término "biología teórica" fue utilizado por primera vez como título de monografía por Johannes Reinke en 1901, y poco después por Jakob von Uexküll en 1920. Se considera que un texto fundacional es On Growth and Form (1917) de D'Arcy Thompson , [ 7] y otros pioneros incluyen a Ronald Fisher , Hans Leo Przibram , Vito Volterra , Nicolas Rashevsky y Conrad Hal Waddington . [8]
