# Matematička biologija

**Matematička ili teorijska biologija** obuhvata interdisciplinarni naučna istraživanja – polje sa širokim spektrom aplikacija. Ova oblast se istovremeno zove i **matematička biologija** ili **biomatematika**, sa naglaskom matematičkog pristupa ili **teorijska biologija** što naglašava biološku stranu. "Postoji suptilna razlika između matematičkih bioloza i teorijskih biologa".

> “Matematički biolozi imaju sklonost da se zaposle u matematičkim odjelima i da budu malo više zainteresirani za matematiku inspiriranu biologijom nego biološkim problemima, i obrnuto.“
>
>

Teorijski biologija se više fokusira na razvoj teorijskih načela u biologiji, a matematička biologije na korištenje matematičkih alata za proučavanje bioloških sistema, iako se ova dva termina ponekad izmjenjuju. Matematički biologija ima za ciljmatematičke prezentacije, liječenje i modeliranje bioloških procesa, koristeći tehnike i alate primijenjene matematike. Ona ima i teorijsku i praktičnu primjenu u biološkim, biomedicinskim i biotehnološkim istraživanjima. Opisujući sisteme u kvantitativnom smislu znači da se njihovo ponašanje može biti bolje simulirati, a time i predviđati njihova svojstva koja možda neće biti vidljiva prilikom eksperimentiranja. To zahtijeva precizne matematičke modele.
Matematičke biologija uključuje mnoge komponente matematike, i doprinose razvoju novih tehnika.

## Značaj

Primjena matematike u biologiji ima dugu historiju, ali tek nedavno je došlo do eksplozije interesa za ovu oblast. Neki razlozi za to su:

* Eksplozija skupova informacija sa puno podataka, s obzirom na revoluciju genomike, koje je teško shvatiti bez upotrebe analitičkih alata;
* Nedavni razvoj matematičkih alata, kao što su teorija haosa koji pomažu shvatanje složenih, nelinearnih mehanizama u biologiji;
* Povećanje računarske moći, što olakšava kalkulacije i simulacije, koje prethodno nisu bile moguće;
* Sve veći interes za in silico eksperimente zbog etičkih razloga, rizika, nepouzdanost i drugih komplikacija koje su uključeni u istraživanja na ljudima i životinjama.

## Područja istraživanja

Matematička i teorijska biologija imaju nekoliko područja specijaliziranih istraživanja kao i vanjski veze sa srodnim projektima na raznim univerzitetima koji su sažeto prikazani u sljedećim stavovima, uključujući i veliki broj odgovarajućih potvrđivanja referenci sa liste od nekoliko hiljada objavljenih autora koji doprinose ovoj oblasti. Mnogi uključeni primjeri odlikuju se vrlo složenim, nelinearnim i supercompleksnim mehanizama, kao što se sve više prepoznaje i to da se rezultat takvih interakcija može shvatiti samo u kombinaciji matematičkih, logičkig, fizičko/hemijskih, molekulskih i kompjuterskih modela. Zbog širokoe raznolikosti uključenih specifičnih znanja, biomatematička istraživanja se često se ostvaruju u suradnji između stručnjaka u oblasti:

* matematike,
* biologije,
* bioinformatike,
* teorijska biologije,
* biostatistike,
* fizike,
* biofizike,
* biohemije,
* bioenergetike,
* fizijatrije,
* biomedicine,
* onkologije,
* molekulske biologe,
* genetike,
* embriologije,
* zoologije,
* hemije, itd .

## Povezano

* Vještački život
* Biosemiotika
* Biostatistika
* Kompjuterska biologija
* Kompjuterizirani gen
* Kompjuterizacija DNK
* Metabolička mreža modeliranja
* Molekulski modeliranje
* Morfometrija
* Populacijska genetika
* Statistička genetika
* Biološki sistemi
* Teorijska ekologija
* Kvantna biologija

## Reference

## Dopunska literatura

* D. Barnes; D. Chu (2010). *Introduction to Modelling for Biosciences*. Springer Verlag. ISBN 1-84996-325-8.
* Israel G (1988). „On the contribution of Volterra and Lotka to the development of modern biomathematics”. *History and Philosophy of the Life Sciences* **10** (1): 37–49. PMID 3045853.
* Scudo FM (March 1971). „Vito Volterra and theoretical ecology”. *Theoretical Population Biology* **2** (1): 1–23. DOI:10.1016/0040-5809(71)90002-5. PMID 4950157.
* S.H. Strogatz, *Nonlinear dynamics and Chaos: Applications to Physics, Biology, Chemistry, and Engineering.* Perseus, 2001, ISBN 0-7382-0453-6
* N.G. van Kampen, *Stochastic Processes in Physics and Chemistry*, North Holland., 3rd ed. 2001, ISBN 0-444-89349-0
* I. C. Baianu., Computer Models and Automata Theory in Biology and Medicine., *Monograph*, Ch.11 in M. Witten (Editor), *Mathematical Models in Medicine*, vol. **7**., Vol. **7**: 1513-1577 (1987),Pergamon Press:New York, (updated by Hsiao Chen Lin in 2004 ISBN 0-08-036377-6
* P.G. Drazin, *Nonlinear systems*. C.U.P., 1992. ISBN 0-521-40668-4
* L. Edelstein-Keshet, *Mathematical Models in Biology*. SIAM, 2004. ISBN 0-07-554950-6
* G. Forgacs and S. A. Newman, *Biological Physics of the Developing Embryo*. C.U.P., 2005. ISBN 0-521-78337-2
* A. Goldbeter, *Biochemical oscillations and cellular rhythms*. C.U.P., 1996. ISBN 0-521-59946-6
* L.G. Harrison, *Kinetic theory of living pattern*. C.U.P., 1993. ISBN 0-521-30691-4
* F. Hoppensteadt, *Mathematical theories of populations: demographics, genetics and epidemics*. SIAM, Philadelphia, 1975 (reprinted 1993). ISBN 0-89871-017-0
* D.W. Jordan and P. Smith, *Nonlinear ordinary differential equations*, 2nd ed. O.U.P., 1987. ISBN 0-19-856562-3
* J.D. Murray, *Mathematical Biology*. Springer-Verlag, 3rd ed. in 2 vols.: *Mathematical Biology: I. An Introduction*, 2002 ISBN 0-387-95223-3; *Mathematical Biology: II. Spatial Models and Biomedical Applications*, 2003 ISBN 0-387-95228-4.
* E. Renshaw, *Modelling biological populations in space and time*. C.U.P., 1991. ISBN 0-521-44855-7
* S.I. Rubinow, *Introduction to mathematical biology*. John Wiley, 1975. ISBN 0-471-74446-8
* L.A. Segel, *Modeling dynamic phenomena in molecular and cellular biology*. C.U.P., 1984. ISBN 0-521-27477-X
* L. Preziosi, *Cancer Modelling and Simulation*. Chapman Hall/CRC Press, 2003. ISBN 1-58488-361-8.

Teorijska biologija
* Bertalanffy, L. v. 1932. *Theoretische Biologie. Band I: Allgemeine Theorie, Physikochemie, Aufbau und Entwicklung des Organismus*. Berlin: Gebrüder Borntraeger.
* Bonner, J. T. 1988. *The Evolution of Complexity by Means of Natural Selection*. Princeton: Princeton University Press.
* Hertel, H. 1963. *Structure, Form, Movement*. New York: Reinhold Publishing Corp.
* Mangel, M. 1990. *Special Issue, Classics of Theoretical Biology* (part 1). Bull. Math. Biol. 52(1/2): 1-318.
* Mangel, M. 2006. *The Theoretical Biologist's Toolbox. Quantitative Methods for Ecology and Evolutionary Biology*. Cambridge University Press.
* Prusinkiewicz, P. & Lindenmeyer, A. 1990. *The Algorithmic Beauty of Plants*. Berlin: Springer-Verlag.
* Reinke, J. 1901. *Einleitung in die theoretische Biologie*. Berlin: Verlag von Gebrüder Paetel.
* Schaxel, J. 1919. *Grundzüge der Theorienbildung in der Biologie*. Jena: Fischer.
* Thompson, D.W. 1942. *On Growth and Form*. 2nd ed. Cambridge: Cambridge University Press: 2. vols.
* Uexküll, J.v. 1920. *Theoretische Biologie*. Berlin: Gebr. Paetel.
* Vogel, S. 1988. *Life's Devices: The Physical World of Animals and Plants*. Princeton: Princeton University Press.
* Waddington, C.H. 1968-1972. *Towards a Theoretical Biology*. 4 vols. Edinburg: Edinburg University Press.
* Lovrics, Anna; Csikász-Nagy, Attila; Zsély1, István Gy; Zádor, Judit; Turányi, Tamás; Novák, Béla (2006). „Time scale and dimension analysis of a budding yeast cell cycle model”. *BMC Bioinform.* **9** (7): 494. DOI:10.1186/1471-2105-7-494. .

## Vanjske veze

* The Society for Mathematical Biology
* Theoretical and mathematical biology website
* Konrad Lorenz Institute for Evolution and Cognition Research
* Complexity Discussion Group Arhivirano 2016-01-12 na Wayback Machine-u
* UCLA Biocybernetics Laboratory
* TUCS Computational Biomodelling Laboratory
* Nagoya University Division of Biomodeling
* Technische Universiteit Biomodeling and Informatics
* BioCybernetics Wiki, a vertical wiki on biomedical cybernetics and systems biology
* Bulletin of Mathematical Biology Arhivirano 2012-10-06 na Wayback Machine-u
* European Society for Mathematical and Theoretical Biology
* Journal of Mathematical Biology
* Biomathematics Research Centre at University of Canterbury
* Centre for Mathematical Biology at Oxford University Arhivirano 2009-03-27 na Wayback Machine-u
* Mathematical Biology at the National Institute for Medical Research Arhivirano 2005-03-08 na Wayback Machine-u
* Institute for Medical BioMathematics
* *Mathematical Biology Systems of Differential Equations* from EqWorld: The World of Mathematical Equations
* Systems Biology Workbench
* The Collection of Biostatistics Research Archive
* Statistical Applications in Genetics and Molecular Biology Arhivirano 2006-04-20 na Wayback Machine-u
* The International Journal of Biostatistics Arhivirano 2006-03-23 na Wayback Machine-u
* Theoretical Modeling of Cellular Physiology at École Normale Supérieure, Paris
* Biomathematics in the Philippines Arhivirano 2016-01-30 na Wayback Machine-u
* BioMath Modeler

Spisak referenci
* A general list of Theoretical biology/Mathematical biology references, including an updated list of actively contributing authors Arhivirano 2016-01-19 na Wayback Machine-u.
* A list of references for applications of category theory in relational biology.
* An updated list of publications of theoretical biologist Robert Rosen
* Theory of Biological Anthropology (Documents No. 9 and 10 in English)
* Drawing the Line Between Theoretical and Basic Biology Arhivirano 2011-07-16 na Wayback Machine-u
* Mystery of Prime-numbered Cicadas Arhivirano 2016-01-07 na Wayback Machine-u

### Srodni časopisi

* Acta Biotheoretica
* Bioinformatics Arhivirano 2008-11-22 na Wayback Machine-u
* Biological Theory
* Bulletin of Mathematical Biology Arhivirano 2012-10-06 na Wayback Machine-u
* Ecological Modelling
* Journal of Mathematical Biology
* Journal of Theoretical Biology
* Journal of the Royal Society Interface Arhivirano 2008-10-05 na Wayback Machine-u
* Mathematical Biosciences
* Mathematical Biosciences and Engineering Arhivirano 2014-01-01 na Wayback Machine-u
* Medical Hypotheses Arhivirano 2007-12-09 na Wayback Machine-u
* Rivista di Biologia-Biology Forum
* Theoretical and Applied Genetics Arhivirano 2012-10-06 na Wayback Machine-u
* Theoretical Biology and Medical Modelling
* Theoretical Population Biology