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Girl's Day 2016

Thursday, 28. April 2016, Mathematikon, Heidelberg

Talk by Maria Vittoria Barbarossa:

"Mathematik als Lupe der Biologie oder "Was versteht man unter Mathematischer Modellierung in den Biowissenschaften?" "

Program

Abstract:

Die Entdeckung des Mikroskops im sp�ten 17. Jahrhundert f�hrte zu einer Revolution in der Biologie durch die Enth�llung ansonsten unsichtbarer und zuvor ungeahnter Welten. Heute versucht man, mithilfe mathematischer Abstraktion, bekannte Welten besser zu verstehen, sowie neue zu entdecken.

In diesem Vortrag werden wir folgende (und noch mehr) Fragen beantworten.

WAS ist mathematische Modellierung und WARUM besch�ftigen wir uns damit?
Schon seit mehreren Jahrhunderten versuchen Wissenschaftler biologische Ph�nomene durch mathematische Gesetzte zu beschreiben. Dank der Mathematischen Modellierung kann man m�glichst allgemeine Gesetze der Biologie mithilfe mathematischer Methoden beschreiben. Mathematische Werkzeuge helfen bei der Beantwortung biologischer und medizinischer Fragestellungen, die dann mit experimentellen Beobachtungen verglichen und ggf. an diese angepasst werden. Ein Ziel ist das bessere Verst�ndnis der zugrundeliegenden Mechanismen.

WER besch�ftigt sich mit mathematische Modellierung und WANN hat das ganze angefangen?
Die Idee mathematische Gesetze zu verwenden, um eine (theoretische) Beschreibung biologischer Ph�nomene zu erzeugen ist wirklich alt. Im Jahr 1202 beschrieb Leonardo da Pisa (Fibonacci) das Wachstum einer Kaninchenpopulation. Sp�ter wurden viele und feinere Gleichungen f�r Populationsdynamik formuliert. Klassische Beispiele sind Modelle f�r das Exponentialwachstum (Malthus, 1798), das logistische Wachstum (Verhulst, 1838), oder die Interaktion von R�uber und Beute (Lotka &Volterra, 1925).

Das klingt nach einer ziemlich alten Geschichte. Also, WOZU brauchen wir heute mathematische Modellierung in den Biowissenschaften?
Mathematische Modelle helfen uns, viele unklare Aspekte der Mikrobiologie, Chemie, Medizin und Sozialverhalten zu beschreiben und verstehen. Man kann zum Beispiel erkl�ren wie Bakterien miteinander kommunizieren (und das klappt gut, sogar ohne Mund, Ohren und Augen!), oder wie Viren sich in einer Population ausbreiten und was man dagegen tun kann - das ist besonders spannend im Fall von b�sen Viren wie Ebola, SARS, HIV, Facebook�!