|
|
|
 |
|
|
| Forschungsgruppe Evolutionstheorie (A.Traulsen) |
 |
|
|
|
|
|
Die Forschungsgruppe für evolutionäre Theorie untersucht die zeitliche und räumliche Dynamik der Evolution. Wir wenden dabei Methoden der Mathematik, sowie Computersimulationen an. Unser Team ist interdisziplinär und besteht aus Biologen, Physikern, Mathematikern, Informatikern und Wirtschaftswissenschaftlern.
In der evolutionären Dynamik verändern Mutationen und Selektion die Zusammensetzung einer Population.
Mutationen entstehen z.B. durch fehlerhafte Reproduktion. So können neue Typen (Phänotypen, oder Genotypen) entstehen. Selektion wirkt dann auf die verschieden Typen. Normalerweise breiten sich verschiedene Typen unterschiedlich schnell aus. Ein wichtiger Grenzfall ist jedoch die neutrale Evolution – es breiten sich alle Typen gleich schnell aus.
Die theoretische Beschreibung einer Population sich reproduzierender Individuen beinhaltet Annahmen über die Wechselwirkungen zwischen den Individuen. Diese kann wiederum die Reproduktionsraten beeinflussen. Um solche Wechselwirkungen mathematisch zu beschreiben wenden wir evolutionäre Spieltheorie an. Zum einen modellieren wir so biologische Systeme, zum anderen erweitern wir den Satz an mathematischen Werkzeugen der Theoretischen Biologie.
| Deterministische Dynamik eines evolutionären Spiels in einer Population drei verschiedener Typen, welche in Vierergruppen wechselwirken (wie z.B. beim Kartenspiel Doppelkopf). Die Fixpunkte und evolutionäre Dynamik (Pfeile und Farbskala) sind vollständig durch das evolutionäre Spiel bestimmt (aus Gokhale et al., PNAS 2010).
|
 |
Fluktuationen und Rauschen spielen eine wichtige Rolle in der evolutionären Dynamik. Um dies besser zu verstehen, studieren wir insbesondere die Dynamik in kleinen Populationen mithilfe stochastischer Prozesse. In hinreichend großen Populationen können solche Zufallseffekte manchmal vernachlässigt werden, die Dynamik wird also deterministisch und damit vorhersagbar. Allgemein interessieren uns Einflüsse von Mutationen, Selektion und der Populationsgröße auf die Dynamik der Evolution.
Die biologischen Probleme, an denen wir forschen, reichen von der Entstehung und Erhaltung von Kooperation bis hin zur evolutionären Dynamik von Krebszellen.
| Typischer Simulationsverlauf eines agentenbasierten Modells in einer Population (100 Individuen) bestehend aus vielen verschiedenen Verhaltenstypen. Den Simulationen liegen unterschiedliche Wechselwirkungen zugrunde, der evolutionäre Erfolg und damit die Häufigkeit im zeitlichen Verlauf ändert sich mit der Zusammensetzung der Population und fluktuiert. Unsere mathematischen Methoden erlauben eine analytische Charakterisierung solcher Verläufe. |
 |
Leiter der Arbeitsgruppe:
Dr. Arne Traulsen
|
|
|
|
| |
|
Weitere Informationen
|
| |
http://www.evolbio.mpg.de/~traulsen/
|
|
|
|
|
|
|
|
|
© 2012, Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie, Plön |
|
|
English
Zurück
Top