|
Назва дисципліни
|
Еволюція сексу і статевих стратегій: імітаційне моделювання на R
|
|
Викладач
|
Шабанов Дмитро Андрійович, д.б.н., проф., професор кафедри зоології та екології тварин, shabanov@karazin.ua
Сайт підтримки курсу: http://batrachos.com/Sex_on_R
|
|
Курс та семестр, у якому планується вивчення дисципліни
|
II та IІІ курси; весняний семестр (IV та VI); курс доступний для здобувачів 2-го та 3-го рівнів вищої освіти (магістрів та аспірантів)
|
|
Факультети (навчально-наукові інститути), студентам яких пропонується вивчати дисципліну
|
Усі факультети та навчально-наукові інститути
|
|
Перелік компетентностей та відповідних результатів навчання, що забезпечує дисципліна
|
Здатність будувати імітаційні моделі на R (програма-максимум) та розуміти принципи їх роботи (програма-мінімум).
Знайомство з головними проблемами, що стосуються статевого розмноження та статевих стратегій, а також з гіпотезами, що висунуті для їх рішення.
|
|
Опис дисципліни
|
|
Попередні умови, необхідні для вивчення дисципліни
|
Критично необхідних умов нема. Студенти, що незнайомі з програмуванням на R, засвоять його основи протягом курсу
|
|
Максимальна кількість студентів, які можуть одночасно навчатися
|
20
|
|
Теми аудиторних занять та самостійної роботи
|
Розділ 1. Основні концепції та інструменти курсу
-
Сутність моделювання. Пізнання як моделювання. Чому «усі моделі неправильні, але деякі з них корисні»? Види моделей. Способи моделювання; особливості імітаційного моделювання (simulation). Детерміновані та недетерміновані моделі. Мова R як інструмент для імітаційного моделювання. Інсталяція R та RStudio.
-
Основи роботи з R та RStudio. Організація спільної роботи з R-моделями у мережі. Організація імітаційної моделі на R; робочі цикли та ітерації. Моделі I типу (прогноз результатів одиничної імітації), II типу (отримання розподілу ймовірності результатів імітацій за певних початкових умов) та III типу (визначення впливу комбінацій початкових параметрів на розподіли ймовірностей результатів імітацій).
-
Природний добір. Дарвінівське (біологічне) та больцманівське (найширше) розуміння природного добору. Чому будь-яка історично обумовлена система є водночас здобутком та жертвою своєї історії? Рівновага Парето та рівновага Неша. Відсутність передбачення у дії добору як перша причина того, що ми живемо у недосконалому «Світі Неша». Приклад R-моделі дії добору на модельну популяцію.
-
Частотнозалежний добір. Поняття стратегії та еволюційно стабільної стратегії (ЕСС). Гіпотеза Паркера та PBS-теорія походження анізогамії (відмінності між сперматозоїдами та яйцеклітинами). R-моделювання частотнозалежного добору.
-
«Дилема в'язня» у її простій та ітерованій формі. Проблема рівнів добору. Сценарії Невидимої Руки, Невидимої ноги та Невидимої Голови. Добір систем нижчого рівня за сценарієм Невидимої Ноги як друга причина того, що ми живемо у «Світі Неша». R-моделювання дворівневого добору.
Розділ 2. «Королева еволюційних проблем» — сексуальне відтворення
-
Чому секс не зникає? Типи популяційного відтворення. «Парадокс Мейнарда Сміта»: чому поява партеногенетичних самиць в популяціях роздільностатевих організмів не призводить до швидкої відмови від сексуального відтворення? R-моделювання «Парадокса Мейнарда Сміта».
-
Як підтримується стале співвідношення статей? Первинне, вторинне та третинне співвідношення статей. «Рівновага Фішера» та її R-моделювання.
-
Можливі довгострокові та короткострокові переваги сексуального відтворення. Відтворення без рекомбінації. «Храповик Мюлера», «Сокира Кондрашова», «Вікарій із Брея», «Лотерея Вільямса», «Зарослий берег Брея», «Червона Королева Ван-Валена» тощо. R-моделювання перелічених гіпотез.
-
Чому статей дві? Обговорення і потенційне моделювання гіпотетичної системи відтворення з трьома статями. Переваги диференціації статей та інформаційна гіпотеза Геодакяна. R-моделювання конкуренції між роздільностатевими популяціями з диференційованими та недиференційованими статями, а також партеногенетичними та гермафродитними популяціями.
-
Гіпотетична короткострокова перевага статевого відтворення: модель епістатичного добору за Стертевантом. Спрощений варіант цієї моделі — циклічно змінюваний добір за Стертевантом, Гамільтоном та Кондрашовим. R-моделювання конкуренції роздільностатевих, партеногенетичних та гермафродитних популяцій в умовах циклічно змінюваного добору на користь або проти гетерозигот.
-
Чому ми не гермафродити? Чи може «Пастка Неша» пояснити перехід від популяції гермафродитів з перехресним заплідненням до роздільностатевої популяції? R-моделювання аналога PBS-теорії у переході від гермафродитизму до роздільностатевості.
-
Як секс міг виникнути? Принципові недоліки сексуального відтворення. «Пастка Робінзона Крузо», «Пастка мула», «Кошмар Дженкіна» та приклади відмови від сексуального відтворення. Чи міг секс (сексуальна рекомбінація) виникнути внаслідок добору на генному рівні? Пошук можливих пояснень виникнення сексу.
Розділ 3. Конфлікт статей і різноманіття статевих стратегій (в тому числі — у людини)
-
«Війна статей» (відмінності між оптимальними стратегіями самця та самиці) та «Війна поколінь» (відмінності між оптимальними стратегіями самиці та її потомків), а також моделювання цих конфліктів. Геномний імпринтинг. Концепція еволюції еволюції. Правило Бейтмана та його критика. R-моделювання правила Бейтмана.
-
Еволюційне становлення особливостей жіночого репродуктивного циклу людини: прихованої овуляції, клімаксу. Зв’язок цих особливостей з пристосуванням до культурного спадкування. Пошук, завдяки R-моделюванню, за яких умов великий та тривалий материнський внесок у розвиток потомства сприятиме клімаксу.
-
Утворювати постійну пару чи користуватися сприятливими можливостями? Подружня вірність або адюльтер? Базові та альтернативні статеві стратегії, їх R-моделювання. Парадокс облігатної гомосексуальності. Чому облігатні гомосексуали, які не лишають нащадків, з’являються у кожному поколінні з достатньо високою частотою? Можливі пояснення цього парадокса та їх R-моделювання.
Як можна використати результати спільної роботи викладача та студентів протягом курсу? Обговорення ідей та планів.
|
|
Мова викладання.
|
Українська
|
