Vad är biomatematik?

Biomathematik eller matematisk biologi är ett vetenskapsområde som studerar biologiska processer med matematiska tekniker (matematik och dess gränser, 2017).

Det handlar om användning av matematiska verktyg för att hantera aspekter av biologi, medicin, ekologi eller miljövetenskaper (Lombardero Ozores, 2017).

I denna idéordning är biomatematiken ett tvärvetenskapligt område som använder matematik i olika kunskapsområden relaterade till levande varelser och deras interaktion med deras miljö.

Som José-Miguel Pachecho Castela skulle säga, den matematiska biologin som använder kraften i matematikens verktyg och metoder vid utforskningen av levnadsvärlden (Pachecho Castelao, 2017).

Biomathematik skiljer sig från biometri. Biometri är den mätbara eller statistiska studien av biologiska fenomen eller processer (Real Academia Española, 2017).

Biometri är med andra ord en gren av statistisk matematik som behandlar analysen av biologiska data och innefattar ämnen som befolkning, fysiska mätningar, sjukdomsbehandlingar och liknande (Homini, 2017).

Medan biometri är ansvarig för att samla data och mäta dem i biologiska processer omvandlar biomatematik dessa biologiska problem till ett matematiskt språk som låter dig förstå processer och fenomen i levande världen från ett annat vetenskapligt tillvägagångssätt.

Förhållande mellan biologi och matematik

Biologi är livets vetenskap (Bagley, 2017) och studerar strukturen, funktionen, tillväxten, ursprunget, utvecklingen och fördelningen av levande organismer (Bagley, 2017).

Biologi har många grenar eller subdiscipliner som biokemi, botanik, ekologi, molekylärbiologi, evolutionärbiologi, cellbiologi, genetik, psykologi, zoologi etc.

Å andra sidan är matematik den logiska deduktiva vetenskapen som handlar om att studera abstrakta enheter som siffror och symboler för att formulera egenskaper och relationer som hjälper oss att förstå världen runt omkring oss.

I den utsträckning de två vetenskaperna har utvecklats i deras tekniker, metoder och tillvägagångssätt har stödpunkter uppnåtts mellan de två för vissa sammanhang.

Befolkningsdynamiken är ett av de områden som bevisar de utmärkta resultaten av legeringen av de två vetenskaperna. Med teorin om kaos och multivariabla simuleringar studeras komplexa biologiska mekanismer.

Andra fall som kan nämnas mellan matematik och biologi är modellering av komplexa nätverk med grafteori i epidemiologi, användning av kombinatorisk algebra för styrning av system i ekologi, knarkteori för att förklara molekylär knutning av DNA etc.

Den sista aspekten som stärkte äktenskapet mellan biologi och matematik var beräkning.

Genom denna maskin (som fungerar baserat på matematiska logaritmer) har man kunnat genomföra otaliga simuleringar som ger resultat enligt nya och avancerade beräkningsmetoder som inte var möjliga tidigare.

Vetenskaplig nytta och betydelse för biomatematik i framtiden

Matematisk biologi är inte en gren av biologi eller matematik, men ett tvärvetenskapligt vetenskapsområde som tar begreppsmässiga delar av de två.

Det är ett nytt kunskapsområde vars vetenskapliga litteratur är i ett embryonalt tillstånd och dess räckvidd i framtiden är svårt att förutsäga med fullständig säkerhet.

Eftersom biologi som formellt vetenskapligt område är drygt 200 år gammal (Pachecho Castelao, 2017, s. 173), är dess derivat biomatematik mycket yngre till den punkt som dess ursprung fortfarande diskuteras.

På grund av den omfattande mångfalden av specialiserad vetenskaplig kunskap behöver biomatematikforskningen samarbetet mellan matematiker, bioinformatik, biokemister, bioingenjörer, ingenjörer, genetiker, onkologer, zoologer, ekologer, bland andra.