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ERC

SPAECO Risultato in breve

Project ID: 205905
Finanziato nell'ambito di: FP7-IDEAS-ERC
Paese: Finlandia

La teoria matematica e i metodi statistici per aiutare la biologia

Gli strumenti matematici vengono sempre più spesso utilizzati per aiutare a spiegare le relazioni alla base dei processi ecologici ed evolutivi. Un’iniziativa dell’UE ha fuso la matematica e la biologia per capire le dinamiche ecologiche ed evolutive delle popolazioni presenti su territori eterogenei e mutevoli.
La teoria matematica e i metodi statistici per aiutare la biologia
Conducendo ricerche sul crocevia tra matematica, statistica e biologia, il progetto SPAECO (Spatial ecology: Bringing mathematical theory and data together), finanziato dall’UE, si proponeva di predisporre teorie matematiche e approcci statistici che collegano queste teorie ai dati.

I partner del progetto hanno creato e analizzato modelli spaziali e stocastici su base individuale formulati come processi di punti spaziotemporali. I risultati mostrano come la risposta tra la dinamica ecologica ed evolutiva è influenzata dalle proprietà delle specie e la natura della dinamica della popolazione. Hanno ulteriormente sviluppato questi metodi al fine di studiare la dinamica spaziotemporale della popolazione, in particolare la sua estinzione e altre grandi fluttuazioni.

Per collegare la teoria ai dati, il team SPAECO ha lavorato a vari approcci statistici. Ha sviluppato modelli del movimento animale e metodi per la loro parametrizzazione, un quadro matematico e metodi statistici associati per affrontare questioni della genetica quantitativa evolutiva, nonché approcci bayesiani gerarchici per analizzare i dati sulle comunità di specie.

Come esempi di alcuni casi di studio concreti, i ricercatori hanno creato un modello su base individuale che descrive la dinamica della popolazione di farfalle Melitaea cinxia all’interno di una rete di circa 4 000 habitat diversi. Hanno combinato il DNA barcoding con dati morfologici sui funghi che decompongono il legno per esplorare la relazione tra elementi miceliali e carpofori. I risultati di quest’ultimo studio hanno rivelato che le specie specializzate hanno un tasso di fruttificazione molto basso, indicando che la principale difficoltà per molte specie in pericolo è la formazione del corpo fruttifero anziché la colonizzazione miceliale.

In totale sono stati pubblicati più di 50 articoli in riviste internazionali sottoposte a revisione paritaria. Una sintesi dei risultati del progetto viene presentata nel libro di Ovaskainen et al. 2016: Quantitative Ecology and Evolutionary Biology: Integrating Models with Data (Oxford University Press).

Concentrandosi su una varietà di modelli – dalla dinamica spaziotemporale della popolazione agli approcci bayesiani nella genetica evoluzionistica quantitativa – SPAECO è riuscito a introdurre sia la teoria matematica che i metodi statistici che possono essere utilizzati per correlare le teorie ai dati.

Informazioni correlate

Keywords

Teoria matematica, metodi statistici, SPAECO, ecologia spaziale
Numero di registrazione: 188369 / Ultimo aggiornamento: 2016-08-23
Dominio: Biologia, Medicina