 |
| Tiến sĩ Arni SR Srinivasa Rao, người xây dựng mô hình toán học tại Đại học Y khoa Georgia thuộc Viện Đại học Georgia Regents. Credit: Phil Jones |
Định lý mới xác định sự phân bố tuổi của các quần thể từ ruồi giấm tới con người
Ngày 6/10/2014. Medical College of Georgia at Georgia Regents University. Định lý mới xác địnhsự phân bố tuổi củacác quần thể từ ruồi giấm tới con người(New theorem determines age distribution of populations from fruit flies to humans).Động cơ ban đầu của một nghiên cứu mới là ước tính cơ cấu tuổi của một quần thể ruồi giấm, kết quả từ một định lý cơ bản có thể giúp xác định sự phân bố tuổi của bất kỳ nhóm cơ bản nào, Điều này làm xuất hiện định lý về các quần thể không thay đổi cho thấy rằng bạn có thể xác định sự phân bố tuổi của một quần thể bằng cách tìm kiếm họ còn sống bao lâu nữa.Việc phát hiện mang tính toán học có thể giúp tạo ra các dữ liệu với một loạt các tác động, từ dự đoán tỷ lệ bệnh truyền nhiễmnhư virus Tây sông West lây lan qua muỗi, để dự đoán nhu cầu chăm sóc sức khỏe của quần thể tuổi già. "Ý tưởng là bạn không thể nhìn vào một con côn trùng và nói: Bạn sẽ sống bao lâu nữa?", Tiến sĩ James R. Carey, nhà côn trùng học tại Đại học California, Davis cho biết. "Nếu bạn hiểu được cấu trúc tuổi của quần thể, bạn có thể hiểu rõ hơn về những nguy cơ và nhu cầu", Tiến sĩ Arni SR Srinivasa Rao, người xây dựng mô hình toán học tại Đại học Y khoa Georgia thuộc Viện Đại học Georgia Regents nói: "Nếu có thêm con bạn cần phải lo lắng về các trường học, nếu có những người lớn tuổi hơn bạn cần phải lo lắng về lợi ích sức khỏe". Rao lưu ý rằng trong khi nhiều quốc gia, kể cả Hoa Kỳ có số liệu dân số tốt được tạo ra bởi các cuộc điều tra thường xuyên thì trái lạinhững quốc gia khác bao gồm cả một số quốc gia Châu Âu và các quốc gia thế giới thứ ba vẫn không có dữ liệu này. Định lý mới được công bố trên Tạp chí Sinh học toán học và Thông báo của Hội Toán học Mỹ (Journal of Mathematical Biology and Notices of the American Mathematical Society). Công việc nghiên cứu bắt đầu khoảng một thập kỷ trước, khi Carey suy luận rằng bằng cách giữ các cách tính toán một quần thể ruồi giấm lớn sống bao lâu trong nơi giam cầm thì ông có thể xác định cấu trúc tuổi-có bao nhiêu ruồi là tuổi bao nhiêu trong tổng số quần thể ruồi giấm, nó được gọi là đẳng thức của Carey. Nghĩ ra ý tưởng mà không biết tuổi của ruồi giấm tại lúc chộp được là khoảnh khắc “tìm ra rồi” (eureka moment) của Carey. Đèn flash hướng về phía một cuộc họp nhân khẩu học toán học năm ngoái tại Đại học bang Ohio Viện khoa học sinh học toán học và tại nơi đó Carey đã giải thích quan sát của ông và Rao đang lắng nghe. "Tôi thấy một mô hình trong những gì ông quan sát thấy", Rao nói và trong vòng 45 phút ông đã đặt các bài toán phức tạp sau nó, giúp chứng minh mối quan hệ và làm cho nó dễ dàng hơn để có thể chuyển tới các quần thể đa dạng, từ quần thể con người tới quần thể muỗi mà bây giờ họ đang nghiên cứu. Ông đã trình bày toán học với đồng nghiệp mới của mình vào ngày hôm sau. "Chúng tôi trở lại ít bước hơn và nói như thế nào là điều này có đúng, các yếu tố sinh học là gì, các đối xứng là gì, các mô hình là những gì trong sinh học", Rao cho biết. Trong thực tế, đặt hai đồ thị-một mô tả quá trình thông thường của ruồi giấm cá nhân từ khi sinh ra cho đến chết và biểu đồ khác ruồi tồn tại lâu dài như thế nào sau khi thả ra và bắt lại tạo ra một ngọn núi đối xứng bắt đầu ở đỉnh cao của một ngày cuộc sống và những con đường mòn ra tại căn cứ khoảng 60 ngày của cuộc sống ở hai bên. Định lý của họ có thể được áp dụng cho con người và không phải người trong quần thể không thay đổi, có nghĩa là tỷ lệ sinh và tử vong và thành phần tuổi là ổn định và tương tự nhau như ruồi giấm hay các quần thể năng động hơn như Trung Quốc. Về mặt ứng dụng rộng hơn ngoài phân bố tuổi, thay vì ước tính của nông dân là có bao nhiêu con sói là cần thiết để giữ cho quần thể nai sừng tấm của họ trong một phạm vi lý tưởng và ngược lại ở Montana, họ có thể áp dụng định lý này. "Đó không phải là có bao nhiêu con sói, đó là về những gì cần thiết để làm cho cả hai sống chung với nhau", Rao nói: "Chúng tôi cần biết tỷ lệ về con sói đang giết chết con nai sừng tấm và bao nhiêu nai sừng tấm đang chết dần". Theo Rao, cơ cấu tuổi của chó sói và nai sừng tấm cũng mang lại bằng chứng là bao nhiêu ở trong độ tuổi sinh sản, sử dụng nó cho bước tiếp theo là bao nhiêu thức ăn mà nai sừng tấm cần để sống. Quay lại muỗi, "hiểu biết về cơ cấu tuổi trong các quần thể côn trùng này là một việc rất lớn trên toàn thế giới bởi vì đó là con muỗi cũ hơn là vector gây ra sốt Tây sông Nile, sốt rét, sốt vàng da và vân vân", Carey nói và ghi nhận nghiên cứu sinh hóa và biểu hiện gen để thu thập dữ liệu tuổi là dữ liệu thô và không tiết lộ nhiều và các chương trình để nắm bắt, đánh dấu, phóng thích, sau đó bắt lại thường mang lại kết quả bắt lại quá ít.
|
TRANG CHỦ
