введение в количественную биологию.

Ивантер Эрнест Викторович Коросов Андрей Викторович Введение в количественную биологию Петрозаводск 2000 ВВЕДЕНИЕ В процессе любых научных, особенно экспериментальных, исследований, как и во всех областях прикладной биологии (медицине, агробиологии, селекции, охотоведении, лесоводстве, биотехнологии и т. д.), мы всегда имеем дело с цифрами – данными о размерах, весе, возрасте, плодовитости организмов, продуктивности экосистем, урожайности сортов, соотношении между признаками, дозами факторов, различными диагностическими и иными тестами и прочими количественными показателями и числовыми характеристиками. За кажущимся хаосом этих цифр прячутся конкретные закономерности, которые требуют объективной оценки и научного объяснения. И здесь самое широкое применение находят разнообразные методы и приемы биометрии – вариационной статистики, призванной с помощью соответствующего математического аппарата оценить разнообразные связи, зависимости и отношения между биологическими явлениями, объектами и процессами, а также показать реальность их существования. Биометрия представляет собой инструмент, способный выразить в числе и измерить значимость и надежность полученных результатов, заранее рассчитать и спланировать необходимую численность объектов для того или иного эксперимента, оценить достоверность проверяемой в эксперименте гипотезы, по части охарактеризовать целое, получить точную количественную характеристику изменчивости исследуемого показателя, определить степень и характер различий между признаками и процессами, выделить из множества воздействующих на явление факторов наиболее важные, измерить силу их влияния. Методологией количественной биологии является отделение случайного от закономерного, доказательство существования закономерного в видимом хаосе изменчивости. Это достигается посредством множества методов прикладного статистического анализа, основанных на знании закономерностей поведения случайных величин. 4 Игнорирование и недооценка статистической обработки полученного исследователем материала может свести на нет результаты многих важных опытов, привести к необоснованным или даже ошибочным заключениям. Напротив, умелое применение биометрических методов увеличивает информативную ценность проведенного исследования, обогащает экспериментатора новыми знаниями, помогает правильно планировать постановку опытов, глубоко разбираться в полученных данных, объективно оценивать результаты массовых наблюдений, выявлять скрытые закономерности и правильно их трактовать, что в конечном итоге делает биологию точной наукой. При этом следует иметь в виду, что сама по себе статистическая обработка данных, как бы ни была она совершенна с точки зрения математики, не может служить гарантией качественности выполненного биологом исследования и не способна обеспечить надежности полученных им результатов, если само исследование проведено неправильно или использованные данные ошибочны. Более того, формальное применение математических методов, без понимания их сути и приложимости к тем или иным биологическим явлениям, и вообще злоупотребление вариационной статистикой, слепое использование ее, даже когда в этом нет никакой необходимости, может принести только вред. В работе биолога одинаково недопустимы как математический фетишизм, подмена биологических методов математическими, так и недооценка вариационностатистических приемов и принижение роли математической обработки. Составляя настоящее руководство, мы попытались в возможно более простой и максимально краткой форме изложить элементарные основы количественной биологии, разъяснить суть и назначение вариационно-статистической обработки количественных данных, помочь начинающему исследователю, не имеющему специальной математической подготовки, сознательно применять общедоступные методы биометрического исследования, познакомить его с порядком и способами расчета основных статистических по