Evolutionary Dynamics: Exploring the Equations of Life

در زمان گسترش بی سابقه در علوم زیستی، تکامل تنها نظریه ای است که فراتر از همه زیست شناسی است. هر مشاهده ای از یک سیستم زنده در نهایت باید در چارچوب تکامل آن تفسیر شود. تغییر تکاملی پیامد جهش و انتخاب طبیعی است که دو مفهومی هستند که با معادلات ریاضی قابل توصیف هستند. در این کتاب، مارتین نواک از زبان‌های زیست‌شناسی و ریاضیات استفاده می‌کند تا اصول ریاضی را که بر اساس آن زندگی تکامل می‌یابد بیان کند. کار او خوانندگان را با قوانین قدرتمند و در عین حال ساده ای که بر تکامل سیستم های زنده حاکم است، بدون توجه به اینکه چقدر پیچیده به نظر می رسند، آشنا می کند.

نواک پیشنهاد می‌کند که تکامل به یک نظریه ریاضی تبدیل شده است و هر ایده‌ای از یک فرآیند یا مکانیسم تکاملی باید در چارچوب معادلات ریاضی دینامیک تکامل مورد مطالعه قرار گیرد. کتاب او طیف وسیعی از ابزارهای تحلیلی را ارائه می‌کند که می‌توان برای این منظور از آنها استفاده کرد: مناظر تناسب اندام، ماتریس‌های جهش، فضای توالی ژنومی، رانش تصادفی، شبه گونه‌ها، تکرارکننده‌ها، معضل زندانی، بازی‌ها در جمعیت‌های متناهی و نامتناهی، نظریه گراف تکاملی، بازی‌های روی شبکه‌ها، کالیدوسکوپ‌های تکاملی، فراکتال‌ها و آشوب فضایی. سپس نواک نشان می‌دهد که چگونه پویایی تکاملی برای مشکلات حیاتی دنیای واقعی از جمله پیشرفت بیماری‌های ویروسی مانند ایدز، بیماری‌زایی عوامل عفونی، جهش‌های غیرقابل پیش‌بینی که منجر به سرطان می‌شود، تکامل نوع‌دوستی، و حتی تکامل زبان انسان، اعمال می‌شود. . کتاب او یک مورد واضح و قانع کننده برای درک هر سیستم زنده - و هر چیزی که در نتیجه سیستم های زنده به وجود می آید - از نظر پویایی تکاملی ارائه می دهد.

At a time of unprecedented expansion in the life sciences, evolution is the one theory that transcends all of biology. Any observation of a living system must ultimately be interpreted in the context of its evolution. Evolutionary change is the consequence of mutation and natural selection, which are two concepts that can be described by mathematical equations.Evolutionary Dynamics is concerned with these equations of life. In this book, Martin Nowak draws on the languages of biology and mathematics to outline the mathematical principles according to which life evolves. His work introduces readers to the powerful yet simple laws that govern the evolution of living systems, no matter how complicated they might seem.

Evolution has become a mathematical theory, Nowak suggests, and any idea of an evolutionary process or mechanism should be studied in the context of the mathematical equations of evolutionary dynamics. His book presents a range of analytical tools that can be used to this end: fitness landscapes, mutation matrices, genomic sequence space, random drift, quasispecies, replicators, the Prisoner's Dilemma, games in finite and infinite populations, evolutionary graph theory, games on grids, evolutionary kaleidoscopes, fractals, and spatial chaos. Nowak then shows how evolutionary dynamics applies to critical real-world problems, including the progression of viral diseases such as AIDS, the virulence of infectious agents, the unpredictable mutations that lead to cancer, the evolution of altruism, and even the evolution of human language. His book makes a clear and compelling case for understanding every living system--and everything that arises as a consequence of living systems--in terms of evolutionary dynamics.