『数理生物学入門―生物社会のダイナミックスを探る』

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『数理生物学入門―生物社会のダイナミックスを探る』

目次

はじめに

第1部生物の人口論

第1章 1種個体群のダイナミックス
1.1 指数増殖
1.2 ロジスティック成長
1.3 低密度の影響：閾値現象
1.4 スイッチする捕食者
演習問題
参考文献の追加

第2章種の競争
2.1 種間競争のダイナミクス
2.2 アイソクライン法
2.3 競争実験と地理的分布
2.4 種が共存できる類似限界
2.5 老廃物が蓄積する場合の個体群動態
2.6 線形力学系の解法
2.7 力学系の局所安定性
演習問題
参考文献の追加
付録A　線形力学系の一般的な解法

第3章捕食者と餌のサイクル
3.1 捕食者と餌の振動
3.2 餌の食い方と安定性
3.3 パターンの生成と消滅：分岐とカタストロフ
3.4 伝染病の流行
3.5 伝染病による個体数の調節
3.6 リアプノフ関数と大域安定性
演習問題
参考文献の追加

第4章離散時間モデル
4.1 昆虫の動態
4.2 時間遅れのあるダイナミクス
4.3 寄生者と寄主の力学系
4.4 生物的防除
演習問題
参考文献の追加
付録B　離散時間の力学系の局所安定性解析

第5章齢構成とサイズ分布のダイナミックス
5.1 人口の行列モデル
5.2 安定齢分布と指数増殖
5.3 繁殖価
5.4 サイズ分布のダイナミクス
5.5 感度分析
5.6 密度依存性
演習問題
参考文献の追加

第6章連続分布の動態
6.1 連続の式
6.2 齢構成の力学
6.3 フジツボのダイナミクス
6.4 サイズ分布の動態
6.5 非対称な競争のある樹木のサイズ分布
6.6 成長速度のばらつき
6.7 サイズのモーメントの力学系
演習問題
参考文献の追加
付録C　フォッカー・プランク方程式の導き方

第7章空間分布と生物拡散
7.1 ランダムな動き：拡散
7.2 侵入者の広がり
7.3 境界条件
7.4 伝播する波の速さ
7.5 方向性のある移動分散と密度とともに強まる分散
7.6 空間棲み分け
7.7 空間パターンの形成
演習問題
参考文献の追加

第8章個体の分布型
8.1 ポアソン分布と区画法
8.2 最近接個体までの距離
8.3 負の2項分布
8.4 込み合い度
8.5 分布の集中度に影響する様々なプロセス
8.7 分布の個体群動態への影響
8.8 格子モデル
演習問題

第9章環境変動と絶滅
9.1 環境の周期的変動
9.2 揺らぎのスペクトル分解と自己相関
9.3 相関のないノイズ
9.4 人口学的確率性と絶滅
9.5 個体数の一時的減少に伴う絶滅の確率
9.6 害虫の絶滅確率
演習問題
参考文献の追加

第2部適応戦略

第10章餌の選び方と探し方
10.1 餌の選び方
10.2 どうして生物が適応的行動をとると考えるのか
10.3 採餌場所の決定
10.4 餌の探し方：パッチ使用
10.5 収量の変動の効果
10.6 さまざまな発展
演習問題
参考文献の追加

第11章成長と繁殖の戦略
11.1 卵数と卵サイズ
11.2 陸上植物の地上部／地下部のバランス
11.3 1回繁殖か繰り返し繁殖か
11.4 なぜマルサス係数が進化の基準として使えるのか
11.5 老衰の進化
11.6 生涯の繁殖成功度
演習問題
参考文献の追加

第12章スケジュールの動的最適化
12.1 一年生植物の開花のタイミング
12.2 ポントリャーギンの最大原理：限界価値の力学系
12.3 地上部と地下部の比率
12.4 多年生植物の最適成長
12.5 展葉のフェノロジー
12.6 生活史戦略：現在と将来のトレードオフ
12.7 病気のスケジュール
演習問題
参考文献の追加

第13章変動環境における適応
13.1 幾何平均と算術平均
13.2 混合戦略：不確定環境への確率的対応
13.3 種子の休眠率
13.4 移動分散
13.5 経験を生かす
13.6 情報を収集する
13.7 悲観的植物
演習問題
参考文献の追加

第14章さまざまなゲームモデル
14.1 採餌場所選択のゲーム
14.2 どちらの性が子を世話するのか
14.3 動物の闘争：タカ・ハトゲーム
14.4 持久戦ゲーム
14.5 樹木の高さと樹冠の形

演習問題
参考文献の追加

第15章スケジュールのゲーム
15.1 チョウの羽化季節
15.2 カエルの性比の季節変化
15.3 1日のうちの活動時間帯
15.4 ゲームにおける順序と情報
演習問題
参考文献の追加

第16章性表現と性システムの進化
16.1 性の転換
16.2 雄と雌の比率
16.3 雌雄同体と雌雄異体
16.4 なぜ有性生殖をするのか
16.5 性システムの進化
16.6 卵と精子への分化
演習問題
参考文献の追加

第17章性差と性淘汰
17.1 雌雄の違い
17.2 雄の形質と雌による配偶者選択
17.3 量的形質の遺伝モデル
17.4 ランナウェイ
17.5 「セクシィな息子」仮説の死
17.6 突然変異のバイアスによる復活
17.7 ハンディキャップの原理
17.8 父系社会か母系社会か
演習問題
参考文献の追加

付録D
量的形質の遺伝学の基本式

第18章適応戦略の遺伝学的基礎
18.1 集団遺伝の素過程
18.2 最適化とゲームの根拠は淘汰主義にある
18.3 利他行動の進化
18.4 適応戦略としての学習・模倣・発達
18.5 経済学におけるゲームモデルとの違い
18.6 文化の継承と文化進化
参考文献の追加

第3部共存の原理

第19章共存できる競争種の多様性
19.1 競争排除則
19.2 連続ニッチモデル
19.3 干渉型競争
19.4 ロッタリーモデル
19.5 微小生息場所の集合
19.6 時間変動しながらの共存
19.7 生態遷移のマルコフ連鎖
19.8 メタ個体群モデル
19.9 中立モデル
19.10 島における種数
19.11 捕食者・寄生者による効果
演習問題
参考文献の追加

第20章群集の安定性と共進化
20.1 構造と安定性
20.2 棲み分けへの進化
20.3 進化的に安定な食物網
20.4 植物と動物の共進化
演習問題
参考文献の追加

第21章生態系の生態学
21.1 元素の循環
21.2 マルコフ連鎖
21.3 間接効果
21.4 簡単なモデルのほうが優れていることがある
21.5 アグリゲーション
演習問題
参考文献の追加

あとがき
謝辞

引用文献
追加文献

索引

失敗の研究