При створенні математичної моделі слід мати на увазі, що об’єктом дослідження є жива система, здатна пристосовуватися до умов довкілля для підтримання гомеостазу не тільки пристосовуватися, а й змінювати його. Математичне моделювання дає цікаві результати пристосування рослинного світу до змін навколишнього середовища. Так, була змодельована ситуація, за якої з підвищенням температури біля поверхні землі може настати момент, коли кількість виділеного дихання карбон переважатиме кількість поглиненого в процесі асиміляції. Це призведе до втрати рослинами енергії, і вони загинуть.
Проблеми, що стосуються очищення стічних вод від різного роду забруднень, є не менш актуальними, ніж проблеми очищення атмосфери. Карбон і нітроген є органогенними елементами, які відіграють надзвичайно важливу роль у метаболізмі та підтриманні гемостазу живих організмів. Саме тому повернення цих елементів є дуже актуальним. Використання культури анаеробних бактерій та дріжджів для очищення стічних вод є ефективним та економічним методом, що поєднує вилучення нітрогену та карбону із забрудненої води з продукуванням корисного харчового матеріалу. Бактеріальні ферменти перетворюють органічний нітроген та карбоновмісні субстрати на анонімний нітроген та жирні кислоти різного складу, що містять субстрати, придатні до засвоєння дріжджами, які в той же час перетворюють ці поживні речовини тільки на клітинний білок. Згаданий метод очищення дає також цікаву можливість очищення та біологічної переробки нітрогену та карбону на форму мікробної біомаси у двох біореакторах.
Для моделювання цього процесу застосовували штучні нейромережі. Було створено нейромережеву модель очищення стічних вод за допомогою культури анаеробних бактерій та дріжджів для того, щоб частково вилучити карбон та нітроген із забрудненої води. Згадана модель використовує вихідні показники рН, амонію, біомаси та концентрації субстрату для того, щоб представити динаміку поведінки процесу. Вона також пояснює вплив деяких параметрів та технологічних умов на процеси очищення. Було показано. Що нейромережа точно відображає динаміку біологічних видів дріжджового реактора в цьому процесі та розрахунок впливу масляної кислоти, амонію та рН на всю продуктивність очищення. Визначення оптимальної структури нейромережі (кількість нейронів, приховані шари, вибір досліджуваних алгоритмів тощо) дозволило проаналізувати низку різноманітних впливів на параметри процесу очищення. Корисність такого підходу була продемонстрована експериментально.
Таким чином, у сучасній біології дедалі більше використовується комп’ютерне моделювання, яке застосовується для різнорівневих біологічних систем, починаючи молекулярними і закінчуючи біосферними. Інформаційні технології та системи істотно прискорюють і полегшують здійснення біологічних досліджень та є перспективними в цій галузі.
Література
1) 940473 28.0 И74 Інформаційні технології в біології та медицині : курс лекцій / В. І. Гриценко [та ін.]. - К. , 2007. - 384 с.;
2) Гриценко В. И. Информационные технологии как метод познания в биологии и медицине // Упр. системы и машины. - 2005. - № 3. - С. 12-15.;
3) Гороховатська О. Я. Інформаційні технології в біологічних дослідженнях. Стан прблеми // Наука та наукознавство. - 2004. - № 2. - С. 74-79.