Биометрия что это такое в биологии
БИОМЕТРИЯ
Смотреть что такое «БИОМЕТРИЯ» в других словарях:
биометрия — биометрия … Орфографический словарь-справочник
БИОМЕТРИЯ — (от греч. bios жизнь, и metron мера). Искусство вычислять продолжительность жизни. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БИОМЕТРИЯ греч., от bios, жизнь, и metron, мера. Искусство измерять и вычислять… … Словарь иностранных слов русского языка
биометрия — биометрика Словарь русских синонимов. биометрия сущ., кол во синонимов: 2 • биология (73) • … Словарь синонимов
БИОМЕТРИЯ — процесс сбора, обработки и хранения данных о физических характеристиках человека с целью его идентификации. Наиболее распространенными биометрическими системами являются сканирование сетчатки глаза, исследование геометрии руки, дактилоскопия,… … Юридический словарь
биометрия — совокупность приемов планирования и обработки данных биол. исследований методами математической статистики. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) … Словарь микробиологии
Биометрия — (biometrics): автоматические методы, используемые для распознавания личности или подтверждения заявленной личности человека на основе физиологических или поведенческих характеристик. Источник: ФИНАНСОВЫЕ УСЛУГИ. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИНФОРМАЦИОННОЙ… … Официальная терминология
БИОМЕТРИЯ — Раздел вариационной статистики, с помощью методов которого производят обработку экспериментальных данных и наблюдений, а также планирование количественных экспериментов в биологических исследованиях Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов
БИОМЕТРИЯ — (от греч. bios жизнь и пте tron мера), отдел биологии, изучающий при помощи методов математической статистики наследственность, изменчивость и целый ряд других биол. явлений, связанных с жизненными процессами (напр., из области физиологии,… … Большая медицинская энциклопедия
БИОМЕТРИЯ
БИОМЕТРИЯ (греч, bios жизнь + metreo измерять) — совокупность методов и приемов математической обработки количественных данных в биологии и медицине.
Термин «биометрия» был предложен английским ученым Фрэнсисом Гальтоном (F. Galton) в книге «Естественное наследование» (1889); начало применения его к биологическим проблемам относится к 1901 г., когда был основан специальный журнал «Biometrika».
Первая попытка количественной трактовки изменчивости физических признаков и поведения человека была сделана бельгийским ученым Кетле (L. Quetelet) в книге «Опыт социальной физики» (1835). А в середине 19 в. уже многие выдающиеся биологи отмечали значение математики в биологии. Особенного развития Б. достигла в 20 в. в связи с прогрессом в области теории вероятностей и математической статистики, появлением кибернетики. Математическая статистика широко используется при изучении изменчивости признаков строения и функционирования организма человека в зависимости от условий жизни и возраста. В последнее время биометрическому изучению подвергаются не только морфологические признаки человека (см. Антропометрия), но и признаки физиолого-биохимические. Изменчивость последних характеризуется правосторонней асимметрией, к-рая часто свидетельствует
о наличии в исследуемом материале особей с теми или иными патологически измененными свойствами. Физиологические, биохимические и психические показатели и их возрастная динамика и вариации особенно важны в педиатрии и геронтологии. Биометрические исследования видовой и внутривидовой изменчивости патогенных организмов и вирусов позволяют устанавливать различия между патогенными и непатогенными формами. Большие перспективы имеет статистический метод в биологии при решении вопросов отнесения отдельных особей или групп к тем или иным систематическим категориям (подвидам, расам, видам и т. д.). Метод дискриминантных функций, предложенный Фишером (R. Fisher) в 1936 г., был усовершенствован А. А. Любищевым (1962) и применен в антропологическом исследовании при решении вопроса о принадлежности отдельных черепов к той или иной группе и некоторых вопросов медицинской диагностики.
Для определения зависимости тех или иных биологических явлений от факторов среды, напр, частоты сокращений сердца холоднокровных животных от температуры, выживаемости низших организмов при разной температуре и т. п., пользуются методом нанесения опытных данных на графиках, ограниченных двумя координатами. Через точки наблюдений проводят кривые, либо сначала находят эмпирические формулы зависимости по методу наименьших квадратов (см. Наименьших квадратов метод) и уже по формулам строят эмпирические кривые. В некоторых случаях при трех связанных друг с другом переменных строят диаграммы с тремя координатами. Тогда зависимость между явлениями выражается площадью поверхности, а не кривой. Большее число независимых переменных графически трудно изображается, но математически может исследоваться соответствующими методами. Эмпирические зависимости могут быть прямолинейными, параболическими, показательными, логарифмическими и др. Для быстрого нахождения констант эмпирических формул целесообразно криволинейные зависимости превращать в прямолинейные путем изменения координат. Для этой цели существуют специальные трафареты — сетки с осями координат (полулогарифмические, в которых деления одной оси координат разграфлены логарифмически, двойные логарифмические и др.). В фармакологии широко применяется также выравнивание экспериментальных данных по действию различных доз лекарственных веществ на те или иные функции организма: S-образная связь между дозой и эффектом превращается в прямолинейную. Для этой цели пользуются так наз. методом анализа кривых смертности, или пробит-методом, позволяющим объективно сравнивать активность лекарств и токсических веществ. Этот метод применяется в микробиологии, радиобиологии, токсикологии, для биологической стандартизации веществ, хим. природа которых еще не выяснена и которые нельзя стандартизовать по количеству тех или иных химически точно определяемых составных частей.
Современная терапевтическая статистика возникла на основе методов математической статистики, разработанных применительно к полевым агрономическим и зоотехническим экспериментам. Внедрение нового терапевтического или хирургического метода может быть рекомендовано лишь после статистически обоснованных испытаний, дающих высокую уверенность в неслучайности полученного эффекта. Испытание нового профилактического или терапевтического метода проходит в три этапа:
1) создают схему испытания или план исследования; 2) подбирают экспериментальные и контрольные группы исследуемых; 3) производят статистическую оценку полученных результатов.
Следующим этапом математизации биологии и медицины стало математическое моделирование. Однако применение его пока ограничено отдельными областями биологии и медицины, гл. обр. при решении теоретических вопросов. В общей физиологии, и общей биофизике, в частности, его используют при изучении физиологии процессов, протекающих в нервной системе и в органах чувств. Метод математического анализа заключается в следующем: исследователь создает рабочую гипотезу о связи тех или иных явлений друг с другом в математическом выражении — так наз. математическую модель.
Результаты, получаемые при математическом моделировании, могут быть в дальнейшем проверены на опыте, и в случае подтверждения выводов первоначальная гипотеза становится научной теорией. Основоположниками математического направления в биофизике можно считать Г. Гельмгольца, Нернста (W. Nernst) и П. П. Лазарева. Математический анализ применяют также в биологии при изучении динамики численности популяций различных организмов, в т. ч. и патогенных. Основоположником этих исследований является английский эпидемиолог Росс (R. Ross), применивший математику при изучении соотношения численности человеческого населения, пораженного малярийным плазмодием, и численности комаров — переносчиков инфекции.
Биометрия в кибернетике является основным количественным методом сбора и обработки информации, характеризующей морфологию и функционирование биологических объектов на различных структурных уровнях, а также при оценке патологических изменений организма и выработке решений или управляющих команд при принятии мер по нормализации тяжелых состояний. Средствами Б. пользуются при уточнении анамнеза и во время профилактических осмотров, а также при диагностике состояний (в системах автоматического управления приборами активного вмешательства и искусственными органами).
БИОМЕТРИЯ
Полезное
Смотреть что такое «БИОМЕТРИЯ» в других словарях:
биометрия — биометрия … Орфографический словарь-справочник
БИОМЕТРИЯ — (от греч. bios жизнь, и metron мера). Искусство вычислять продолжительность жизни. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. БИОМЕТРИЯ греч., от bios, жизнь, и metron, мера. Искусство измерять и вычислять… … Словарь иностранных слов русского языка
биометрия — биометрика Словарь русских синонимов. биометрия сущ., кол во синонимов: 2 • биология (73) • … Словарь синонимов
БИОМЕТРИЯ — процесс сбора, обработки и хранения данных о физических характеристиках человека с целью его идентификации. Наиболее распространенными биометрическими системами являются сканирование сетчатки глаза, исследование геометрии руки, дактилоскопия,… … Юридический словарь
БИОМЕТРИЯ — (от bio. и греч. met измеряю), раздел вариационной статистики, с помощью методов к рого производят обработку эксперим. данных и наблюдений, а также планирование количеств, экспериментов в биол. исследованиях. Б. сложилась к кон. 19 в. гл. обр.… … Биологический энциклопедический словарь
биометрия — совокупность приемов планирования и обработки данных биол. исследований методами математической статистики. (Источник: «Микробиология: словарь терминов», Фирсов Н.Н., М: Дрофа, 2006 г.) … Словарь микробиологии
Биометрия — (biometrics): автоматические методы, используемые для распознавания личности или подтверждения заявленной личности человека на основе физиологических или поведенческих характеристик. Источник: ФИНАНСОВЫЕ УСЛУГИ. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИНФОРМАЦИОННОЙ… … Официальная терминология
БИОМЕТРИЯ — Раздел вариационной статистики, с помощью методов которого производят обработку экспериментальных данных и наблюдений, а также планирование количественных экспериментов в биологических исследованиях Словарь бизнес терминов. Академик.ру. 2001 … Словарь бизнес-терминов
Биометрия
Вы будете перенаправлены на Автор24
Биометрия — это прикладная наука, которая использует методы математики и статистического анализа массовых явлений применительно к биологическим объектам (представителям всех царств живой природы).
Биометрия как область знания
Можно отметить тот факт, что в настоящее время понятие термина «биометрия» не до конца сформировано. Иногда его отождествляют с математической статистикой, вариационной статистикой в биологии. Это происходит потому, что в данных областях знаний используются такие методы как вегетационные и полевые опыты, агрономические наблюдения.
Постепенно биометрия превратилась в описательную науку точного характера, основанную на измерениях. Вследствие этого возникла необходимость в применении методов математической статистики для решения актуальных биологических задач.
Следует отметить тот факт, что биометрия преследует исключительно биологические цели, адаптируя методы математической статистики к специфике биологических исследований.
Предмет и методы биометрии
Предметом биометрии может служить любой биологический объект. В результате наблюдения за ним фиксируются некие количественные и качественные показатели. Методы биометрии применяются в опытном деле. Математические исследования необходимы для того, чтобы обеспечить правильную оценку объектов, имеющих различную и изменчивую природу.
Например, число зерен в колосьях одного и того же сорта пшеницы на одной и той же делянке может быть совершенно различным. Объективную информацию можно в подобном случае можно получить только при использовании результатов учета, анализа, определенной статистической обработки.
Варьирование – это свойство живых организмов отличаться друг от друга внутри однородной совокупности.
Готовые работы на аналогичную тему
Анализ варьирования является актуальным методом биометрии и отражает различия живых организмов в группе.
Среди вариационных признаков пшеницы можно отметить:
В зависимости от всех этих параметров формируются различные объемы урожая.
Все числовые выражения биологических признаков и изменения их величин, которые анализируются в биометрии, называются вариантами.
Все биометрические данные принято делить на два класса:
Ключевыми понятиями биометрии можно назвать:
Генеральная совокупность – это совокупность всех объектов (единиц), относительно которых предполагается делать выводы при изучении конкретной задачи.
Выборка – это часть генеральной совокупности элементов, которая охватывается экспериментом (наблюдением, опросом).
История биометрии
Как и любая другая наука, биометрия имеет богатую историю развития. Она возникла в 19 веке, но ее корни уходят еще в работы Декарта, который ввел понятие переменная величина. Также в 17 веке зародились такие науки, как:
Эти науки легли в основу создания теории выборочного метода. При этом основная задача исследователей сводилась к тому, чтобы доказать теоретическую часть выборки и судить о состоянии целой популяции организмов. Большие достижения в данной области были достигнуты А. Кетле. Он сформулировал вывод о том, что при помощи математических методов возможно выявить статистические закономерности, действующие в массовой среде.
Ученый Пирсон развивал учение о различные кривые распределения, которые встречаются в биологии. Он ввел в науку понятие среднего квадратичного отклонения. Сам термин «биометрия» в научном обиходе был использован Ф. Гальтоном. Ученый основал журнал «Биометрика» в 1901 году. 20 век дополнил эту область знаний математико-статистическими методами, а также биометрия стала использовать методику дифференциального и интегрального исчисления. Все эти методы применялись в ходе исследования численности организмов, даже группы патогенных особей.
Также большой вклад в развитие биометрии внесла теория «малой выборки». Она была обоснована В. Госсетом, который оперировал выборками небольшого объема и открыл закон применения к малым выборкам распределения среднего объема по этим выборкам.
Также существенный вклад в дальнейшее развитие биометрии Р.Э. Фишер, который разработал метод дисперсионного анализа и ввел в биометрию понятие «степень свободы». В России также большой вклад в развитие биометрии внесли А.В. Леонтович, А.И. Чупров, Н.А. Плохинский, Г.Ф. Лакин.
Многие ученые сегодня утверждают, что биометрия становится по своей сути биоматематикой. В настоящее время значительно возросла роль методов математической статистики в биологических исследованиях, агрономии. Возможности биометрии многократно увеличились благодаря компьютеризации и внедрению технологических инноваций во все области знаний.
Таким образом, биометрия является весьма перспективной областью междисциплинарного знания, она расширяет границы многих наук, взаимодействует с генетикой, медициной, селекцией и др., например, биометрия помогает генетике в процессе исследования механизма появления мутантных генов, приводящих к гибели животных.
Данные биометрии показывают, что доля аномальных генов у гетерозиготных генов значительно больше, чем у гомозиготных. Обнаружение таких генов начинается с изучения родословных животных в ряду поколений и проходит анализ генов у их близкородственных видов. Подобное синтетическое единство, находящееся внутри биологического знания, делает возможности науки более соответствующими современным запросам.
Генетика и биометрия
Вы будете перенаправлены на Автор24
Генетика – это наука о закономерностях наследственности и изменчивости.
Биометрия — это наука, которая основана на описании и измерении тела живых организмов.
Методы генетики и биометрии
Современная генетика для исследования механизмов изменчивости и наследования признаков использует ряд актуальных методов. К ним относят:
Что касается биометрии, то она основывается на законе больших чисел, теории вероятности, а также методах математической обработки данных. Как правило, в биометрии проводятся массовые измерения различных признаков организмов, а также популяций, биоценозов.
Основоположниками данной науки являются Л. Кетле (изучал основы научной антропометрии, а также витальной статистики, демографии), Г. Мендель (положил начало количественному изучению связи между признаками потомства и признаками родителей).
Сам термин «биометрия» в научном обиходе был использован Ф. Гальтоном. Ученый основал журнал «Биометрика» в 1901 году. Двадцатый век дополнил эту область знаний математико-статистическими методами, а также биометрия стала использовать методы дифференциального и интегрального исчисления. Все эти методы применялись в ходе исследования численности организмов и патогенных особей. Такое биометрическое направление основал Р. Росс. Этот ученый применил высшую математику к процессу изучения взаимодействия между численности населения людей и особей малярийного плазмодия, а также численностью комаров – переносчиков.
За последнее время биометрия сильно расширила собственную область знаний, поскольку появилась кибернетика, которая изучала в контексте биологии и медицины количественные закономерности живых систем, которые могут саморегулироваться.
Готовые работы на аналогичную тему
Связь биометрии и генетики
Ключевыми понятиями для биометрии можно назвать:
Генеральная совокупность – это совокупность всех объектов (единиц), относительно которых предполагается делать выводы при изучении конкретной задачи.
Выборка – это часть генеральной совокупности элементов, которая охватывается экспериментом (наблюдением, опросом).
Указанные параметры часто используются в генетике, поскольку процент наследования признаков в поколениях позволяет наглядно отследить механизм его формирования в ряду поколений. Таким образом биометрия наполняет генетику функциональным аппаратом, делает ее более обоснованной практически, позволяет снизить процент погрешности при анализе того или иного генетического явления и сделать его более объективным, а следовательно, ценным.
Что касается выборки, то она должна отвечать определенным требованиям и составляться по конкретным принципам. Способы вычисления определенных показателей выборки включают в себя: вычисление средней арифметической, среднего квадратичного отклонения, коэффициента изменчивости, статистических ошибок).
На развитие признаков животных организмов (также группы хозяйственно полезных) оказывают влияние наследственность, условия кормления, возраст животных, физиологическое содержание, естественный и искусственный отбор.
В биометрии и генетике часто используются конкретные средние величины, позволяющие понять специфику тех или иных измерений. Среди них:
Средняя арифметическая – это статистический параметр, который характеризует совокупность конкретного изучаемого признака.
В целом, этот параметр показывает значение признака, максимально характерного для совокупности животных. Вычисление средней арифметической сильно зависит от количества особей, выборка называется малочисленной, если она составляет до 30 особей. Более 30 особей составляют многочисленную выборку.
Средняя геометрическая применяется для изучения темпов роста среднего прироста особей в популяции за конкретный период времени.
Средняя квадратическая применяется для определения среднего диаметра эритроцитов, а также среднего объема ядра клетки.
Средняя гармоническая применяется при вычислении среднего уровня протекания какого-либо процесса.
Мода – это варианта, которая наиболее часто встречается в совокупности.
Медиана — это варианта, которая расположена в центре вариационного ряда и делит его на равные части. Значения уменьшаются и увеличиваются в зависимости от направления к медиане и от нее.
Биометрия помогает генетике, например, в процессе исследования процесса появления мутантных генов, приводящих к гибели животных. Данные биометрии показывают, что доля аномальных генов у гетерозиготных генов значительно больше, чем у гомозиготных. Обнаружение таких генов начинается с изучения родословных животных в ряду поколений и проходит анализ генов у их близкородственных видов.
Если ген аномалии имеет рецессивный тип, то при обследовании нескольких пометов доля аномальных будет составлять около 25 % от всех родившихся. Если ген имел доминантное наследование, то аномалия может присутствовать и проявляться уже у одного из родителей.
Также биометрия и генетика работают «вместе» при изучении генетических основ нервных заболеваний. С помощью биометрии было выяснено, что эпилепсия имеет полигенный характер наследования порогового типа. Липафусцикоз представляет собой форму полного идиотизма, и обуславливается рецессивным геном.
Подводя итог всему вышесказанному, можно сделать вывод о том, что биометрия и генетика являются перспективными областями знаний, которые могут решать большое количество актуальных научных и практических задач. Они находятся в своего рода синтетическом единстве и значительно расширяют возможности исследований в тех или иных отраслях биологического знания.