Лаборатория моделирования эволюции

Заведующий лабораторией — д.б.н. Владимир Федорович Левченко

Лаборатория моделирования эволюции была основана в 1992 г. профессором Владимиром Васильевичем Меншуткиным. Ее сотрудники занимаются, главным образом, моделированием и теоретическими разработками в биологии и физиологии. Основная область исследований лаборатории – выявление закономерностей биологической эволюции. выяснение роли биоты и факторов среды в эволюции биосферы, а также изучение закономерностей онтогенеза с использованием методов компьютерного и математического моделирования. Одной из последних работ лаборатории является глава “Early Biosphere: Origin and Evolution” в книге “Biosphere” (InTech, 2012, ISBN 978-953-51-0292-2).

Владимир Васильевич Меншуткин (CV) – главный научный сотрудник, профессор, доктор биологических наук, работает в Институте с 1965 года. Основное направление исследований – имитационное моделирование процессов функционирования сложных экосистем, а также эволюции. Автор около 250 научных публикаций, в том числе 12 монографий, три из которых опубликованы на иностранных языках. Работа «Сообщество пелагических рыб озера Дальнего (Камчатка). Опыт кибернетического моделирования» удостоена Государственной премии СССР за 1971 год. В 2006 году В. В. Меншуткин награжден медалью имени акад.Карпинского за разработку компьютерных моделей в области экологии и природопользования. Последние монографии В. В. Меншуткина: «Искусство моделирования (физиология, экология, эволюция) «, 2010, 416 стр. и «Эссе об эволюции сложных систем» 2012. 136 стр.

эссе об эволюции

Владимир Федорович Левченко (CV) – заведующий лабораторией, доктор биологических наук. До перехода в ИЭФБ в 1984 г. работал астрофизиком в ФТИ. Область научных интересов – эволюция биосферы, жизнь во Вселенной, кибернетика. Автор около двухсот научных публикаций и 4-х монографий, одна из которых – «Три этапа эволюции биосферы» – издана в 2011 г. в Германии. Две статьи В. Ф. Левченко были удостоены премии «Лучшая научная работа» (2003, 2011 гг). международным научным обществом ‘CASYS’ (Лиеж, Бельгия), основанным И. Пригожиным и Р. Розеном. Автор нескольких теоретических разработок в области экологии и эволюции: лицензионно-симбиотическая модель эволюции экосистем, концепция этноэкосистем, модель физической эволюции биосферы, концепция кооперонов и др. Член Санкт-Петербургского общества естествоиспытателей, Санкт-Петербургского союза журналистов, и нескольких иностранных научных обществ.

три этапа эволюции

Александр Борисович Казанский (CV) – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник. Область научной деятельности: имитационное моделирование динамики и эволюции сообществ рыб, разработка теоретической модели эволюции, учитывающей совместную эволюцию организмов и среды, исследование эволюции биосферы, биокибернетика. А. Б. Казанский – автор около ста публикаций. Три работы были удостоены премии «Лучшая научная работа» (‘CASYS’, Лиеж, Бельгия, 2003, 2009, 2011 гг.). Несколько публикаций посвящены анализу гипотезы Геи Джеймса Лавлока. А. Б. Казанский – действительный член Русского Географического Общества, является руководителем междисциплинарного семинара им. В. И. Вернадского (секция СПб. Общества Естествоиспытателей).

Александр Владимирович Спиров (CV) – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник. Около 10 лет работал в США в Госуниверситете штата Нью-Йорк в Стоуни Бруке. Область научной деятельности связана с компьютерным моделированием функционирования и эволюции генных сетей (современная системная биология) и включает разработку моделей на основе литературных и собственных экспериментальных данных. А. В. Спиров является со-руководителем проекта, поддержанного Национальными институтами здоровья США. Проект направлен на теоретическое и экспериментальное изучение сети сегментации дрозофилы. Автор более ста публикаций. Три его публикации в материалах международных конференций были удостоены сертификатов «Лучшая публикация». А. В. Спиров с коллегами – финалист 2010 г. в конкурсе «Drosophila Image Award», проводимого Drosophila Board (Genetics Society of America).

Марат Авхатович Сабиров (CV) – магистр, закончил аспирантуру ИЭФБ в 2013 г., младший научный сотрудник. Работает в области моделирования динамики популяций гидробионтов. В рамках темы, разработал компьютерную модель для исследования популяционной динамики двустворчатого моллюска Mytilus sp., используя экспедиционные материалы. Среди научных интересов – проблемы эволюционной оптимизации, искусственной жизни и искусственного интеллекта.

Елена Вячеславовна Головнева – младший научный сотрудник, математик, занимается статистической и математической обработкой биологических данных.

Владимир Константинович Фомин – программист, инженер, специалист по компьютерам, Юниксу, телекоммуникациям.

телефон: (812) 552-32-19, факс: (812) 552-32-19
электронная почта:
lew@iephb.nw.ru

Наиболее значимые публикации сотрудников лаборатории:

 

В.Ф. Левченко

Монографии:

Левченко В.Ф. Эволюция биосферы до и после появления человека. СПб, «Наука», 2004. –166 с.

Левченко В.Ф. 2012. Биосфера: этапы жизни (эволюция частей и целого). СПб, ISVOE, 264 с.

Статьи:

Левченко В.Ф О функциональной организации живых систем: коопероны // в сб. Пятнадцатое Всероссийское Совещание с международным участием и восьмая Школа по эволюционной физиологии. Сборник материалов. Санкт-Петербург, 17–22 октября 2016 г. — СПб.: ВВМ, 2016. — 293 с. (с. 136-137)

А.В. Яблоков, В.Ф. Левченко, А.С. Керженцев Преодолимы ли трудности перехода антропосферы в ноосферу? «Биосфера», 2016, т. 8, № 3, с 247-257

А.В. Яблоков, В.Ф. Левченко, А.С. Керженцев. Очерки биосферологии. 2. биосфера как живая система. (Об особенностях эволюционного процесса на биосферном уровне). Philosophy & Cosmology 2016 (Vol. 17), с. 153-175.

Яблоков А.В., Левченко В.Ф., Керженцев А.С. Очерки биосферологии.1. Выход есть: переход к управляемой эволюции биосферы. Philosophy & Cosmology. 2015, vol. 14, –c. 91 – 117.

Vladimir F. Levchenko, Alexander B. Kazansky, Marat A. Sabirov & Eugenia M. Semenova. Early Biosphere: Origin and Evolution // The Biosphere, InTech Open Access publisher, 2012, ISBN 979-953-307-504-3 (edited by Dr. Natarajan Ishwaran, Director, Division of Ecological and Earth Sciences, UNESCO), (глава коллективной монографии на англ. яз.). 2012, pp. 3–32.

Levchenko V.F. The Origin of Biosphere // International Journal of Computing Anticipatory Systems (Belgium), 2010, v. 25. pp. 40-48  

Левченко В.Ф., Котолупов В.А. 2010. Уровни организации живых систем: коопероны. Журн. эвол. биохим. и физиол., том 46, № 6, сс. 84 – 92.

Левченко В.Ф,  Происхождение жизни и биосферы  – единый процесс // Чарльз
Дарвин и современная биология. – Сб. трудов Международной научной
конференции. – СПб.: Нестор-История, 2010, C.. 338 – 347

А.Б. Казанский

Казанский А.Б. Реализация процессов саморегуляции в биологических организмах посредством перестройки замкнутых циклов воспроизводства компонент и ограничительных связей // в сб. Пятнадцатое Всероссийское Совещание с международным участием и восьмая Школа по эволюционной физиологии. Сборник материалов. Санкт-Петербург, 17–22 октября 2016 г. — СПб.: ВВМ, 2016. — 293 с. (с. 100

Казанский А.Б. Исследование сообщества рыб Цимлянского водохранилища с помощью математической модели.- Вопросы ихтиологии, 1982, т. 22, вып. 3, с. 355–364.

Kazansky A.B., Mikhajlov V.V. An ecosystem model for fish rearing in lakes. In: Proceedings of the Fourth International Symposium on Biology and Management of Coregonid Fishes, Quebec, Canada.- Polish Archives of Hidrobiology 1992, vol. XXXIX, pp. 751-759.

Казанский А.Б. Имитация фенетической изменчивости популяций рыб методом эволюционного моделирования. – В кн.: Математическое моделирование сложных биологических систем.- М.Наука, 1988, с. 80-88.

Казанский А.Б. Эволюция биосферы: Самораскрытие через само-созидание. Экогеософский Альманах, Санкт-Петербург – Донецк, 2003, вып. 4-5, с. 182-204.

Kazansky A.B. Planetary Bootstrap: A Prelude to Biosphere Phenomenology, In: D.Dubois (Ed.) Computing Anticipatory Systems. CASYS’03 – Sixth International Conference, Liege, Belgium, 2003, - AIP Conference proceedings 718,  American Institute of Physics, New York,  2004, pp. 445-450. (Best paper award).

Казанский А.Б. Расширенное понимание механизмов наследования и естественного отбора: конструирование экологических ниш и стигмергия. //Чарльз Дарвин и современная наука. – Сб. трудов Международной научной конференции. – СПб: Нестор-История, 2010. С. 782-789.

Казанский А.Б. Модели организационно замкнутых систем и контуры развития новых подходов в области искусственного интеллекта и когнитивной науки. — Наука и технологии в промышленности. Ч.I .2010, №2. С. 51-57, Ч.2 .2010, №3. С. 83-88.

Kazansky A.B. Bootstrapping of Life through Holonomy and Self-Modification. // Computing Anticipatory Systems: Proceedings of the Ninth International Conference on Computing Anticipatory Systems, edited by D.M. Dubois, AIP Conference Proceeding, Melville, NewYork: American Institute of Physics, 2010, V. 1303. P. 297-306. (Best paper award).

HollowayD.,B., KazanskyA.B. and .SpirovA.V. Complexification of GeneNetworks by Coevolution of Genomes and GenomicParasites. In.: Proceedings of the 4th International Joint Conference on Computational Intelligence, 2012, p.238-244. DOI: 10.5220/0004170802380244 Copyright c SciTePress

Kazansky A.B. Agential Anticipation in Central Nervous System. In: M.Nadin (ed.), Anticipation: Learning from the Past. – Springer International Publishing Switzeland, Cognitive Systems Monographs, Vol 25, 2015, pp. 101-112. DOI 10.1007/978-3-319-19446-2_6

 

М.А. Сабиров

Сабиров М.А., Андреева Ю.В., Панов А.А., Углова Н.Н. Спектральный анализ мок: предварительные результаты // в сб. Пятнадцатое Всероссийское Совещание с международным участием и восьмая Школа по эволюционной физиологии. Сборник материалов. Санкт-Петербург, 17–22 октября 2016 г. — СПб.: ВВМ, 2016. — 293 с. (с. 208-209)

Vladimir F. Levchenko, Alexander B. Kazansky, Marat A. Sabirov and Eugenia M. Semenova. Early Biosphere: Origin and Evolution // "The Biosphere", 2012, pp. 3-32. ISBN 978-953-51-0292-2.

Сабиров М.А. Моделирование временной и локальной пространственной изменчивости смешанных поселений Мytilus edulis и  Мytilus trossulus // ЖЭБФ. 2014 №1 С. 80-82

Zagrijchuk E.A., Sabirov M.A., Holloway D.M., Spirov A.V. In silico evolution of the hunchback gene indicates redundancy in cis-regulatory organization and spatial gene expression // J. Bioinform. Comput. Biol. 2014, Vol. 12, 1441009. DOI: 10.1142/S0219720014410091

 

А.В. Спиров

  1. Surkova S, Kosman D, Kozlov K, Manu, Myasnikova E, Samsonova AA, Spirov A, Vanario-Alonso CE, Samsonova M, Reinitz J. Characterization of the Drosophila segment determination morphome. Dev Biol. 2008 Jan 15;313(2):844-62. Epub 2007 Nov 4.
  2. Spirov A, Fahmy K, Schneider M, Frei E, Noll M, Baumgartner S. Formation of the bicoid morphogen gradient: an mRNA gradient dictates the protein gradient. Development. 2009 Feb;136(4):605-14. doi: 10.1242/dev.031195.
  3. Manu, Surkova S, Spirov AV, Gursky VV, Janssens H, Kim AR, Radulescu O, Vanario-Alonso CE, Sharp DH, Samsonova M, Reinitz J Canalization of Gene Expression in the Drosophila Blastoderm by Gap Gene Cross Regulation PLoS Biol. 2009 Mar;7(3):e1000049. doi: 10.1371/journal.pbio.1000049. Epub 2009 Mar 10.
  4. Manu, Surkova S, Spirov AV, Gursky VV, Janssens H, Kim AR, Radulescu O, Vanario-Alonso CE, Sharp DH, Samsonova M, Reinitz J.. Canalization of Gene Expression and Domain Shifts in the Drosophila Blastoderm by Dynamical Attractors. PLoS Comput Biol. 2009 Mar;5(3):e1000303. doi: 10.1371/journal.pcbi.1000303. Epub 2009 Mar 13.
  5. Holloway DM, Harrison LG, Kosman D, Vanario-Alonso CE, Spirov AV. Analysis of pattern precision shows that Drosophila segmentation develops substantial independence from gradients of maternal gene products Dev Dyn. 2006 Nov;235(11):2949-60.
  6. Lopes FJ, Vieira FM, Holloway DM, Bisch PM, Spirov AV Spatial bistability generates hunchback expression sharpness in the Drosophila embryo. PLoS Comput Biol. 2008 Sep 26;4(9):e1000184. doi: 10.1371/journal.pcbi.1000184.
  7. Lopes FJ, Spirov AV, Bisch PM. The role of Bicoid cooperative binding in the patterning of sharp borders in Drosophila melanogaster. Dev Biol. 2012 Oct 15;370(2):165-72. doi: 10.1016/j.ydbio.2012.07.020. Epub 2012 Jul 25.
  8. Zagrijchuk EA, Sabirov MA, Holloway DM, Spirov AV. In silico evolution of the hunchback gene indicates redundancy in cis-regulatory organization and spatial gene expression. J Bioinform Comput Biol. 2014 Apr;12(2):1441009. doi: 10.1142/S0219720014410091. Epub 2014 Mar 25.
  9. Spirov AV, Zagriychuk EA, Holloway DM. Evolutionary Design of Gene Networks: Forced Evolution by Genomic Parasites. Parallel Process Lett. 2014 Jun;24(2). pii: 1440004.
Левченко Владимир Федорович д.б.н.

Заведующий лабораторией

lew@iephb.nw.ru(812) 552-32-19
Меншуткин Владимир Васильевич д.б.н. проф.

главный научный сотрудник

Спиров Александр Владимирович к.б.н.

старший научный сотрудник

Казанский Александр Борисович к.б.н.

старший научный сотрудник

Сабиров Марат Авхатович к.б.н.

младший научный сотрудник

Головнева Елена Вячеславовна

младший научный сотрудник