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:

 

Свидерский В.Л., Меншуткин В.В., Умнов А.А. Нервные механизмы полета саранчи: опыт моделирования системы контролирующей полет // В кн.: Физиология и биохимия беспозвоночных (Ред. Kрепс E.M.) Наука, Ленинград, 1968. С. 110-117.

Крогиус Ф.В., Крохин Е.М., Меншуткин В.В. Сообщество пелагических рыб озера Дальнего (Камчатка). Опыт кибернетического моделирования, 1969.

Винберг Г.Г., Меншуткин В.В. Значение математического моделирования для разработки научных основ рационального использования биологических ресурсов пресных вод // В кн.: Проблемы долгосрочного планирования биологических исследований. Зоология. Изд. ЗИН РАН, Ленинград, 1974. С. 25-44.

Меншуткин В.В. Опыт имитации эволюционного процесса на вычислительной машине // Журн. эвол. биохим. и физиол., 15(5), 1977. С. 545-555.

Казанский А.Б. Исследование сообщества рыб Цимлянского водохранилища с помощью математической модели. Вопросы ихтиологии, 22(3), 1982 С. 355–364.

Меншуткин В.В., Ащепкова Л.Я. Моделирование процесса эволюции байкальских гаммарид // В кн.: Долгосрочное прогнозирование состояния экосистем. Наука, Новосибирск, 1988. С. 198-214.

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

Старобогатов Я.И., Левченко В.Ф. Экоцентрическая концепция макроэволюции // Журн. общ. биологии, № 4, 1993. С. 389–407.

Левченко В.Ф. Модели в теории биологической эволюции (монография). СПб, «Наука», 1993. – 384 c.

 

Меншуткин В.В. Аналогия закономерностей биологической и технической эволюции. // В кн.: Теоретические проблемы экологии и эволюции. Вторые Любищевские чтения. Интер-Волга, Тольятти, 1995.  С. 67-72.

Интегрированное управление водными ресурсами Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Опыт создания системы поддержки принятия решений. (под  ред. В.В. Меншуткина). СПб., 2001. – 420 с.

Левченко В.Ф., Меншуткин В.В., Гришман З.М. Опыт создания системы поддержки принятия решений // Интегрированное управление водными ресурсами Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Опыт создания системы поддержки принятия решений. СПб, 2001. С. 309-333.

Астраханцев Г.П., Меншуткин В.В., Петрова Н.А., Руховец Л.А. Моделирование экосистем больших стратифицированных озер. «Наука», СПб, 2003.\

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

Левченко В.Ф. Эволюция биосферы до и после происхождения человека. СПб, «Наука», 2004. – 168 с.

Левченко В.Ф., Меншуткин В.В. Попытка компьютерного моделирования эволюции человеческого общества // Журн. эвол. биохим. и физиол., 45(2), 2009. С. 251–261.

Меншуткин В.В. Искусство моделирования. Физиология, экология, эволюция. Изд. КНЦ РАН, 2010. – 416 с.

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.1. 2010, №2. С. 51-57, Ч.2. 2010, №3. С. 83-88.

Меншуткин В.В., Левченко В.Ф. Модель развития науки на примере лимнологии. // Журн. эвол. биохим. и физиол., 46 (6), 2010. С. 23-33.

Левченко В.Ф. Три этапа эволюции жизни на Земле. Lamberet Academic Publishing, 2011 – 184 с.

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

Меншуткин В.В. Эссе об эволюции сложных систем (с лирическими отступлениями). Петрозаводск, 2012. – 136 c.

Сабиров М.А. Моделирование временной и локальной пространственной изменчивости смешанных поселений Мytilus edulis и  Мytilus trossulus // Журн. эвол. биохим. и физиол., №1, 2014. С. 80-82.

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

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. C. 153-175.

Меншуткин В.В. Евгений Михайлович Крепс – человек и эволюционист // в кн. Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук: страницы истории / под ред. М.Л. Фирсова, А.О. Шпакова – СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2016. – 700 с.

Меншуткин В.В., Филатов Н.Н. Модель подледной экологической системы озера, основанная на применении клеточных автоматов // Труды Карельского научного центра РАН. Лимнология. №5, 2016. С. 76-87.

Яблоков А.В., Левченко В.Ф., Керженцев А.С.  Очерки биосферологии. 3. О гармонизации взаимоотношений человека и биосферы. Philosophy and Cosmology, 2017, vol. 18. С. 52-83.

Яблоков А.В., Левченко В.Ф., Керженцев А.С. О концепции «управляемой эволюции» как альтернативе концепции «устойчивого развития. Теоретическая и прикладная экология №2, 2017. С. 46-51.

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, P. 751-759.

Levchenko V., Evdokimov I., Grishman Z., Menshutkin V., Uralsky V. The Databases on the Ecological Conditions of the Water Ecosystem of the East Part of Finnish Gulf (St-Petersburg Region) // Proceeding of ISEE95 Сonference, 1995.

Starushenko L.I., Kazansky A.B. Introduction of Mullet Haader (Mugil so-iuy Basilewsky) into the Black Sea and the Sea of Azov. – Studies and Reviews, General Fisheries Council for the Mediterranean, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, May, 1996, No. 67, 29 pp.

Levchenko V.F., Khartsiev V.E. “The Life Demon” and Auto–regulation of Evolutionary Process. International Journal of Computing Anticipatory Systems (Belgium), 2000, V. 10. P. 31–44.

Levchenko V.F. New Informational Stage of the Biosphere Evolution. Ethno-Population, Ethno-Species, Ethno-Ecosystems // Computing Anticipatory Systems. Abstract Book. Published by CHAOS. Symposium 7. Liege, 2003. P. 5.

Kazansky A.B. Planetary Bootstrap: A Prelude to Biosphere Phenomenology, In: D.Dubois (Ed.) Computing Anticipatory Systems. CASYS-2003, - AIP Conference proceedings, American Institute of Physics, New York, 2004, P. 445-450.

Holloway D.M., Harrison L.G., Kosman D., Vanario-Alonso C.E., Spirov A.V. Analysis of pattern precision shows that Drosophila segmentation develops substantial independence from gradients of maternal gene products Dev. Dyn., 235(11), 2006: 2949-60. Ссылка

Surkova S., Kosman D., Kozlov K., Manu M., Myasnikova E., Samsonova A.A., Spirov A.V., Vanario-Alonso C.E., Samsonova M., Reinitz J. Characterization of the Drosophila segment determination morphome. Dev. Biol., 313(2), 2008. Ссылка

Lopes F.J., Vieira F.M., Holloway D.M., Bisch P.M., Spirov A.V. Spatial bistability generates hunchback expression sharpness in the Drosophila embryo. PLoS Comput. Biol., 4(9), 2008. Ссылка

Manu  M., Surkova S., Spirov A.V., Gursky V.V., Janssens H., Kim A.R., Radulescu O., Vanario-Alonso C.E., Sharp D.H., Samsonova M., Reinitz J. Canalization of Gene Expression in the Drosophila Blastoderm by Gap Gene Cross Regulation PLoS Biol., 7(3), 2009. Ссылка

Manu  M., 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., 5(3), 2009. Ссылка

Spirov A.V., 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, 136(4). Ссылка

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 proceedings, American Institute of Physics, New York, 2010, P. 297-306.

Levchenko V.F., Kazansky A.B., Sabirov M.A., E.M. Semenova Early Biosphere: Origin and Evolution in: “The Biosphere” Edited by Natarajan Isshwaran. – InTech – 2012. Ссылка

Lopes F.J., Spirov A.V., Bisch P.M. The role of Bicoid cooperative binding in the patterning of sharp borders in Drosophila melanogaster. Dev. Biol., 370(2), 2012. Ссылка

Levchenko V.F. Living Systems are “Cooperons”/ International Journal of Computing Anticipatory Systems, V. 29, 2014, CHAOS, Liège, Belgium, P. 157 – 163.

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., 12(2), 2014. DOI: 10.1142/S0219720014410091 Ссылка

Kazansky A.B. Agential Anticipation in Central Nervous System. In: M.Nadin (ed.), Anticipation: Learning from the Past. – Springer International Publishing Switzerland, Cognitive Systems Monographs, Vol. 25, 2015, P. 101-112.

Holloway D.M., Spirov A.V. Mid-embryo patterning and precision in Drosophila segmentation: Krüppel dual regulation of hunchback. PLoS ONE, 10(3), 2015. Ссылка

Spirov A.V., Myasnikova E.M., Holloway D.M. Sequential construction of a model for modular gene expression control, applied to spatial patterning of the Drosophila gene hunchback. JBCB, 2016. Ссылка

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