Was ist Theoretische Biologie?
Theoretische Biologie an der Universität Bonn

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Die Theoretische Biologie sucht nach charakteristischen Ordnungsprinzipien in der Vielfalt der biologischen Phänomene, indem sie die organisatorische Dynamik lebender Systeme auf formale Art und Weise beschreibt. Sie hat nicht nur ein tieferes Verständnis singulärer Phänomene gebracht, sondern auch neue Ansatzpunkte für die Suche nach Antworten auf die fundamentalen Fragen der Biologie: Was ist Leben? Wie haben sich die Organismen entwickelt?

Die Theoretische Biologie hat ihre Wurzeln in den Zeiten der Aufklärung. Dennoch begann sie erst im 20. Jahrhundert aufzublühen. Johannes Reinke, Julius Schaxel und Jakob von Uexküll formulierten erstmals das Konzept der Theoretischen Biologie. In den Zwanziger und Dreißiger Jahren des 20. Jahrhunderts schufen Fisher, Haldane, Lotka, Volterra, von Bertalanffy und andere die Basis einer modernen, mathematisch orientierten Theoretischen Biologie. Sie entwickelten Populationsgenetik, Populationsökologie und allgemeine Systemtheorie. Heute hat diese mathematisch orientierte Theoretische Biologie Eingang in nahezu jedes Gebiet der Biologie gefunden.

Obwohl die Theoretische Biologie ein eigenständiges Fach ist, steht sie im engen Dialog mit der experimentellen biologischen Forschung. Im Gegensatz zu dieser verwendet sie die Mathematik als ihre Sprache und Computer als ihre wichtigsten Werkzeuge - sehr ähnlich der Theoretischen Physik, die während ihrer Entwicklung einige wichtige Impulse gab. Computer helfen, indem sie Simulationen ermöglichen, sehr komplexe Vorgänge intuitiv zu verstehen und ergänzen so die mathematische Analyse vereinfachter Modelle. Außerdem beschäftigt sich die Theoretische Biologie mit philosophischen und epistemologischen Fragen. Die präzise Definition biologischer Begriffe und die Charakterisierung von Kognition unter Verwendung von formaler Systeme sind fundamentale Aufgaben der Theoretischen Biologie heute und in der Zukunft.

Die Theoretische Biologie ist natürlich ein interdisziplinäres Fach. Sie findet neue Ideen in anderen Disziplinen und unterstützt diese durch Quantifizierung und Präzisierung. Daher entwickelt sie sich zu einer generellen und extensiven strukturellen Wissenschaft organisierter Systeme, die eines Tages in der Lage sein könnte, strukturelle Ähnlichkeiten zwischen physiko-chemischen, biologischen, ökonomischen und sozialen Systemen aufzuzeigen.

An der Universität Bonn hat die Theoretische Biologie von 1986 bis 2012, also für einen Zeitraum von 26 Jahren, als Abteilung des Botanischen Instituts (ab 2003 des IZMB) exisitiert. Theoretische Biologie war Hauptfach im Biologie-Diplom sowie Promotionsfach der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät und ist nunmehr aufgegangen in das neue Fach Computational Life Sciences.

Siehe auch den Bericht: 25 Jahre Theoretische Biologie (pdf) und Sonderband Nr. 14 der ECMTB (pdf)