Studium und Lehre im Sommersemester 2003
Abteilung für Theoretische Biologie der Universität Bonn

Übersicht | Vorheriges Semester (Winter 02/03) | Nächstes Semester (Winter 03/04) | This page in English
Grundstudium
nachmittags 14-16h bzw. 16-18h
BIS, CIP-Pool
Mathematik in der Biologie II
Rechnerpraktikum
Projektblätter und MATLAB-Anleitungen zum Download
W. Alt und Mitarbeiter
Montags 11-13h
IZ, Hörsaal
Mathematik in der Biologie II
Anleitungen und Diskussionen zum Rechnerpraktikum
W. Alt
Seminare
Dienstags 17-19h
BIS, Raum 409
Schwarmdynamik und Vielteilchensystemen
Semesterplan + Literatur zum Seminar gibt es auch als PDF oder Postscript-Datei zum Herunterladen.
W. Alt und Mitarbeiter
2st, n. V.
IZ, Kursraum 4
Neuronale Steuerung von Bewegung und Orientierung T. Frontzek, H.-G. Heinzel, W. Alt
Mittwochs 17-19h
IZ, Gartensaal
Ringseminar im Studium Generale:
Was ist Entwicklung? Biologische und kulturelle Aspekte
A. Bartels, D. Lanzerath, D. Volkmann, H. Lyre, S. Perry, W. Alt
Praktika
Zeitgruppe II
26.05. - 27.06.2003
BIS, Raum 408
Modell-Simulationen in der Ökologie (halber Block) W. Alt d. J. Kreft
Sonderangebote
Mittwochs 12-14h
BIS, CIP-Pool
Biologisches Simulations-Studio W. Alt und J. Kreft

8162 Seminar: Schwarmdynamik und Vielteilchensystemen

Termin: Dienstags, 17-19h
Leitung:
Wolfgang Alt, Dieter Felix und Edith Geigant
Ort: BIS, Raum 408

Zielgruppe:Studierende der Biologie, Mathematik, Physik und Informatik.

Beschreibung:
Schwärme fesseln unsere Aufmerksamkeit: Seien es Starenschwärme im Herbst, riesige Sardinenzüge im Meer oder Ameisenstraßen, um nur einige der Beispiele zu nennen, die uns während des Seminars interessieren werden.

Zuerst werden wir fragen, wie sich diese Muster charakterisieren lassen, die unser Auge und Gehirn so einfach erkennt. Danach wird uns interessieren, welche Mechanismen zu Schwarmbildung führen können und wie andererseits zu enge Ballung verhindert wird. Dazu gibt es auch schöne mathematische Konzepte, nämlich Aggregation und Diffusion, die wir uns erarbeiten wollen. Ein häufig beobachtetes und für das Überleben wichtiges Phänomen ist die Patchbildung, deren Entstehung wir erklären wollen.

Breiten Raum wird die ausführliche Diskussion von Beispielen einnehmen. Neben den oben erwähnten Vögeln, Fischen und Ameisen werden dies auch Bewegungsmuster von Myxobakterien sein, für deren "Rippling" (Wellenmuster) in letzter Zeit interessante Erklärungen vorgeschlagen wurden, sowie die Aggregation von Dictyostelium. Zu einigen dieser Beispiele können auch Simulationsmodelle untersucht werden.

Auf einer abstrakteren physikalischen Ebene kan man Schwärme als eine Klasse von Vielteilchensystemen betrachten. Die für Schwärme erarbeiteten Prinzipien wollen wir auf molekularer Ebene anwenden: durch spezifische Wechselwirkungen entstehen Konfigurationen von Biomolokülen bzw. Aggregate aus Biopolymeren, die charakteristische Muster zeigen. Hierbei wollen wir als weiteres allgemeines Konzept, neben der Diffusion, chaotisches Verhalten in solchen Systemen vorstellen.

Einführende Literatur:
J. Parrish, M. Hamner: Animal groups in three dimensions, Cambridge University Press, 1997.
A. Okubo: Diffusion and Ecological Problems: Mathematical Models; Springer, 1980

Kontakt:Wolfgang Alt, Dieter Felix und Edith Geigant, Abteilung Theoretische Biologie, Kirschallee 1, 53115 Bonn
Tel: 73-5577 (Alt), 73-2085 (Felix), 73-5541 (Geigant)
e-mail:wolf.alt@uni-bonn.de, dfelix@uni-bonn.de, edith.geigant@uni-bonn.de

Vorbesprechung: Dienstag, 22.4.2003

zum Seitenanfang

8178 Seminar: Neuronale Steuerung von Bewegung und Orientierung

Termin: 2 st, kompakt als Blockseminar an zwei ganzen Tagen, nach Vereinbarung am Semesterende oder an den ersten beiden Tagen der Semesterferien
Leitung: Thomas Frontzek, Hans-Georg Heinzel,
Wolfgang Alt
Ort: IZ, Kursraum 4

Zielgruppe:Die 8 Teilnehmer des Blockpraktikums "Neurophysiologie der Bewegung" sowie Biologie-Studierende mit Interesse an der Modellierung biologischer Phänomene. Dazu Studierende mit Nebenfach Biologie, insbesondere aus Informatik, Mathematik, Physik oder aus anderen Naturwissenschaften.

Kurzbeschreibung:
Die drei Gegenstände des Seminars sind die Erzeugung rhythmischer Bewegungen, die Fortbewegung und die Orientierung im Raum. Am Beispiel von einfachen neuronalen Systemen wirbelloser Tiere wollen wir zunächst die neurophysiologischen Grundlagen von biologischen neuronalen Netzwerken kennenlernen, die im Dienste der Erzeugung von rhythmischen Bewegungen stehen. Mit Methoden der Neuroinformatik sollen diese Netzwerke dann modelliert werden und die Fähigkeit dieser Modelle für die Prädiktion der realer biologischen Rhythmen diskutiert werden. Bei Koordination mehrerer rhythmischer Bewegungen, nämlich der Beinbewegungen laufender Arthropoden, werden wiederum zunächst die neurobiologischen Grundlagen am Beispiel von laufenden Hummern vorgestellt. Danach wird besprochen, wie diese Erkenntnisse in einem realen Modell, einem biomimetischen Robotor umgesetzt wurden. Die höchste Form der Bewegung ist die orientierte Fortbewegung im Raum. Auch hier werden zunächst die Orientierungsleistungen z.B. von laufenden Wüstenameisen vorgestellt und danach theoretischen Vorstellungen und Simulationsmodelle über die Funktionsweise dieser Orientierungsleistung, sowie die experimentelle Realisierung in einer Laufmaschine.

Vorbesprechung:Mittwoch, 12.2.2003, 13.15h
gemeinsam mit der Platzvergabe zum Blockpraktikum "Neurophysiologie der Bewegung"
Teilnehmerzahl: bis 15

zum Seitenanfang

8161 Ringseminar im Studium Generale: Was ist Entwicklung? Biologische und kulturelle Aspekte

Termin: Mittwochs, 17-19h
Leitung: Andreas Bartels, Dirk Lanzerath, Dieter Volkmann, Holger Lyre, Steven Perry,
Wolfgang Alt
Ort: IZ, Gartensaal

Zielgruppe:interessierte Studierende und Mitarbeiter aus den Natur- und Geisteswissenschaften

Kurzbeschreibung:
Der Begriff der Entwicklung und mit ihm verwandte Begriffe wie Evolution und Entstehung sind nicht nur zentrale Termini der Biologie, sondern auch der Geisteswissenschaften. In diesem Seminar soll das Phänomen der Entwicklung und seine theoretische Beschreibung in (mindestens) vierfacher Hinsicht untersucht und diskutiert werden: erstens im Zusammenhang biologischer Kontexte (Lebensentstehung, Evolutionstheorie, Tier-Mensch-Übergang), zweitens hinsichtlich wissenschaftstheoretischer Fragen zur Biologie (Kritik am Begriff der Fitness und an der synthetischen Theorie), drittens im Kontext von Sprach- und Musikentwicklung und viertens im Zusammenhang künstlicher Züchtung und Gentechnologie. Organisiert als interdisziplinäres Ringseminar der Fächer Biologie und Philosophie, steht die Veranstaltung im Rahmen des Studium Generale grundsätzlich allen Studierenden offen. Einige Sitzungen werden zudem durch Vorträge auswärtiger Gastreferenten bestritten.

Programm: www.uni-bonn.de/~lyre/ringsem.htm

Beginn: 23. April 2003
Teilnehmerzahl: offen

zum Seitenanfang

8121 Blockpraktikum: Modell-Simulationen in der Ökologie
halber Block, Ökumblock

Termin: 2. Zeitgruppe (26.05. - 27.06.2003)
Leitung:
Wolfgang Alt durch Jan Kreft

Kurzbeschreibung: Grundlegende Konzepte der Ökologie sollen anhand mathematischer Modelle erarbeitet werden. Um diese Modelle verstehen zu lernen, werden wir uns vom Computer helfen lassen und die Populationsdynamik im Rechner simulieren. Formulieren und Analysieren von Modellen sowie Programmierkenntnisse werden dabei vermittelt. Als Themen sind Räuber-Beute Beziehungen, Konkurrenz, Kooperation, Chaos, und Artenvielfalt geplant. Wünsche von Teilnehmern können dabei berücksichtigt werden.

Vorkenntnisse und Voraussetzungen:Vordiplom/Zwischenprüfung, Grundkenntnisse in Mathematik, Programmieren und Ökologie wären nützlich, geringere Vorkenntnisse erfordern ein entsprechend stärkeres Engagement.

Ort der Blockplatzvergabe: BIS, Raum 408
Bedingungen für die Scheinvergabe: Bearbeitung der Projekte und Anfertigung der Protokolle sowie Einführungs-Referat bzw. Abschluss-Präsentation.
Teilnehmerzahl: 12

zum Seitenanfang

8074 Biologisches Simulations-Studio:
Präsentationen mit Interaktion am Rechner

Reinschnuppern in die Theoretische Biologie mit dem Angebot praktischer Rechnerübungen
(im Hauptstudium evtl. als Laborblock anrechenbar)

Termin: Mittwochs, 12-14h
Leitung:
Wolfgang Alt und Jan Kreft

Kurzbeschreibung: In diesem "Simulations-Studio" stellen wir als Dozenten charakteristische Beispiele von Simulationsmodellen aus der Ökologie, Biotechnologie, Neurophysiologie, Zellbiologie, molekularen Genetik und Evolutionsbiologie vor, speziell haben wir in diesem Semester die folgenden Themen vorgesehen:

Nach der Präsentation einiger typischer Simulationsläufe wird dann den Teilnehmern die Gelegenheit gegeben, selbst an den Rechner-Arbeitsplätzen des 'Soennecken'-CIP-Pools interaktiv weitere Simulationen durchzuführen. Es bleibt dann eventuell auch Zeit für eine Diskussion der 'experimentellen' Ergebnisse. Die angegebene Zeit von 2 SWS sollte ausreichen, um in dieses fachübergreifende Arbeitsgebiet der Theoretischen Biologie 'hineinzuschnuppern'. Wer Interesse an einer Ausdehnung oder Weiterführung der praktischen Rechnerübungen hat, kann dies etwa im Rahmen eines Laborblocks während des Semesters oder auch später realisieren (siehe unten).

Vorkenntnisse und Voraussetzungen: Grundkenntnisse in Mathematik und Statistik (etwa Anfängervorlesung) sowie Bereitschaft zum "Experimentieren am Rechner"

Bedingungen für die Scheinvergabe (für Biologie-Diplom im Hauptstudium):
Um einen "Teilnahmenachweis" als Laborblock zu erhalten, wird erwartet: Durchführung und Erweiterung einiger der im Studio behandelten Simulationsprojekte (im Umfang von 8 - 10 SWS), Anfertigung von Projekt-Protokollen, Präsentation der Ergebnisse am Rechner.

Ort: "Soennecken"-CIP-Pool, Raum A, Kirschallee 1 (1. Stock)
Beginn: Mi, 23.04.03
Anmeldung und weitere Informationen bei: Wolfgang Alt (Tel. 73-5577, wolf.alt@uni-bonn.de) , Jan Kreft (Tel. 73-2081, kreft@uni-bonn.de)

zum Seitenanfang