Məlumat

Uğurlu yeni ekosistem inteqrasiyasının nümunələri hansılardır?

Uğurlu yeni ekosistem inteqrasiyasının nümunələri hansılardır?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Yeni ekosistemlərin becərilməsi, əvvəllər xüsusi maraq qrupları tərəfindən konseptual olaraq mənimsənildiyinə görə aşağı salınsa da, iqlim dəyişikliyinə uyğunlaşmaq və ya sadəcə daha dayanıqlı əkinçilik təcrübələri yaratmaq üçün lazım ola bilər.

Yeni ekosistem inkişafının uğurlu müasir nümunələri hansılardır?


Hələ burada niyyətin nədən ibarət olduğuna 100% əmin deyiləm, amma düşünürəm ki, icma məclis qaydalarına baxmalısınız. Əsas (universal və ya ümumiyyətlə qəbul edilməyən) fikir, "müvəffəqiyyətli" və ya sabit bir ekoloji birliyi meydana gətirən bir sıra "qaydalar" ın olmasıdır. Məntiqə uyğun olaraq icmaları tərtib etmək üçün bu qaydalardan istifadə edə bilərsiniz. Budur, bəzi lazımlı referansları və sadə dili olan qısa bir blog yazısı.

Mikrokosmos + mezokosm tədqiqatlarına da baxa bilərsiniz, burada insanlar özlərini təmin edən kiçik icmalar yaratmışlar, bəzən məsələn, möhürlənmişlər. xarici mühitlə qaz mübadiləsi. Bəzən bunlar çökür, bəzən də işləyir. Bəzən təsadüfiliklə əlaqəli olur və digər nöqtələrdə deterministik bir yol izləyir.

Bütün bunlar "icma ekologiyası" başlığı altındadır, maraqlandığınız təqdirdə araşdırmağı şiddətlə tövsiyə edərdim.

Mən həmçinin mövcud icmaya bir neçə növ əlavə etməklə və nə baş verdiyini görməklə “yeni” icma əldə etməyin ən bariz nümunəsi olan işğal tədqiqatına baxmağı şiddətlə tövsiyə edərdim. Şərhlərdə təklif etdiyim kimi, işğal edilmiş və ya başqa yerlərdən növlər cəlb etmiş adalardakı icmalara baxmaq faydalı ola bilər, məsələn. Galapagos, Okeaniya, bioloji işğallarla necə mübarizə apardıqlarını, nəyin işlədiyini və nəyin yaramadığını araşdırmaq üçün nümunələrdir. Bu alt sahə "ada biocoğrafiyası" adlanır, nə qədər insanın hələ də ciddi qəbul etdiyini bilmirəm, lakin növləri əlavə etdikdə nə baş verdiyinə dair ən azı bir çox empirik müşahidələr var.


İnsan Ekologiyası - Davamlı İnkişaf üçün Əsas Konsepsiyalar

Dünyanın hər yerindən ətraf mühitin müvəffəqiyyət hekayələri, tənəzzüldən bərpaya və dayanıqlığa necə keçməklə bağlı dərsləri ilə.

Müəllif: Gerald G. Marten
Nəşriyyat: Earthscan Nəşrləri
Nəşr tarixi: Noyabr 2001, 256 s.
Kağız ISBN: 1853837148
Ciltli SBN: 185383713X

Bu kitabı satın almaq üçün məlumatlar:
Amerika Birləşmiş Ştatları/Kanada - Stylus Nəşriyyatı
Başqa yerdə - Earthscan Nəşrləri
Yapon versiyası - Amazon Japan


Bioloji informatika

"Bioinformatika" və "bioloji informatika" arasındakı əlaqə göründüyü qədər incə deyil. ABŞ -da son on il ərzində "bioinformatika" termini ümumiyyətlə "molekulyar biologiya haqqında məlumat", xüsusən də gen və protein ardıcıllığı mənasında istifadə edilmişdir. Terimin populyar mətbuatda istifadəsi, bu sahədə böyük irəliləyiş və müvəffəqiyyətlə əlaqələndirilərək, bu tərifi ümumi əhalinin və elm adamlarının psixikasına sancmağa kömək etdi və beləliklə yeni bir terminin (bioloji informatika) ) bioloji analizin bütün səviyyələri haqqında məlumat elmini əhatə etmək. Sağlamlıq informatikası, tibbi informatika, neyroinformatika, eləcə də biomüxtəliflik informatikası və biomolekulyar informatika hamısı bu daha geniş konsepsiyanın altına düşür [10,11]. Konseptin genişliyini aydınlaşdırmaq üçün burada "bioloji informatika" terminindən istifadə etsək də, biologiyaya dair bütün məlumatları əhatə etmək üçün "bioinformatika" adının geri qaytarılması üçün əsaslı səbəb var. Məsələn, biomüxtəliflik və ekoloji informatika, bioinformatika müzakirələrində tez-tez nəzərdən qaçırılan sahələr bioloji informatika anlayışımızın vacib komponentidir. Bu sual haqqında daha çox məlumat əldə etmək üçün, bu məqaləni müşayiət edən Oxucuların Şərhləri bölməsində tapıla bilən Hersh -in şərhlərinə və ona cavabımıza baxın.

Biomüxtəliflik informatikası, biomüxtəliflik haqqında geniş sualları cavablandırmaq üçün məlumat əldə etmə, təhlil, paylaşma və əməkdaşlığın tələb olunduğu məlumat problemlərini öyrənməkdir. Bioloji müxtəliflik "daxil olmaqla bütün mənbələrdən canlı orqanizmlər arasında dəyişkənlik deməkdir digərləri arasında, quru, dəniz və digər su ekosistemləri və tərkibinə daxil olduqları ekoloji komplekslər, növlər daxilində, növlər və ekosistemlər arasında müxtəlifliyi ehtiva edir "[12]. İnformatika bioloji müxtəliflik bioloqları üçün molekulyar bioloqlar qədər həyati əhəmiyyət kəsb edir. EO Wilson kimi Dövlətlər, bioloqlar işlərində kritik ehtiyac duyulan səmərəliliyi yaratmaq üçün informasiya texnologiyalarına müraciət edirlər, lakin daha çox səy tələb olunur: "Gücdə eksponent olaraq artan yeni elektron texnologiya taksonomik təsvir və məlumatların təhlili üçün tələb olunan xərcləri və vaxtı azaldır. Ənənəvi sistematikanı 2 böyüklük dərəcəsi ilə sürətləndirməyi vəd edir. Hazırda çatışmayan və ehtiyac duyulan şey İnsan Genom Layihəsi (HGP) ilə müqayisə oluna bilən, qlobal biomüxtəliflik tədqiqatını qütbdən dirəyə, balinalardan bakteriyalara və kifayət qədər qısa müddət ərzində başa çatdırmaq üçün birgə səydir” [13] İnformasiya texnologiyasındakı dəyişikliklər elm adamları üçün yerli səviyyədə biomüxtəlifliyin üzünə təsir etdi, lakin bu sahə inqilabi bir qloballaşma və miqyas dəyişikliyinə uğradı və bu da bioloji informatika üçün yeni problemlər yaratdı.

Biomüxtəliflik informatikası, təbiət tarixi və iqlimlə əlaqəli növlərin paylanması dəyişiklikləri ilə əlaqəli sahələrdə tibbi informatika və ictimai sağlamlıq informatika kimi digər biologiya sahələri ilə üst -üstə düşür. entomologiya, botanika və ya zoologiya kimi sahələr arasındakı sərhədlər. Bu üst -üstə düşmə paylaşılan elektron məlumatlara tələbat yaradır. Uzun məsafəli əməkdaşlığın və məlumat mübadiləsinin elm üçün "yaxşı" olduğu yaxşı bilinir və bir çox bioloji fənlər arasında bu sahədə problemlərin və məqsədlərin ortaqlığını nümayiş etdirən bir sıra layihələr mövcuddur.

Genişmiqyaslı bioloji informatika layihələri arasında əhəmiyyətli bir ümumi cəhət, böyük həcmli məlumatların səmərəli saxlanması və daha geniş elmi ictimaiyyətin əldə etməsini asanlaşdıran standart formatlara ehtiyacdır. Protein Məlumat Bankı (PDB), Qlobal Biomüxtəliflik İnformasiya Vasitəsi (GBIF) və Biotibbi İnformatika Tədqiqat Şəbəkəsi (BIRN) hamısı bu problemi tanımış və bir neçə fərqli yolla qarşılamaqdadır. Məlumatların saxlanması və əldə edilməsi problemlərinə hər bir layihənin xüsusi həllində məlumat keyfiyyəti və yığılma standartları müzakirə olunur. Məlumat resurslarının istifadəsi və idarə edilməsində başqa bir problem məlumatların vaxtında və faydalı olmasını təmin etmək üçün tədqiqatçılar, jurnallar və deponun özü arasında koordinasiyadır. Yenə də, bu problemlə üz -üzə qalanda yuxarıda göstərilən layihələrin hər birinin, hər bir alt disiplin məlumatlarının xüsusi tələblərindən qaynaqlanan fərqli, lakin əlaqəli bir yanaşma alması ibrətamizdir.

Müxtəlif bioloji informatika layihələrinin qarşılaşdığı problemlərin altında yatan ortaq cəhətlər və sahələr üzrə inteqrasiyaya ehtiyac, güclü bioloji biliklərə malik olan geniş təhsilli informatika mütəxəssisləri tələb edir. Bu bioloji məlumat mütəxəssisləri (BIS), bioloji elmlərdə geniş yayılmış məlumat selləri ilə əlaqəli problemləri həll etmək üçün bioşünaslıq sahəsindəki müxtəlif tədqiqat işçiləri ilə əməkdaşlıq edəcəklər.


Ekosistem Xidmətlərinin Modelləşdirilməsi və Biomüxtəlifliyin Qorunması

Növbəti iki töhfə təklif olunan istiqamətlərdə böyük addımlar atır. Nelson və s. (12) ekosistem xidmətlərinin birgə təmin edilməsi və bir mənzərə boyunca biomüxtəlifliyin qorunması üçün nəticələrin torpaqdan istifadə qərarlarına təsirini və nəticələrini birləşdirən bir model təqdim edin. Onlar ABŞ-ın Oreqon ştatındakı Willammette hövzəsindən, çox yaxşı öyrənilmiş bir bölgədən olan məlumatlardan istifadə edirlər və müəyyən edirlər ki, karbon sekvestrasiyasını artırmağa yönəlmiş siyasətlər növlərin qorunmasını mütləq artırmır (və əksinə). Aydın bir nəticə ondan ibarətdir ki, ekosistem xidmətləri üçün ödənişlər diqqətlə tərtib edilməzsə, onlar maraq göstərən xidmətlərdə minimal qazanc verə bilər və digər xidmətlərin istehsalına və biomüxtəlifliyin qorunmasına yaxşı zərər verə bilər. Bununla birlikdə, müəlliflər yeni vasitələrin yaxşı dizayn və bir çox potensial rəqabət məqsədlərinə doğru irəliləməyə necə kömək edə biləcəyini nümayiş etdirirlər.

Naidoo və s. (13) qlobal miqyasda ekosistem xidmətlərinin istehsalını ölçmək və xəritələşdirmək, xidmət istehsalını biomüxtəlifliyin qorunması üçün prioritet sahələrlə müqayisə etmək. Onlar müəyyən edirlər ki, müxtəlif xidmətlər və ekosistem xidmətləri və mühafizə prioritetləri arasında məkan uyğunluğu geniş şəkildə dəyişir. Buna baxmayaraq, onların təhlili biomüxtəlifliyin qorunması məqsədlərinə nail olmaq üçün ekosistem xidmətləri (PES) üçün ödənişlərin başqa yerlərə nisbətən daha çox olduğu sahələri aydın şəkildə müəyyən etməyə imkan verir.


Kompleks sistem biologiyası

Mürəkkəb sistemlər nəzəriyyəsi müxtəlif təbii, texnoloji və sosial kompleks sistemlərdə müşahidə olunan ümumi dizayn elementlərinin müəyyən edilməsi və səciyyələndirilməsi ilə məşğul olur. Biologiyada molekulları və hüceyrələri öyrənmək üçün daha vahid yanaşma olan sistem biologiyası son iki onillikdə sürətlə inkişaf etmişdir. Ancaq insan hüceyrəsinin nümunəvi kompleks bir sistem olduğunu başa düşmək çox da yüksək qiymətləndirilməmişdir. Burada bir çox mürəkkəb sistemlərdə müəyyən edilmiş ümumi dizayn prinsiplərini təsvir edirəm və sonra insan hüceyrəsini prototip kompleks sistem kimi təsvir edirəm. Sistem biologiyasında kompleks sistem nəzəriyyəsi anlayışlarını nəzərə alaraq normal hüceyrə fiziologiyası və insan xəstəliyinə səbəb olan dəyişikliklər haqqında ümumi anlayışımızı aydınlaşdıra bilərik.

1. Kompleks sistem nəzəriyyəsi elmi

Elm və texnologiya bizə ətraf mühitimizi anlamağa, eləcə də onu manipulyasiya etməyə və yeni mühitlər və yeni sistemlər yaratmağa imkan verir. Bu, insanların təbiətdən çıxmasına və son zamanlarda təbii sistemlərə çox bənzəyən yeni kompleks dünyalar yaratmasına səbəb oldu [1]. İnsan tərəfindən yaradılan sistemlər, təbii sistemləri idarə edən eyni dizayn prinsiplərinə uyğundur. Bu dizayn prinsiplərindən ən əsası təbii seçmə yolu ilə təkamül edir [2]. Ancaq insan tərəfindən yaradılan sistemlər, təbiətin yaratdığı sistemlərlə tam eyni deyil. Biz təbii orqanizmlər kimi, hətta daha yaxşı fəaliyyət göstərən yeni mürəkkəb mühitlər və yeni maşınlar yaratmaq qabiliyyətini artırırıq [3]. Birjalar və ya çox istifadəçili sosial şəbəkələr və artan miqdarda məlumat toplamaq və emal etmək üçün istifadə edilə bilən texnologiyalar kimi süni kompleks sistemlər bizə təbii və ya süni kompleks sistemləri daha yaxşı müşahidə etmək və anlamaq imkanı verir. . Bu sistemləri təşkil edən dəyişənlərin aktivliyini getdikcə daha çox ölçə bilərik. Bu, mürəkkəb sistemi idarə edən əksər dəyişənlərin kəmiyyətinə və əlaqəsinə daha yaxşı nəzər salır. Bütün bu dəyişənlər birlikdə işlədikdə, bizə canlı bir vahid kimi görünən bir sistem meydana gətirirlər.

Biz başa düşməyə başlayırıq ki, ümumiyyətlə, süni və ya təbii mürəkkəb sistemlər, müxtəlif, bir-biri ilə əlaqəsi olmayan sistemlərdə yenidən ortaya çıxan bir çox universal dizayn nümunələri anlayışlarını və dizayn prinsiplərini bölüşürlər [4,5]. Bu dizayn nümunələri, artan fitnesə və ümumi böyüməyə doğru bir neçə nəsildən uzun müddət işləyə bilən, rəqabət aparan, yaşaya bilən, çoxala bilən və inkişaf edə bilən uğurlu kompleks sistemlərin qurulması üçün əsas elementlərdir. Mürəkkəb sistemlər nəzəriyyəsi elmi müxtəlif təbii və texnogen mürəkkəb sistem və mühitlərdə yenidən meydana çıxan bu təkrarlanan dizayn prinsipləri haqqında anlayış əldə etməyə çalışır [6]. Mürəkkəb sistem elminin məqsədi, bir sistemin və ya bir konkret dizayn anlayışının anlaşılmasının xaricində, bütövlükdə kompleks sistemlərin daha yaxşı anlaşılması üçün bu xüsusiyyətləri daha dəqiq müəyyən etməkdir. Bu universal prinsipləri daha yaxşı başa düşmək bizə texnoloji və sosial təkamül nəticəsində ətrafımızda baş verən sürətli dəyişiklikləri daha yaxşı həzm etməyə imkan verəcəkdir [3]. Mürəkkəb sistemləri öyrənmək və başa düşmək üçün, mümkün olduqda, tədqiqatçılar zamanla müxtəlif pozulmalar altında sistemin dinamikasını izləmək üçün nisbətən idarə olunan şəraitdə sistemin dəyişənlərinin ölçmələrini qeyd edərək, çoxdəyişənli təcrübələr aparırlar. Bu ölçülər və qeydlər bina modelləri üçün istifadə olunur. Bu modellər məlumatlara uyğun hipotezlər yaratmaq üçün lazımdır. Modellər, araşdırılan həqiqi kompleks sistemin skeleti olan sistemi qaba dənəli bir soyutlama səviyyəsində təmsil etməyə çalışırlar. Modelləşdirmə prosesi mürəkkəbliyin mahiyyətini tutmaq, real sistemi idrak, riyazi və nəzəri cəhətdən izah edilə bilən idarə olunan ölçüyə mücərrəd etmək məqsədi daşıyır. Real dünyadakı mürəkkəb sistemləri simulyasiya edən modellər sistemin gələcək davranışını proqnozlaşdırmaq və keçmiş davranışını izah etmək üçün sistemin dinamikasını və arxitekturasını tutmaq üçün qurulur. Bu cür modellər, insan hüceyrələrindəki xəstəlik proseslərində baş verən sistem çatışmazlıqlarını daha yaxşı başa düşməyimizə və potensial olaraq düzəltməyimizə kömək edir. Modellər haqqında məşhur deyim odur ki, onların hamısı səhvdir, lakin bəziləri faydalıdır [7] və buna görə də modellər mürəkkəb sistemlərin başa düşülməsində və ram edilməsində mühüm rol oynayır. Bu modellərdən dərin nəzəri qaydalar çıxarmaq olar.

Bununla belə, biz mürəkkəb sistemlərin davranışını izah edən dinamik modellərə sahib olmaq istəsək də, reallıqda bu modelləri qurmaq çox vaxt çox çətindir və qurulduqda bu modellər əsasən məlumat çatışmazlığı səbəbindən bir çox çatışmazlıqlardan əziyyət çəkirlər. Problem həm məlumat çatışmazlığı, həm də məlumat daşqınlarıdır. Dinamik modellərin real olması üçün onların dəqiq başlanğıc şərtləri, sistem dəyişənləri [8] və müəyyən kinetiklər arasında dəqiq səbəbə malik olması lazımdır. Bu cür məlumatları çox vaxt asanlıqla müşahidə etmək olmur. Beləliklə, mürəkkəb sistemlərin dinamik modelləri sərbəst parametr problemindən əziyyət çəkir, burada bir çox model eyni müşahidə edilən verilənlərə uyğundur [9]. Mürəkkəb sistemlərin dinamik modelləri ilə bağlı digər məsələ mürəkkəb sistemlərin qeyri-xətti xarakteristikasıdır [10]. Mürəkkəb sistemlərdə dəyişənlər arasında mürəkkəb əlaqələr olduğundan sistemin dinamikası tez bir zamanda qeyri-xətti və mürəkkəb olur, onların əksəriyyətini cari riyaziyyat yaxşı izah edə bilmir. Korrelyasiya təhlili kimi statistik üsullar isə daha sadə yanaşmalardır və bu gün daha praktikdir [11]. Baxmayaraq ki, korrelyasiyaya əsaslanan yanaşmalar zamanla sistemin davranışının tam izahını verməsə də, bunun səbəbi çoxlu məlumatların olması və verilənlərin çatışmaması və qeyri-dəqiq olmasıdır, sistem dəyişənləri arasında korrelyasiyaların tapılması dərhal yeni biliklər verir.

Biologiyada, DNT və RNT -nin dərin ardıcıllığı [12], ya da kütlə spektrometriyası proteomikası [13] və metabolomikası [14] kimi ortaya çıxan texnologiyalar, insan hüceyrələrindəki kompleks sistemləri meydana gətirən bir çox komponentin dinamik vəziyyətinə nəzər salmağa imkan verir. Bu yeni yaranan çoxvariantlı biotexnologiyalar, qeyri-dəqiq və səs-küylü olsa da, hüceyrələrin daxili işlərinin kəşfini sürətləndirməyə kömək edir, çünki onlar minlərlə molekulyar növün səviyyəsini bir anda, bir təcrübədə ölçə bilirlər. İnsan hüceyrəsi kimi kompleks sistemlər haqqında daha çox məlumat toplandıqca, bu məlumatları daha dəqiq etmək üçün onları riyazi və ya hesablama modellərinə qaytarmaq olar. Bu əlavə məlumat, modellərin sistemlərin funksionallığını daha ətraflı şəkildə ələ keçirmə qabiliyyətinə daha çox güc və dəyər qatır və bu, sistemin komponentləri və proseslərinin bir araya gəldiyi, daha çox stimullaşdırıcı təsirlərə cavab vermək kimi hüceyrə davranışlarını təmin etmək üçün daha yaxşı proqnozlar verməyə imkan verir. hüceyrə yayılması, hüceyrə böyüməsi, hüceyrə fərqlənməsi/ixtisaslaşması və ya proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü. Məqsəd təbii hüceyrə kimi xüsusi kompleks sistemləri daha yaxşı başa düşmək üçün model tapmacasının çatışmayan hissələrini doldurmaqdır. Daha çox məlumatın toplanması ilə elmi metod getdikcə daha çox real kompleks sistem dəyişənlərindən qeydə alınan ölçmələrdən ibarət böyük verilənlər dəstlərindən çıxarılan əsas əvvəlki biliklərin təşkilinə, inteqrasiyasına, vizuallaşdırılmasına və istifadəsinə etibar etməyə çevrilir. Bu hesablanmış şəkildə təşkil edilmiş məlumat, yeni əldə edilmiş məlumatları təhlil etmək üçün istifadə olunur [15]. Texnologiya inkişaf etdikcə, mürəkkəb sistemin tarixi haqqında qeydə alınmış məlumatlar, faydalı başa düşmək və ya başqa sözlə, optimal bilik əldə etmək üçün bu cür məlumatları saxlamaq və təhlil etmək qabiliyyətimizdən daha sürətlə toplanır. Saxlama cihazları sürətlə ucuzlaşdıqca və demək olar ki, ətrafımızdakı hər şeyi qeyd edən qurğular sürətlə ortaya çıxdıqca, özümüzü məlumat dənizi ilə əhatə olunmuş vəziyyətdə görürük [11]. Bu cür məlumatlar, mürəkkəbliyin sirlərini fəth etmək üçün böyük bir fürsət verir, eyni zamanda bizi aydın mənası olmayan məlumatların bit və baytları ilə boğur. Çox vaxt özümüzü yalnız ölçülmüş məlumatların kiçik bir hissəsini istifadə edərək tapırıq, yalnız xəzinələrlə dolu bir mədənin səthini cızırıq.

2. Mürəkkəb sistemlərdə yaranan nümunələr

Kompüter elmləri, sosiologiya, riyaziyyat, fizika, iqtisadiyyat və biologiya kimi elmi tədqiqatların müxtəlif sahələri mürəkkəb sistemlər nəzəriyyəsinin əhəmiyyətini getdikcə daha çox dərk edirlər, çünki bu müxtəlif elm sahələrində eyni dizayn nümunələri və konsepsiyalar meydana çıxır. Mürəkkəb sistemlərin quruluşunu və dinamikasını tutan modellər ümumiyyətlə ən uyğun olanların sağ qalması [2], zənginləşmək [16] və təkrarlanma-ayrılıq [17] kimi bir neçə idarəetmə prinsipi ilə izah olunur, əslində isə daha çox qüvvələr var. hamısı bir çox fərqli sistemin quruluşunu və davranışını formalaşdırmaq üçün birlikdə hərəkət edir. Birlikdə, bu qüvvələr davamlı dinamik və funksional struktur dəyişiklikləri olaraq ortaya çıxan sistemin son nəticə davranışını ortaya çıxarmaq üçün paralel işləyə bilər və bəzən bir -birinə qarşı çıxa bilər. Fərqli kompleks sistemlərin bir az fərqli qüvvə dəstləri, bütünlərini meydana gətirən fərqli maddələr var.Dizayn konsepsiyalarının və qüvvələrin düzgün birləşməsi, düzgün başa düşüldüyü təqdirdə, özümüz və cəmiyyətimiz də daxil olmaqla, ətrafımızdakı mürəkkəb sistemləri, təbii, iqtisadi və texnoloji mühitləri daha yaxşı yaratmaq, idarə etmək, proqnozlaşdırmaq və düzəltmək qabiliyyətinə səbəb ola bilər. İnsan hüceyrəsi, çoxhüceyrəli orqanizmlər, iqtisadi sistemlər, mürəkkəb mühəndislik sistemləri və İnternet, mürəkkəb və daim dəyişən mühitlərdə mövcud olan inkişaf edən kompleks sistemlərdir. Bu sistemlər, ortaya çıxan bənzər dizayn nümunələrini, kompleks bir sistem yaratmaq üçün planı paylaşır. Bu nümunələrdən bəziləri modelləşdirmə vasitəsi ilə açıla bilər.

3. Mürəkkəb mühitlər və mürəkkəb agentlər

Ümumiləşdirilmiş termindən istifadə edərkən kompleks sistemlər və kompleks sistem dizaynı konsepsiyalarını müzakirə edərək, biz iki əsas növü ayırd edə bilərik: mürəkkəb mühitlər və mürəkkəb agentlər. Mürəkkəb agentlər aydın şəkildə müəyyən edilmiş sərhədləri, sistemi əhatə edən fiziki sərhədləri olan sistemlərdir. Kompleks agentlərdə ümumiyyətlə bir və ya bir neçə mərkəzi işləmə vahidi, bir saat və enerjini səmərəli şəkildə əldə etmək və istifadə etmək mexanizmləri vardır. Agentlərə adətən sensorlar və aktuatorlar daxildir. Bu tip mürəkkəb sistemlər sensorlar və onların aktuatorları vasitəsilə mühitləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və adətən hərəkət edə, böyüyə, özünü təmir edə və özünü çoxalda bilər. Çox vaxt bu agentlər onların varlığından xəbərdardırlar. Kompleks agentlərin bəzi nümunələri biz, hüceyrələrimiz, ağaclar, quşlar, balıqlar, qurdlar, avtomobillər, təyyarələr və bəzi robotlardır (şəkil 1). Kompleks agentlər mürəkkəb mühitlərdə və ya digər daha böyük kompleks agentləri əhatə edir. Digər tərəfdən, mürəkkəb mühitlər daha az müəyyən edilmiş sərhədlərə malikdir. Onların idarəçiliyi də ümumiyyətlə yaxşı müəyyən edilməmişdir. Bu mürəkkəb sistemlərin adətən mərkəzi emal bölməsi yoxdur, onların tək mərkəzi beyini yoxdur. Belə mürəkkəb mühitlərdə agentlər bəzən hamısı oxşar və ya eyni tipli olurlar və ya ən azı ümumi bəzi əsas xassələrə malikdirlər. Mürəkkəb mühitlərdə agentlər fərdlər kimi fəaliyyət göstərirlər, lakin sistemin bütün dinamikasını yaradırlar. Mürəkkəb mühitlərə quş sürüləri, şəhərlər, nəqliyyat sistemləri, arı pətəkləri, ölkələr və ya sosial şəbəkələr kimi təbii və süni ekosistemlər misal ola bilər (şəkil 1).

Şəkil 1. Mürəkkəb mühit nümunələri: quş sürüsü, arı pətəyi, sosial şəbəkələr, şəhərlər və əyalətlər. Kompleks agentlərə nümunələr: təyyarə, qurd, avtomobil, balıq, hüceyrə, quş, ağac, robot. Kompleks mühit tədricən kompleks bir agentə çevrilir. Mürəkkəb agentin bir çox nüsxəsi mövcud olduqdan sonra, bu nüsxələr yeni mürəkkəb mühiti doldura bilər. (Rəngli onlayn versiya.)

Mürəkkəb agentlərlə kompleks mühit arasındakı fərq qeyri -müəyyəndir, çünki kompleks mühitin bəzi tipik xüsusiyyətləri bəzi kompleks agentlərdə və əksinə mövcuddur. Kompleks mühitlər adətən kompleks agentlər tərəfindən doldurulur. İntuitiv olaraq, mürəkkəb mühitlər daha mürəkkəb və müxtəlifləşdikcə daha sürətli böyüyür. Digər tərəfdən, kompleks agentlər, mürəkkəblik artdıqca daha az çevik olurlar, buna görə də, kompleks agentlər üçün mürəkkəblik artdıqca, təkamül yavaşlayır. Mürəkkəb agentləri mürəkkəb mühitlərdən ayıran bulanıq bir xətt olduğundan, bu mürəkkəb sistemlərin təkamülünün müxtəlif mərhələlərində olması inandırıcıdır. Mürəkkəb mühitlər, kompleks bir sistemin yeni, yeni yaradılan mərhələsindədir. Vaxt keçdikcə bu mürəkkəb mühitlər, agent olmaq üçün inkişaf etdikcə kompleks agentlərin xüsusiyyətlərini bir -bir yığmağa başlayacaq. Bununla belə, sistem tamamilə agent olduqda və mühitdə həmin agentlərin demək olar ki, dəqiq nüsxələri olduqda, bu çoxlu qarşılıqlı təsir göstərən agentlər mürəkkəb mühitləri dolduracaqlar (şəkil 1, oxlar). Bu mücərrəd fikir bioloji təbii hüceyrələrin necə yarandığını və ya çoxhüceyrəli orqanizmlərin birhüceyrəli orqanizmlərdən necə inkişaf etdiyini əsas anlayışımızla dəstəklənə bilər. Əvvəlcə sistem, RNT kimi hüceyrə komponentlərinin ilkin çorbada qarışdığı kompleks bir mühit idi [18]. Daha bir təşkilat inkişaf etdikdən sonra, membranları ilə əhatə olunmuş hüceyrələr meydana gəldi. Daha sonra membran hüceyrələr, onları prototipik maddələrə çevirən sensorlar və digər komponentlərə sahib olmaq üçün təkamül etdi. Hüceyrə agentləri mövcud olduqdan və çoxaldıqdan sonra çoxhüceyrəli orqanizmlər yaratmağa başladılar. İlk çoxhüceyrəli orqanizmlər eyni tip hüceyrələr tərəfindən yaradıldı, lakin sonra fərqli hüceyrələrin fərqli ixtisaslaşmış rollar oynadığı hüceyrə növləri ortaya çıxdı. Hüceyrələr getdikcə ixtisaslaşdıqca, bir -birlərindən daha çox asılı olurlar və nəticədə yeni bir kompleks agent, yəni çoxhüceyrəli bir orqanizm meydana gətirirlər. Beləliklə, mürəkkəb mühitlər mürəkkəb sistemin təkamül prosesinin ilkin mərhələsində ola bilər, ətraf mühitdə eyni tipli bir çox mürəkkəb agent mövcud olduqdan sonra tədricən mürəkkəb bir agentə çevrilməyə doğru irəliləyir, yeni bir mürəkkəblik təbəqəsi yarada bilər. növbəti təbəqə üçün təməl kimi xidmət edə bilər.

4. Təbii və texnoloji təkamül

Mürəkkəb sistemlər təbii və ya süni təkamül nəticəsində yaranmışdır. Bu fərqlərə baxmayaraq təbii və texnoloji sistemlər arasında paralellər yaratdı. Təbii təkamül milyardlarla ildir təkamül edərkən, insan tərəfindən yaradılmış texnoloji və iqtisadi təkamül yalnız son bir neçə min il ərzində Yer kürəsinə əhəmiyyətli təsir göstərmişdir [1]. Beləliklə, iki növ kompleks sistemi müqayisə edərkən təkamül nisbətləri çox fərqlidir: süni ilə təbii qarşı [3]. Təbii təkamül, bir orqanizmin DNT -də təsadüfi əlverişli mutasiyaların bir çox nəsillərdə meydana gəlməsini gözləməlidir, halbuki texnoloji təkamüldə yeni fikirlər bir gecədə yeni məhsullara çevrilə bilər. Görünür, texnoloji təkamül daim sürətlənir, bütün planetdə müxtəlif sürətlə hərəkət edir, lakin ümumilikdə sənaye inqilabından bəri insan tərəfindən yaradılmış sistemlərin mürəkkəblik dərəcəsi ümumiyyətlə sürətlənir. Planetdə fərqli təkamül sürətləri təbii təkamül üçün də doğrudur. Yağış meşələrində bir çox növ sürətlə ortaya çıxa bilər, çünki bu mühitdəki şərait bol və həyat üçün əlverişlidir. Orada şirin su, günəş və yağış var və temperaturlar təbii bioloji həyatın inkişaf etməsi və inkişaf etməsi üçün tam uyğundur. Planetin digər əraziləri, məsələn, quraq isti və ya soyuq səhralar sürətli təbii təkamülü təşviq etmir və orada mürəkkəbliyin yaranması daha yavaş olur. Böyümə üçün icazə verilən şərtlər təbii sistemlər üçün açıqdır, lakin texnoloji təkamül üçün daha az müəyyən edilmişdir. Texnoloji təkamül insanlar arasında qarşılıqlı əlaqənin və yeni məhsullara tələbatın dünyanın daha az məskunlaşan bölgələrinə nisbətən daha çox olduğu böyük şəhərlərdə və ya İnternetdə daha sürətli sürətlə gedir. Ancaq bu tendensiyaları tarazlaşdıran qüvvələr var. Yeniliklərin coğrafi yayılması [19] və mürəkkəbliyin yayılması texnoloji və təbii mürəkkəbliyi Yerin ucqar yerlərinə yaymağa vadar edir. Texnoloji mürəkkəblik havanı, dənizi və kosmosu getdikcə daha çox doldurur. Dəniz təbii həyatla doludur, lakin insan həyatı və texnoloji təkamül üçün əlverişli deyil. Kosmos, zərər verən istidən, tozdan və bakteriya agentlərindən təcrid olunduğundan robotlar və kompüterlər üçün ən yaxşı yer ola bilər [20].

5. Sistem növləri və onların nümunələri

Mürəkkəb bir sistemin müəyyən bir zaman anında çəkilmiş şəkli sistem dəyişənlərinin o andakı vəziyyətini əks etdirir. Sistemin bu qədər dondurulmuş vəziyyəti, müxtəlif növ dəyişənlərin təcəlli edilməsinin təzahürüdür. Dəyişən növləri ilə dəyişənlərin hazırlanması və ya kompleks sistem növləri ilə faktiki kompleks sistemlər arasındakı fərq, daha aydınlıq gətirmək üçün çox vacibdir. Mürəkkəb bir sistemin bir hissəsi olan bir dəyişənin nümunəsi və ya bütün bir kompleks sistemin vəziyyəti, adətən doğulub-ölmək dövrünü izləyir. Digər tərəfdən, dəyişən və ya kompleks sistem növü, dəyişkən və ya mürəkkəb sistemin növünün mücərrəd təsviridir. Həqiqi bir fiziki varlıq deyil, bir şablondur. Həm kompleks sistem, həm də dəyişkən nümunələr, həm də növləri inkişaf edə bilər. Bununla belə, dəyişənlərin faktiki nümunələri və ya bütöv kompleks sistemlər yalnız mövcud və ya canlı olduqları müddət ərzində inkişaf edir, şablonlar isə qeyri-müəyyən müddətə təkamül edə bilər. Siz insan şablonu olan mürəkkəb sistemin bir nümunəsisiniz. Dəyişən şablonu və ya mürəkkəb sistemin növü, real şey növlərinin mücərrəd ümumiləşdirilməsi real mövcudluğa bağlanmağa ehtiyac olmadan təkamül edə bilər. Şablonun müvəqqəti sərhədləri yoxdur. Kompüter proqramlaşdırma dillərində dəyişənlər və dəyişən tiplər arasındakı fərq aydındır. Dəyişənlər müxtəlif növ ola bilər. Dəyişənlərin əvvəlcədən hazırlandığı bildirilir. Daha sonra proqramın icrası zamanı dəyişənlərə onların tipinə uyğun qiymətlər verilir. Proqram işləyərkən belə qiymətlər dəyişə bilər və dəyərləri ehtiva edən dəyişənlər proqram işlədiyi zaman qısa müddət ərzində proqram daxilində yaşayırlar. Eynilə, hüceyrələrdə RNT və zülal molekullarının nümunələrini istehsal etmək üçün şablon rolunu oynayan DNT var. Bu cür bənzətmələr, kompleks sistemin bir nümunəsi ilə növü və ya şablonu arasındakı fərqi nəzərə almağa kömək edə bilər.

6. İlkin əlaqələrlə dizayn prinsiplərinin xülasəsi

Mürəkkəblik nəzəriyyəsi tez-tez mürəkkəb sistemlərin dizayn prinsiplərindən yalnız bir neçəsinə diqqət yetirir, çox vaxt yalnız bir real dünya kompleks sisteminə tətbiq olunur: istehza ilə, hələ də reduksionizm. Reduksionist baxış mürəkkəb sistemlərin hissələrdən ibarət olduğunu və bu hissələrin başa düşülməsi bütün sistemin başa düşülməsinə səbəb ola biləcəyini təklif edir [21]. Keçmişdə elmə bu baxış hakim idi, lakin indi qəbul edilir ki, mürəkkəbliyi, hissələrin necə birləşərək hissələrdən daha böyük bir şeyin yaranmasına səbəb olduğunu daha yaxşı başa düşmək üçün yeni metodlar tələb olunur [22,23]. Belə bir anlayışa nail olmaq üçün kompleks sistemlərin dizayn nümunələrinin necə əlaqəli olduğunu araşdırmaq ağıllı ola bilər. Bu fikir haqqında intuisiyanı inkişaf etdirmək üçün hər bir prinsipin qısa təsviri ilə birlikdə kompleks sistemlərin dizayn prinsiplərinin ilkin toplusu aşağıda qeyd edilmişdir. Növbəti addım, bu prinsiplərin necə əlaqəli olduğunu müəyyən etməyə çalışmaqdır. Ümid budur ki, bu dizayn prinsipləri arasındakı əlaqələr dərhal və intuitiv şəkildə aydın olacaq. Yadda saxlamaq lazım olan bir şey, bu mücərrəd anlayışların bir çoxunun təriflərinin dəqiq ola bilməməsidir ki, bu bir problemdir, çünki bir tərif fərqli insanlar üçün fərqli şeylər ifadə edə bilər. Bu təriflər, şübhəsiz ki, təkmilləşə bilər, lakin onları mükəmməl etmək çətin məsələdir və formal riyazi təqdimat tələb edə bilər. Aşağıda təqdim olunan dizayn prinsiplərinin təsvirləri mücərrəd, lakin realdır. Beləliklə, təriflərin konkret ifadələri haqqında bir anlıq narahat olmamağa çalışın, lakin onların mənalarının mahiyyəti. Bu dizayn prinsiplərindən bəziləri, anlayışlar arasındakı əlaqələrə işarə edərək, həm təbii, həm də texnoloji sistemləri əhatə edən kompleks sistemlərdə müşahidə olunur.

Ən uyğun olanın sağ qalması mürəkkəb sistemləri formalaşdıran mərkəzi dizayn nümunəsidir [2]. Bu anlayış rəqabətin nəticəsidir. Rəqabət çox vaxt ədalətli olmur, burada zənginlər və uyğun olanlar adətən digərlərindən daha sürətli zənginləşir və ya möhkəmlənir [16]. Zəngin varlanmaq, zənginlərin, bir çox əlaqələri olan, mərkəzi, vacib və uyğun olanların yoxsul, tənha, yararsız, zəif və daha az əlaqəli olanlardan daha sürətli böyüdüyü bir böyümə prosesidir. Mürəkkəb mühitlərdə kompleks agentlər də çoxalma-divergensiya ilə böyüyür [17]. Dublikat -ayrılıq, təbii təkamülün texnoloji təkamül, iqtisadiyyat və ya İnternetdə də yayılmış məlum bioloji dizayn prinsipidir. Məsələn, müvəffəqiyyətli avtomobil modelləri, veb saytlar və proqram təminatı ümumiyyətlə təkrarlanma - fərqlilik yolu ilə inkişaf edir. Beləliklə, uğurlu roman və uyğun kompleks agent, orqanizm və ya məhsul ondan daha çox əlaqə və surət çəkərək cəlbedici ola bilər [10]. Bəzən müvəffəqiyyətli yeni və uyğun kompleks agentlər, mövcud olan iki agentin birləşməsindən yaranır və yeni, daha rəqabətli bir agent və ya məhsul və ya orqanizm meydana gətirir. Uğur qazandıqdan sonra innovativ agentlər sürətlə təkrarlanır və şaxələnir. Beləliklə, yenilik kompleks sistemin davamlı inkişafında mühüm rol oynayır. Yeniliklər yalnız mövcud, möhkəmlənmiş və uğurlu əvvəlki innovasiyalar əsasında həyata keçirilə bilər [19]. Beləliklə, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, kompleks sistemlər, hər bir təbəqənin sonrakı əmsallı bir təbəqənin təkamül edə bilməsi üçün möhkəm bir zəmin yarandığı təbəqələrdə təşkil edilir.

Digər vacib və əlaqəli prinsip məlumat ötürülməsidir. Məlumat daim axır, ümumiyyətlə sıxılır, açılır və tərcümə olunur. Vericilər məlumat ötürür və sonra sensorlar onu tutur. Mürəkkəb sistemlərdəki agentlər nəinki ətraflarını passiv dinləmək və onlara uyğunlaşmaq qabiliyyətinə malik olurlar, həm də ətraf mühitlə ünsiyyət qura və ehtiyaclarını ödəmək üçün mühiti dəyişə bilərlər. Sensorlar ətraf mühitin vəziyyəti haqqında məlumatları daxili mərkəzi emal mərkəzlərinə ötürür. Məlumat belə mərkəzlərə ötürülməzdən əvvəl siqnal gücləndirilə və süzülə bilər. Proses mərkəzlərində təsnifatçılar məlumatları ağıllı şəkildə istifadə edir, təcrübədən öyrənərək ətraf mühitin vəziyyətinə növbəti dəfə məruz qaldıqda ətraf mühitin vəziyyətinə uyğunlaşmaqla bağlı optimal qərarlar qəbul edirlər. Beləliklə, bu təsnifatçılar agentin gələcəkdə uyğun cavabını təyin etmək üçün yaddaşdan istifadə edirlər. Çox vaxt bu cavab bir açarı açmaq və ya söndürməkdir. Sensorlar və məlumat ötürən digər komponentlər, çox vaxt diskretləşdirmə və ya rəqəmsallaşdırma prosesi vasitəsilə ətrafdan səs-küylü məlumatı qiymətli və faydalı mesajlara çevirmək üçün belə açarları, həmçinin filtrləri və gücləndiriciləri həyata keçirir. Siqnalları etiketləmək, simvolizə etmək, qruplaşdırmaq və təsnif etmək, ətrafdakı formalarla əlaqəli bir çox oxşar obyekti və müşahidəni mücərrəd sadələşdirilmiş təsvirlərə çıxarmaq yollarıdır. Qruplar və siniflər etiketlənir, fiziki reallıqlarından mesajlara kodlanmış simvollara çevrilir. Bu simvollar mərkəzi emal bölməsinin ətraf mühitdən gələn məlumatları emal etməsini və məlumatın digər mürəkkəb agentlərə ötürülməsini nəzərdə tutan müvafiq cavabı hesablamasını asanlaşdırır. Doğru cavabı hesablamaq üçün daxili emal mərkəzləri öyrənmə, yaddaş və uyğunlaşmadan istifadə edir. Yeni mühitlərə uyğunlaşma qabiliyyəti mürəkkəb mühitdə yaşayan kompleks agentin yaşaması üçün çox vacibdir. Ümumi hazırlıq və canlılıq üçün ətraf mühitdəki dəyişikliklərə və dəyişikliklərə qarşı möhkəmlik tələb olunur [24]. Bununla belə, düzgün uyğunlaşma üçün lazımi plastiklik səviyyəsini təmin etmək üçün sərtlik, möhkəmlik və dəyişməyə dözümlülüklə dəyişməyə çeviklik arasında tarazlıq tələb olunur [25]. Öyrənmə uğurlu olduqda, cavablar adətən avtomatlaşdırılır. Səmərəli istehsal üçün avtomatlaşdırmaya da ehtiyac var. Mürəkkəb agentlərin və onların hissələrinin çoxlu (demək olar ki, dəqiq) replikalarını istehsal etmək üçün səmərəli və mürəkkəb mexanizmlər mövcuddur. Bu, doğum-həyat-ölüm dövrünün davam etməsinə və mürəkkəb sistem tipinin davamlı olaraq çoxalmasına imkan verir. Doğum -həyat -ölüm konsepsiyası, kompleks sistemlərin və onların hissələrinin dinamik olaraq yeni hissələrlə əvəz olunduğunu, bütün kompleks sistemin və ekosistemin qlobal nümunələrinin qaldığını müşahidə etməklə bağlıdır. Məsələn, bir hüceyrədəki zülallar davamlı olaraq çevrilir, çaydakı su molekulları eyni deyil, çay daimi axışda qalır, magistral yolda avtomobillər keçməyə davam edir, qan hüceyrələri qan damarlarından keçir və insanlar irəli-geri hərəkət edir. böyük bir şəhərdə və xaricində işdən yalnız bir neçə nümunədir. Bu vəziyyətlərin bəzilərində bu kompleks agentlər və ya onların hissələri dolaşır. Qan hüceyrələri və ya işə gedən insanlar üçün vəziyyət belədir, digər hallarda axan kompleks maddələr və ya onların hissələri hər dəfə tamamilə dəyişdirilir. Beləliklə, kompleks sistemlər, mənbələrin və agentlərin uzaq yerlərə sürətli və səmərəli şəkildə köçürülməsinə imkan verən inkişaf etmiş və səmərəli nəqliyyat sistemlərinə malikdir. Bu cür nəqliyyat sistemləri adətən ağaca bənzər iyerarxik strukturda təşkil edilir, burada ağacın yarpaqları, ağaca bənzər sistemdəki terminal yerləri çox vaxt simvollar sətirində kodlanmış unikal ünvana malikdir. Nəqliyyat sistemlərinin iyerarxik quruluşu kompleks sistemlərdə çox yayılmışdır. Hərəkət etmək üçün lokomotiv lazımdır. Lokomotiv, mürəkkəb agentlərin mürəkkəb mühitdə hərəkət etmə qabiliyyətidir. İqtisadi sistemlər, malları və işçiləri bir unikal terminal ünvanından digər ünvana köçürmək üçün təyyarələrə, gəmilərə və yük maşınlarına güvənir. Botanik bitkilərin hərəkət etmək qabiliyyəti yoxdur və bu qüsur günəş enerjisindən istifadə etmək, yerdən qida maddələri çıxarmaq qabiliyyəti və səyahətə ehtiyac olmadan effektiv şəkildə tozlandırmaq və çoxalmaq qabiliyyəti ilə kompensasiya olunur. Bitkilər və digər kompleks təbii sistemlər, eyni kompleks agentlərin tamamilə yeni nüsxələrini yaratmaq üçün istifadə edilə bilən sıxılmış məlumatları ehtiva edən toxumlara malikdir. Bu cür toxumlar tez-tez optimal gübrələmə üçün hədəflərinə çatmaq üçün səyahət və yayılma mexanizmlərinə malikdirlər. Hər nüsxənin bir az fərqli olduğu və gələcək nəslin tozlanması üçün yalnız bir neçəsinin seçiləcəyi bir çox nüsxədə yaradılır.

Mürəkkəb agentləri digər agentlərdən və xaricdən qorumaq üçün diqqətəlayiq maneələr mövcuddur. Bu konteynerlər və ya modullar daxili hissələri açıq xarici mühitdən gizlədir. Xaricilər standart protokollar, simvollar və bayraqlardan istifadə edərək ətraf mühit və digər sistemlərlə əlaqə qurmağı asanlaşdıran bir interfeysə malikdir. Bununla əlaqədar olaraq təkrar istifadəyə və ümumiliyə imkan verən plug-and-play dizayn prinsipi. Bu prinsip mürəkkəb sistemlərə daha yüksək səviyyəli sistemlər yaratmaq üçün birlikdə işləməyə imkan verir. Bu modulyarlıq iyerarxiyalar yaradır. Qarşılıqlı təsir göstərən kompleks sistemlər, bir paketdə fərdi davranış və davranış arasında keçid etmək qabiliyyətinə malikdir. Bir paketdə olduqda, kompleks sistemlər tez -tez fərqli həndəsi formalar meydana gətirirlər. Mürəkkəb sistemlərdəki formalar adətən mozaika formasında işlənmiş mozaika əmələ gətirir [26]. Bir paketdəki polimorf kompleks sistemlər təsadüfi olaraq paralel hərəkət edir, lakin çox vaxt heyrətamiz sinxronizm nümayiş etdirir. Sinxronizm idarəçilik yolu ilə əldə edilə bilər, məsələn, orkestrə siqnal verən bir dirijor, lakin çox vaxt sinxronizm kompleks sistemlərdə idarəetməni tələb etmir. Bu cür fövqəladə davranışlar üçün təsadüf və səs -küy tələb olunur. Səs -küy, mürəkkəbliyi və təkamülü dəstəkləyən dinamik davranışın digər aspektləri üçün də lazımdır. Səs -küy, təkamüllü bir minimum vəziyyətdə qalmağın öhdəsindən gəlmək üçün lazım olan bir mexanizmdir. Təsadüfi və səs -küy, homeostazın davamlı axtarışı ilə nəticələnir, lakin kompleks sistemlər heç vaxt sabit bir vəziyyətdə əbədi olaraq yerləşmir [27]. Mürəkkəb sistemlər davamlı olaraq böyüyür, uyğunluğu yaxşılaşır və mürəkkəbliyi artır, çünki onların mühiti daim bu istiqamətdə dəyişir [28]. Mərhələ keçidləri, kifayət qədər sabit vəziyyətdə olan bir sistemin bir çox dəyişikliyə səbəb olan kiçik bir dəyişikliyə uğradığı və sistemi başqa bir yeni yarı sabit vəziyyətə çevirdiyi qısa müddət ərzində baş verir [10]. Təkmil fitness vəziyyətinin tapılması birbaşa səmərəlilik və enerji istifadəsi ilə əlaqəli dizayn prinsipidir.

Mürəkkəb sistemlərdəki proseslərin çoxu enerjidən istifadə edərkən və kompleks agentlərin enerji mənbələri üçün rəqabət apardıqları halda, sistemlərin enerjidən istifadəsi daha çox ümumi fitneslə, daha az enerji qənaəti və enerji səmərəliliyi ilə əlaqədardır [29]. Bu, kompleks sistemləri fizikada öyrənilən tipik sistemlərdən fərqləndirən bir çox anlayışlardan biridir. Bununla birlikdə, enerjiyə qənaət və səmərəlilik kompleks sistemlərin daha yaxşı rəqabət aparmasına kömək edə bilər.Maraqlıdır ki, çox vaxt ölü orqanizmlər digər orqanizmlər üçün enerji mənbəyinə çevrilir, halbuki ən çox parçalanmış üzvi material olan xam neft bu gün gördüyümüz texnoloji təkamülün ilkin mərhələsi üçün əsas enerji mənbəyi kimi xidmət edir. Əksər mürəkkəb sistemlər adətən balanslaşdırılmış ekosistemlərdə tullantı istehsal edir, bir kompleks sistemin tullantıları digəri üçün resursdur. Bununla birlikdə texnoloji texnogen kompleks sistemlər yaxşı emal olunmayan tullantılar istehsal edir. Bununla əlaqədar olaraq, kompleks sistemlərin yaradılmasını hərəkətə gətirən əhəmiyyətli dinamik quruluşlar olan geribildirim döngələri var. İlkin metabolik şorba bir-biri ilə rəqabət aparan geribildirim dövrələrini meydana gətirən sadə fermentlərdən hazırlanmışdır [18]. Rəqabət ticarətin iki və ya daha çox mürəkkəb sistemin qalibi olduğu bazarlarda hərəkətə keçməyi nəzərdə tutur. Uğurlu ticarət məhsulların müxtəlifliyini və xidmətlərin ixtisaslaşmasını tələb edir. Ticarətdə qaliblər çox vaxt novatorlar və ya yeniliyi ən yaxşı dinləyənlər olur. Ticarət simbioza çevrilə bilən əməkdaşlıqla nəticələnir: birgə mövcud olmaq üçün iki ayrı kompleks sistemin bir-birindən asılılığı. Bir istiqamətli simbioz parazitizmdir. Parazitar kompleks agentlər, ev sahiblərinin müvəffəqiyyətini öz yaşamaq ehtiyacları üçün istifadə edirlər. Uğurlu kompleks agentləri parazitlərin özünü necə düzəltməyi və onlarla mübarizə aparmağı öyrənməli, parazitlər isə yaradıcı yayınma strategiyaları oyunu ilə məşğul olmalıdırlar. Parazitlər bəzən ev sahiblərini öldürürlər, lakin onlar çoxalmadan və onların nüsxələri digər hostlara keçmədən əvvəl deyil, yayıla bilər.

Yuxarıda sadalanan bütün anlayışlar, aralarında bəzi əlaqəli əlaqələr olan kompleks sistemlərin dizayn prinsiplərini qısaca təqdim edir. Lakin bütün bu anlayışları daha az qeyri-müəyyənliklə təsvir etmək üçün daha ətraflı izahatlara ehtiyac var. Bundan əlavə, bu anlayışların real dünyada təbii və texnoloji sistemlərdə necə formalaşdığını göstərmək üçün xüsusi nümunələr tələb olunur. Bu cür ətraflı təsvirlər, bu araşdırmanın əhatə dairəsi xaricindədir, lakin kompleks sistemlər haqqında bu ümumi müşahidələrin insan hüceyrələrinə necə tətbiq edildiyini və belə bir perspektivin sistem biologiyasını necə məlumatlandıra biləcəyini düşünməklə maraqlanırıq.

7. İnsan hüceyrəsi: mürəkkəb sistem nümunəsi

İnsan hüceyrəsi mürəkkəb canlı bir təbii maşındır. Vücudumuzu bir araya gətirən hüceyrələr, milyardlarla il ərzində təkmilləşdirilmiş və optimallaşdırılmış təbii kompleks sistemin prototipik bir nümunəsidir. İnsan hüceyrələrini qismən tipik bir kompleks sistem halına gətirən şey, eyni komponentlərin çoxsaylı nüsxələri olan, hamısı birlikdə işləyən, bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqədə və bir hissəsi olan yüksək səviyyəli funksional bir varlıq yaratmaq üçün paralel olaraq bir çox fərqli komponentdən hazırlanmasıdır. bir orqanizmin.

Təxminən 50 trilyon hüceyrədən ibarətdir. Demək olar ki, bütün bu hüceyrələr, şablonu tutan simlər olan uzun DNT molekullarından hazırlanan eyni genetik kodu və bütün orqanizmi yaratmaq üçün lazım olan simvolik təlimatları ehtiva edir. Tam bir orqanizmin necə qurulacağına dair məlumatlar insan hüceyrələrinin nüvələrində yaxşı sıxılır. Bütün hüceyrələrimizdəki DNT eyni olsa da, bədənimizi meydana gətirən təxminən 400 fərqli hüceyrə tipi bir-birindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir. Bunun səbəbi, hər bir hüceyrə tipində fərqli gen dəstlərinin ifadə edilməsidir. Genlərin bu fərqli ifadəsi, hüceyrələrə necə davranmağı öyrədən fərqli hüceyrədaxili siqnalların nəticəsidir. Hüceyrələr digər hüceyrələrdən hansı genləri ifadə etməli olduqlarını və hansı zülalları hazırlayacaqlarını və nəticədə hansı hüceyrə tipinə çevrilməli olduqlarını izah edən hüceyrədaxili siqnallar alırlar. Hüceyrələr, ya hüceyrə matrisi qarşılıqlı təsirlərindən, ya da hüceyrə membranından keçə bilən və ya bağlana bilən kiçik molekullar tərəfindən daşınan digər hüceyrələrdən gələn parakrin və ya endokrin siqnallar nəticəsində meydana gələn hüceyrə -hüceyrə ünsiyyət protokolları sayəsində inkişaf etmiş strukturlar yarada və ixtisaslaşa bilərlər. hüceyrə səthindəki reseptorlar. Bunlar kompleks sistem sensorlardır. Hüceyrədaxili siqnal yolları hüceyrələri ətraf mühitin vəziyyəti haqqında məlumatlandırmaq üçün paralel olaraq fəaliyyət göstərən hüceyrədənkənar amillərin kompleks birləşməsi ilə tetiklenir. Siqnalın bu forması hüceyrənin gen ifadə proqramını müəyyən edən gen tənzimləyici şəbəkələrin dinamikasına nəzarət edir. Hüceyrə səthi reseptorları hüceyrənin plazma membranı lipid ikiqat təbəqəsindən keçir. Bu, hüceyrənin kompleks sisteminin maneəsidir. Bu reseptorlar hüceyrənin xaricində baş verənləri dinləyir və ətraf mühitdəki dəyişiklikləri hüceyrənin içindəki komponentlərə çatdırır. Bir beyin bölgəsindəki bir nörotransmitterin və ya qandakı bir hormonun biokimyəvi konsentrasiyası dəyişdirildikdə, hüceyrənin səthindəki reseptorlar aktivləşə və ya inhibə edilə bilər. Belə bir dəyişiklik haqqında məlumat, məlumatları gücləndirən, süzən, emal edən, deşifr edən və ötürən zülalların və metabolitlərin mürəkkəb bir siqnal şəbəkəsi olan hüceyrənin mərkəzi emal vahidi maşınına ötürülür. Hormonlar, nörotransmitterlər və ya dərmanlar kimi ligand adlanan hüceyrədaxili kiçik molekullar birbaşa reseptor zülallarına bağlanır. Hüceyrədənkənar biomolekulların reseptorlara bağlanması reseptorların üçölçülü strukturunu dəyişdirərək siqnalları ötürmək üçün reseptorları gücləndirir. Bir reseptorun struktur konfiqurasiyasındakı bu dəyişiklik, hüceyrə daxilində olan fermentlər kimi hüceyrə daxilində olan digər zülalların, məsələn, reseptorlara bağlanaraq və ya bağlanmamaqla aktivlik səviyyələrini dəyişdirməsinə səbəb olur. Bu hüceyrədaxili qarşılıqlı təsirlər hüceyrə daxilində biokimyəvi reaksiyaları kataliz edən digər fermentlərin aktivləşməsinə səbəb ola bilər. Bu biomolekulyar dinamika, məlumatı hüceyrənin xaricindən hüceyrənin daxili bölgələrinə köçürməklə nəticələnir. Müxtəlif siqnal yollarının daim aktivləşdiyi və söndürüldüyü bir biokimyəvi reaksiyalar kaskadı paralel olaraq hüceyrələrin daxilində hərəkət edir. Beləliklə, hər bir hüceyrənin səthində mövcud olan minlərlə fərqli reseptordan alınan məlumatlar, hüceyrənin davranışını təyin etmək üçün birləşdirilmişdir. Bu, transkripsiya faktorlarını aktivləşdirmək və ya inhibə etməklə gen ifadəsini tənzimləməklə əldə edilə bilər. Transkripsiya faktorları gen ifadəsini tənzimləmək üçün hüceyrənin DNT-sinə bağlanan zülallardır. Hüceyrə siqnalı hadisələrinin digər effektorları zülalların translyasiyasını, zülalın deqradasiyasını, membrandakı kanal zülallarının translyasiyadan sonrakı modifikasiyaları vasitəsilə elektrik aktivliyinin modulyasiyasını tənzimləyən zülallardır.

Belə tənzimlənmənin nəticələrindən biri də bəzi insan hüceyrələrinin sürünmə qabiliyyətidir [31-33]. Sürünmənin istiqaməti və sürəti hüceyrənin siqnal şəbəkəsi [32] tərəfindən müəyyən edilir və onu hüceyrənin hərəkətvericilərindən biri hesab etmək olar. Hüceyrə siqnal şəbəkəsi tərəfindən tənzimlənən başqa bir orqanel mitokondriyondur. Hüceyrələrdəki mitoxondriyalar mühərrik və sensor kimi fəaliyyət göstərir [34]. Onlar ümumi valyuta enerji mənbələrini ATP, GTP və NAD+ istehsal edirlər. Bu enerji yüklü molekullar bir çox zülallar tərəfindən işlərini yerinə yetirmək üçün istifadə edilə bilər. Maraqlıdır ki, hüceyrələrdəki mitokondriyalar enerji səviyyələrini hiss edirlər və müəyyən siqnallar alsalar, mitokondriya apoptoz olaraq da adlandırılan proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümünə səbəb ola bilər [35]. Bu cür altruistik davranış, bütün orqanizmin yaxşılaşdırılması üçün hüceyrəni intihara aparan siqnalları tətikləyən zülalları buraxaraq mitoxondriya tərəfindən başlanır. Mitoxondrinin təkamül mənşəyi də simbiozun nümunəsidir. Mitoxondriyanın bu gün mövcud olan bəzi bakteriyalarla oxşarlığı güclü şəkildə göstərir ki, hüceyrələr əvvəlcə bakteriyalarla yoluxmuşlar və tədricən inkişaf edən endosimbiotik əlaqə vasitəsilə bakteriyalar hüceyrənin bir hissəsinə çevrilmişdir [36].

Hüceyrə zədələnmiş və ya yoluxmuşsa, bəzən proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümü tələb olunur. Ancaq infeksiya və ya zədə ilə mübarizə aparmaq üçün belə kəskin bir tədbir görməzdən əvvəl hüceyrələr müdafiə və özünü təmir mexanizmlərinə sahib olmaq üçün təkamül etdi. İnsan hüceyrələrində müdafiə sisteminin bir nümunəsi viral infeksiyaya interferon reaksiyasıdır [37]. Hüceyrələrdə, virusun iki telli RNT-ni aşkar edə bilən xüsusi bir reseptor və hüceyrədaxili zülallar var və immun cavabını açmaq üçün hüceyrə siqnal şəbəkəsinə siqnal verir. Belə bir immun cavab qonşu hüceyrələrə infeksiya ilə bağlı xəbərlər verir və xarici cisimlə müxtəlif yollarla mübarizə aparmaq üçün daxili reaksiyaya səbəb olur [38]. Eynilə, özünü düzəltmə mexanizminə bir nümunə, DNT zədələnmə reaksiyasıdır, iki telli DNT qırılmalarını düzəldə bilən bir maşındır [39]. DNT zədələnmə mexanizmi də proqramlaşdırılmış hüceyrə ölüm maşınları ilə əlaqələndirilir. DNT zədəsi çox geniş olarsa, mexanizm apoptozu aktivləşdirmək üçün hüceyrə siqnal şəbəkəsinə siqnal verir. DNT zədələnməsinə cavab verən maşınlar, hüceyrələrin özlərinin bir nüsxəsini səmərəli şəkildə çoxaltmaq qabiliyyətinə malik olan hüceyrə dövrü aparatı ilə də əlaqəlidir. DNT zədəsi aşkar edilərsə, hüceyrə dövrü proqramı dayandırılır. Hüceyrə zədələnməsinə maddələr mübadiləsinin əlavə məhsulu olan reaktiv oksigen növləri səbəb ola bilər [40,41]. Bu hüceyrənin tullantı məhsullarından biri sayıla bilər. Hüceyrələr reaktiv oksigen növlərini zərərsizləşdirmək və həmçinin hüceyrə siqnalı üçün istifadə etmək üçün mexanizmlər inkişaf etdirmişlər, lakin yüksək səviyyələrdə bunlar zərər verə və xəstəliyə səbəb ola bilər. Hüceyrə tullantıları məhsullarının məhv edilməsi mexanizminin başqa bir nümunəsi, yatarkən beynimizin kiçilməsinin son müşahidəsidir. Son bir araşdırma, bunun oyaq ikən və beynimizi tam istifadə edərkən gün ərzində yığılan metabolik toksinləri çıxarmaq üçün lazım olduğunu irəli sürdü [42]. Alzheimer xəstəliyində beyində əmələ gələn amiloid lövhələri düzgün işlənməyən hüceyrə tullantıları hesab edilə bilər [43]. Hüceyrələrdə sirkadiyalı dövrə hüceyrə siqnalı və gen tənzimləyici şəbəkələri daxilində yerləşdirilmiş bir neçə saatdan yalnız biridir. Bu saatlar dövri olaraq aktiv olması lazım olan proseslərin tsiklik tənzimlənməsini təmin edir [44,45]. Bir çox mürəkkəb sistemlərdə müşahidə edilən ümumi dizayn nümunələri ilə insan hüceyrələrində müşahidə olunanlar arasında yuxarıda göstərilən əlaqələr vizual olaraq ümumiləşdirilmişdir (şəkil 2). Sadalanan əlaqələr hər şeyi əhatə etmir və yalnız ümumi konsepsiyanı göstərmək üçün burada edilir. İnsan hüceyrələrinin daxili komponentləri haqqında anlayışımızı artırdıqca daha çox nümunələrin ortaya çıxacağı da gözlənilir.

Şəkil 2. İnsan hüceyrəsi prototip kompleks sistemdir. Qırmızı rəngdə və qutunun xaricində ümumi kompleks sistem xüsusiyyətləri var. İçəridə insan hüceyrələrində bu mücərrəd anlayışların təzahürləri var. Şəkildə göstərilən bəzi hüceyrəaltı sistemləri daha ətraflı izah edən məqalələri nəzərdən keçirin: hüceyrə taraması [31-33], mitoxondriya [34-36], interferon reaksiyası [37,38], hüceyrə siqnal şəbəkəsi [30], DNT zədələnməsi cavab [39], reaktiv oksigen növləri [40,41], sirkadiyalı ritmlər [44,45] və otofajiya [46]. (Rəngli onlayn versiya.)

8. Nəticə

Hüceyrələr və onların daxili komponentləri çılpaq gözlə müşahidə edə bilməyimiz üçün çox kiçikdir və hüceyrələrdəki makromolekulyar komponentləri yalnız ən yaxşı mikroskoplarla müşahidə etmək mümkündür. Son vaxtlara qədər, tək bir təcrübədə bir hüceyrə içərisində yalnız bir neçə molekulyar komponenti öyrənə bilərdik. Bununla birlikdə, son bir neçə onilliyin yeni biotexnoloji atılımları ilə, hüceyrələrin daxili işlərini daha qlobal miqyasda daha dəqiq bir qətnamə və detallarla anlaya bilərik. Bunun səbəbi, ortaya çıxan bu yeni biotexnologiyaların, məsələn DNT, RNT və zülal sıralaması, tək bir təcrübədə bir çox molekulyar növün səviyyəsini bir anda ölçə bilir. Bu texnologiyalar, hüceyrə kompleks sistemini təşkil edən bir çox dəyişənin vəziyyətinin anlarını çəkir. Hüceyrə və molekulyar biologiyada baş verən bu inqilaba sistem biologiyası [22] deyilir, bu termin indi böyük məlumat bioinformatikası ilə əvəzlənir [47]. Hüceyrə tənzimlənməsini daha qlobal və daha bütöv şəkildə anlamağa imkan verir. Bununla belə, bu cür anlayışa nail olmaq üçün bütün bu hissələrin bir araya gələrək yüksək səviyyəli funksiyaları necə meydana gətirdiyini izah edən yeni nəzəriyyələr də tələb olunur. Ancaq bu cür nəzəriyyələr meydana gəlməzdən əvvəl, bu yeni texnologiyalardan istifadə edərək toplanan məlumatların kütlələrini idarə etməyi bacarmalıyıq. Hesablama və saxlama xərclərinin və demək olar ki, hər şeyi qeyd etməyə imkan verən texnologiyaların sürətlə azalması ilə, indi insanlar da daxil olmaqla, müxtəlif nəzarətli və ya təbii kortəbii narahatlıqlar altında bir çox kompleks sistemləri təşkil edən dəyişənlərin vəziyyətini izləyə bilərik. hüceyrələr. Bütün bir insan hüceyrə sisteminin dəqiq kobud təsvirini yaratmaq üçün nə qədər belə məlumat toplamaq lazımdır? Bu cür məlumatlardan ən yaxşı məlumatları necə çıxara bilərik və sistemin hələ ölçülməmiş və ya hələ görülməmiş davranışları və şərtləri haqqında proqnozlar verə bilərik? Bu yüksək ölçülü məlumatları necə vizuallaşdıra və inteqrasiya edə bilərik? Bunlar hesablama sistemləri bioloqları da daxil olmaqla, bu gün məlumat alimlərinin üzləşdiyi böyük problemlərdən bəziləridir.

Sistem biologiyası sahəsi həm məlumatla zəngin, həm də məlumat baxımından zəifdir. O, məlumatlarla zəngindir, çünki artıq toplanmış, lakin daha çox təhlil edilməli olan çoxlu məlumat var və məlumat baxımından zəifdir, çünki sistem çox mürəkkəb və müşahidə etmək çox çətindir və buna görə də hazırda topladığımız məlumatlar açıq şəkildə kifayət deyil. insan hüceyrə davranışını idarə edən mürəkkəb molekulyar mexanizmləri tam başa düşmək.

Hal-hazırda, hüceyrə siqnal şəbəkələrinin hüceyrə funksiyasını tənzimləmək üçün məlumatları necə birləşdirdiyi və emal etdiyi ilə bağlı bütün molekulyar təfərrüatları tam başa düşmürük. Açıq suallar, hüceyrədaxili mühitdə yayılmış və fərqli və çoxlu reseptor növlərinə bağlana bilən bir çox fərqli ligandın, alternativ hüceyrə fenotipləri ilə nəticələnən hüceyrədaxili fəaliyyət dəyişikliklərinə necə başladığını əhatə edir. Yaxın vaxtlara qədər hüceyrə və molekulyar bioloqlar bu qədər kompleks bir sistemi öyrənmək üçün bir azaldıcı yanaşma tətbiq edirdilər. Biyologiyadakı redüksiyonizm, təcrübəçilərin bütün elmi karyeralarını yalnız bir və ya bir neçə genin və onların protein məhsullarının analizinə yönəltməsinə səbəb oldu ki, əslində hər bir məməli hüceyrədə bu genlərdən ifadə olunan minlərlə fərqli gen və zülal var. ümumilikdə eyni vaxtda. Bütün bu müxtəlif növ zülallar bir-birinin fəaliyyətinə və bolluq səviyyəsinə təsir edərək, birlikdə işləyir. Ancaq belə biomolekullar çox kiçik olduqları üçün onların necə işlədiyini dəqiq görə bilmirik və dolayı üsullarla onların aktivliyini ölçməyə əl atmalıyıq. Fərdi laboratoriyalar tərəfindən yalnız bir neçə gen və ya zülalın öyrənilməsi bu gün də biotibbi tədqiqatlarda üstünlük təşkil edir. Dünyanın bir çox fərqli laboratoriyası tərəfindən edilən, zəhmət tələb edən, aşağı məhsuldarlığı olan bir genli təcrübələr haqqında məlumatlar davamlı olaraq toplanır. Fərdi zülalları və onların qarşılıqlı təsirlərini xarakterizə edən bu cür tədqiqatlardan əldə edilən məlumatlar, məlumatların inteqrasiyası vasitəsilə hüceyrə tənzimləmə tapmacasının daha qlobal mənzərəsini yenidən qurmaq üçün istifadə edilə bilər [30]. Bununla belə, bu cür məlumatların toplanması tədqiqatın fokuslanmasından [48] və təkrar istehsalla bağlı narahatlıqlardan [49] əziyyət çəkir. Bununla birlikdə sistem biologiyası yanaşmaları tədricən yeni standart halına gəlir. Biologiyada sistemləri öyrənmək konsepsiyası əvvəllər tətbiq edilmişdi, lakin sonra molekulyar qarşılıqlı təsirləri sistem davranışları ilə əlaqələndirmək üçün kifayət qədər molekulyar detallar mövcud deyildi [22].

Son illərdə, süni intellekt və maşın öyrənmə və xüsusilə dərin öyrənmə vədinin verdiyi fürsətlərdən çox həyəcan yarandı. Sistem biologiyasına dərindən öyrənmə tətbiqləri, həqiqətən də, biliklərin hesablanması ilə kəşfi sürətləndirə bilər [50]. Dərin öyrənmə bütün təfərrüatları bilməyə ehtiyac olmadan cavablar verə bilər, həm də dərin neyron şəbəkənin Go oyunu üçün yeni strategiyalar kəşf etdiyi kimi, tədqiqatçıların diqqətdən kənarda qaldığı yeni bilikləri də kəşf edə bilər. bu mürəkkəb oyunun oyununu mənimsəmək [51]. Xüsusi avadanlıq və açıq mənbəli istifadəsi asan proqram kitabxanaları vasitəsi ilə dərin öyrənmə alqoritmlərinin daha əlçatan olmasına səbəb olan texnoloji təkamül də sürətli irəliləyiş görür. Bu inkişaflar irəliləyişə imkan versə də, bəzən mürəkkəb sistemlər nəzəriyyəsi perspektivindən çıxarılan nəticələri tam dərk etmədən belə irəliləyiş əldə edilə bilər. Bu araşdırmada mən insan hüceyrəsinin mürəkkəb bir sistem kimi ətrafımızdakı və içimizdəki digər mürəkkəb sistemləri daha dərindən dərk etməyin vacibliyini daha da vurğulamağa çalışdım.


Yekun Düşüncələr

Tarixən ekosistem araşdırmalarının ən qabaqcıl tərəfi reduktiv araşdırmalar idi [43]. Nəticədə, tədqiqatçılar və siyasət qurucular, ekosistemlərin insan fəaliyyətinə necə reaksiya verdiyini bilmək üçün özlərini məlumatlara boğur [44]. Sintez və inteqrasiyaya nail olmaq azaldılmadan [43] çox çətin olsa da, dəniz ekosistemlərinin və təqdim etdikləri xidmətlərin qorunması və bərpası üçün sadəcə hissələrin deyil, bütövün anlaşılması zəruridir [45]. Məlumat kütlələri bizə EBM -in necə tətbiq ediləcəyini və ya bunun üçün prioritetləri təyin etməyimizi izah edə bilməz. Eyni şəkildə, ekosistemin müxtəlif komponentlərinin vəziyyətini və tendensiyalarını hesablamaq EBM -ə məlumat verə bilməz. Bunun əvəzinə, müxtəlif fiziki, bioloji və sosial -iqtisadi məlumatları aktiv şəkildə inteqrasiya etmək və cəmiyyət tərəfindən dəyərləndirilən ekosistem malları və xidmətləri arasındakı qərarların təsirinə dair tənqidi düşünmək lazımdır. Burada təsvir etdiyimiz IEA bu ​​vəzifəni yerinə yetirir və sağlam və məhsuldar ekosistemlərdə cəmiyyətin maraqlarını dəstəkləyən institusional çərçivəyə kritik qiymətləndirmə dəstəyi verir.

ABŞ-da dəniz ehtiyatlarının idarə edilməsində dəyişiklik üçün vaxt yetişib [46]. Dəniz mühitində məlumat əldə etmək olduqca çətindir, lakin onilliklər ərzində dəniz alimləri davamlı olaraq məlumat, təcrübə və vasitələr toplayırlar. Dəniz ekosistemlərinin gələcəyi, bu məlumat toplusunu götürə bilən, inteqrasiya edən və EBM -i işlədə bilən siyasətçilərin, resurs menecerlərinin, elm adamlarının və maraqlı tərəflərin əlindədir. İndi biz yaxşı basılmış reduksionist yol ilə daha az keçilmiş sintetik yol arasındakı yol ayrıcına çatdıq. Təklif etdiyimiz modelə əsasən, BEA-lar daha az səyahət edilən yola işarə edir və biz hesab edirik ki, bu, EBM-in tətbiqində irəliyə doğru praktiki yolun müəyyən edilməsində bütün fərqi yaradacaq.


Biologiya (BIOL)

İnsanlar və ətraf mühit arasındakı qarşılıqlı əlaqə ilə əlaqəli əsas anlayışlara və məsələlərə ümumi baxış. Mövzular əhalinin artması, biomüxtəlifliyin itirilməsi, qlobal iqlim dəyişikliyi, ozonun tükənməsi, enerji istehlakı və müxtəlif növ çirklənmələrdir. Bu kurs qeyri-ixtisaslar üçün nəzərdə tutulmuşdur və laboratoriya elmlərinin paylanması tələbini yerinə yetirir. WSU-Vancouver Ətraf Mühit Elmləri/Regional Planlaşdırma ixtisasları üçün də tələb olunur. [NS, SE]

Kəşf prosesi
BIOL 102 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Təbiət və sosial elmlərdə istifadə olunan kəşf proseslərinə giriş. Sosial, psixoloji və fizioloji kontekstlərdə öyrənilən kollec tələbəsinin uğuruna kömək edən faktorlar üzrə orijinal tədqiqatları ehtiva edir. Tədqiqat mövzularına fərziyyələrin inkişafı, eksperimental dizayn, ədəbiyyat axtarışları, məlumatların təhlili, tədqiqat etikası və insan subyektlərinin tədqiqat mülahizələri daxildir. Kurs COLL 101-i yerinə yetirir: Məqsədlərin müəyyən edilməsi, şəxsi idarəetmə bacarıqları, akademik planın hazırlanması, mədəni səriştə və ünsiyyət bacarıqlarının inkişafı, maliyyə savadlılığı və kollecdəki tələbə resurslarına giriş daxil olmaqla Kollec Əsasları nəticələri.[NS,SS,SE,GE] [PNP]

Kiçik Dünya Antibiotiklər Araşdırması 1
BIOL 105 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Potensial yeni antibiotikləri kəşf etmək üçün orijinal araşdırmaları əhatə edən araşdırma kursu.Torpaq mikrobiologiyası və insan xəstəlikləri prosesləri və müalicəsi ilə əlaqədar olaraq həyatın hüceyrə əsasları, maddələr mübadiləsi, irsiyyət prinsipləri, təkamül və ekologiya da daxil olmaqla biologiyada əsas anlayışlara və məsələlərə baxış. Tənqidi təfəkkür, laboratoriya tədqiqat metodologiyası və ünsiyyət bacarıqları daxil olmaqla elmi sorğuya güclü vurğu. Bu kurs qeyri-biologiya ixtisasları üçün nəzərdə tutulmuşdur və laboratoriya elmləri tələblərini yerinə yetirir və ya digər biologiya kursları üçün tövsiyə olunan bir kursdur. İngilis dilində yazı bacarıqları yüksək tövsiyə olunur. [GE, SE, NS] [PNP]

Kiçik Dünya Antibiotikləri Araşdırması 2b
BIOL 106 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Mikrob hüceyrə quruluşu, böyümə, genetika və antibiotik istehsalı, DNT ardıcıllığı, PCR, nanopor-əsaslı genom ardıcıllığı və bioinformatik analiz daxil olmaqla, antibiotiklərə davamlı bakteriyaların mövcud dünya böhranını yüngülləşdirməyə kömək etmək üçün yeni antibiotiklərin kəşfi üçün tədqiqatlara diqqət yetirir. Laboratoriya işi, yeni antibiotiklər kəşf etmək məqsədi ilə, BIOL 105-də təcrid olunmuş antibiotik istehsal edən bakteriyaların genom ardıcıllığını təyin etmək, təhlil etmək və 'mədən etmək' üzərində dayanacaq. Tənqidi düşünmə, laboratoriya tədqiqat metodologiyası və ünsiyyət qabiliyyətləri daxil olmaqla elmi araşdırmalara güclü vurğu. [NS, GE, SE] [PNP]

Vəhşi Təbiətə Giriş
BIOL 139 3 Kredit/Vahid

ABŞ-da və bütün dünyada vəhşi təbiətin qorunması və idarə edilməsi. Vəhşi təbiətin qorunması və idarə edilməsinin sosial və siyasi aspektlərini, biomüxtəlifliyin idarə edilməsində, vəhşi təbiət populyasiyalarının idarə edilməsində və ekosistem idarəçiliyində olan problemləri araşdırır. [NS, SE]

Şimal -qərb məməliləri
BIOL 140 3 Kredit/Vahid

Sakit okeanın şimal -qərbindəki əhəmiyyətli məməlilər. Onların eyniləşdirilməsi, təsnifatı, həyat tarixi, ekologiyası, indiki vəziyyəti və idarə olunması. [NS, SE]

Sakit okeanın şimal-qərbindəki quşlar
BIOL 141 3 Kredit/Vahid

Sakit okeanın şimal -qərbindəki əhəmiyyətli quşlar. Onların identifikasiyası, təsnifatı, həyat tarixçəsi, ekologiyası, mövcud vəziyyəti və idarə edilməsi. [NS, SE]

Sakit okeanın şimal -qərbində şirin su balıqları
BIOL 142 3 Kredit/Vahid

Sakit okeanın şimal -qərbindəki əhəmiyyətli balıqlar. Sakit okeanın şimal-qərbindəki şirin su balıqlarının identifikasiyası, təsnifatı və əsas biologiyası. Balıqçılıq idarəetmə konsepsiyalarına giriş. Kolumbiya çayı hövzəsində qızılbalığa təsir edən amillərin icmalı. [NS, SE]

Meşəçiliyə Giriş
BIOL 143 3 Kredit/Vahid

Ağacların, torpaqların, meşə ekologiyasının, meşə böcəklərinin və xəstəliklərinin, taxta idarəçiliyinin, yanğın idarəçiliyinin və meşə təsərrüfatının quruluşunu və funksiyasını əhatə edən bir meşə idarəetmə kursu. Dərslər bəzən kampusda bir araya gələcək və bir şənbə günü gəzinti tələb olunur. [NS, SE]

Sakit Okean Sürünənləri və Amfibiyalarına NW
BIOL 145 3 Kredit/Vahid

Sakit Okeanın şimal -qərbində sürünənlərin və suda -quruda yaşayanların biologiyası, ekologiyası, təkamülü və coğrafi paylanmasına giriş. [NS, SE]

Dəniz Biologiyası
BIOL 150 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Dəniz mühiti (fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri), bitkiləri, bakteriyaları, heyvan həyatı (onurğalılar, onurğasızlar), ekosistemlər, balıqçılıq və çirklənmə. [NS, SE]

İnsan Biologiyası
BIOL 164 4 Kredit/Vahid

Qeyri-elm ixtisasları üçün insan orqanizminə giriş təlimatı. Mövzulara kimyanın əsasları, hüceyrə quruluşu və funksiyası, seçilmiş orqan sistemlərinin (həzm, qan dövranı, tənəffüs, endokrin, reproduktiv və s.) anatomiyası və fiziologiyası və orqan sistemləri ilə bağlı sağlamlıq problemlərinin müzakirələri daxildir. Bədənin necə işlədiyi haqqında daha çox məlumat əldə edin və həkimlərlə və ya başqaları ilə ünsiyyət qurmağa inamı artırın. [NS, SE]

İnsan Biologiyası Laboratoriyası
BIOL 165 1 Kredit/Vahid

İlkin şərt: BIOL 164-ə paralel qeydiyyat və ya tamamlanması ("C" və ya daha yüksək qiymət)

Qeyri-elmi ixtisaslar üçün laboratoriya kursu. BIOL 164 -də müzakirə olunan mövzuları gücləndirmək və genişləndirmək üçün kompüter simulyasiyaları və fəaliyyətləri vasitəsilə strukturlaşdırılmış imkanlar təqdim edir. [NS, SE]

İnsan Genetikası
BIOL 167 3 Kredit/Vahid

Qeyri-elm sahələri üçün müxtəlif genetik mövzulara giriş. Mövzulara aşağıdakılar daxildir: əsas hüceyrə biologiyası, DNT quruluşu və amp funksiyası, mutasiyalar, irsi xəstəliklər, ev genetik/ata testi, damazlıq təhlili, məhkəmə elmləri, gen terapiyası, klonlaşdırma, eugenika və həyata keçirilmiş və/və ya potensial sosial təsirlər. Genetika və bunun sizə necə təsir etdiyi/təsir edə biləcəyi haqqında daha çox bilik və anlayış əldə edin. [NS,SE] [PNP]

Bioetika
BIOL 180 3 Kredit/Vahid

Biologiya elminin və etikanın öyrənilməsi. Bioetik dilemmaların həllində etik prinsiplər və nəzəriyyələrdən istifadə olunur. Tədqiq olunan anlayışlar arasında genetik mühəndislik, irsi pozğunluqlar, klonlaşdırma, həkim yardımı ilə intihar, sağlamlıq resurslarının ayrılması, orqan donorluğu və ekoloji etika daxildir. [GE, NS, SE]

Kooperativ iş təcrübəsi
BIOL 199 1-5 Kredit/Vahid

Təsdiq edilmiş bir işdə iş təcrübəsi. Xüsusi öyrənmə məqsədlərinin tamamlanması və işəgötürənin qiymətləndirilməsi. [GE]

Biologiyada sahə tədqiqatları
BIOL 208 1-10 Kredit/Vahid

2 saat mühazirə / 26 saat laboratoriya

Ön şərt: 100 və ya 200 səviyyəli Biologiya kursunun (BIOL, BIOL&) "C" və ya daha yüksək qiymətləndirilməsi

Biologiya ilə maraqlanan tələbələr üçün. Ziyarət edilən müxtəlif yaşayış yerləri ilə ekoloji yanaşma (qışda dəniz, Böyük Hövzə səhrası və yazda bataqlıq torpaqları). BIOL 208 üçün kreditlər hər səfər üçün toplanır və bütün səfərlər üçün 15 kredit mümkündür. [NS, SE]

Sakit Okeanın Şimal-Qərbinin Çiçəkli Bitkiləri
BIOL 224 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Yerli çöl çiçəklərinin taksonomik açarlardan istifadə edilməsi, nümunələrin hazırlanması və yaşayış yerlərində yerli növlərin öyrənilməsi üçün ekskursiyalar vasitəsilə ekologiyası. Meşə təsərrüfatı, vəhşi təbiət, istirahət, botanika və yerli çöl çiçəklərini tanımaqda maraqlı olan qeyri-biologiya ixtisasları üçün. Şənbə günü sahə səfəri tələb olunur. [NS, SE]

İnsan cəsədinin parçalanması
BIOL 275 1-6 Kredit/Vahid

Əzələ, qan dövranı, sinir, həzm və reproduktiv sistemlərin diseksiyası. [SE]

Seçilmiş Mövzular
BIOL 280 1-5 Kredit/Vahid

Biologiyadan seçilmiş mövzular. Mövzular dəyişir və kursun məzmunu yeni mövzuları əks etdirmək üçün dəyişir. Kursun məzmunu dəyişdiyindən fərqli mövzular üçün kredit üçün təkrar edilə bilər. [SE]

Xüsusi Layihələr
BIOL 290 1-5 Kredit/Vahid

Şöbə tərəfindən təsdiq edilmiş xüsusi layihələri planlaşdırmaq, təşkil etmək və tamamlamaq imkanı. [SE]

Biologiya Sorğusu
BIOL & amp 100 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Həyatın hüceyrə əsasları, maddələr mübadiləsi, irsiyyət prinsipləri, təkamül və müxtəliflik daxil olmaqla, biologiyada əsas anlayışların və məsələlərin icmalı. Tənqidi düşünmə və ünsiyyət qabiliyyətlərindən istifadə edərək elmi araşdırma prosesinə güclü vurğu. Bu kurs qeyri-biologiya ixtisasları üçün nəzərdə tutulmuşdur və laboratoriya elmləri tələblərini yerinə yetirir və ya digər biologiya kursları üçün tövsiyə olunan bir kursdur. İngilis yazı bacarıqları çox tövsiyə olunur. Psixologiya ixtisasları üçün tələb olunur. [NS, SE]

Ümumi Biologiya W/Lab
BIOL & amp 160 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Bütün canlı orqanizmlərin əsas komponenti olan hüceyrənin öyrənilməsinə giriş. Hüceyrə kimyasına, quruluşuna, maddələr mübadiləsinə, enerjiyə, hüceyrə bölgüsünə və genetik prinsiplərə vurğu. Sağlamlıq sahəsində iki illik təhsil almaq istəyən tələbələr üçün nəzərdə tutulub. Laboratoriya işi tələb olunur. [GE, SE, NS] [PNP]

İnsan Biologiyası/ Lab
BIOL & amp 175 5 Kredit/Vahid

4 saat mühazirə / 2 saat laboratoriya

Qeyri-elm ixtisasları üçün insan orqanizminə giriş təlimatı. İnsan biologiyası haqqında məlumatlarla qarşılaşdıqda və ya həkimlərlə ünsiyyət qurduqda bədəninizin necə işlədiyini və daha çox güvən əldə edin. Mövzular: kimyanın əsasları, hüceyrə quruluşu/funksiyası, seçilmiş orqan sistemlərinin anatomiyası/fiziologiyası (məsələn, həzm, qan dövranı, tənəffüs, endokrin, reproduktiv və s.) Və müvafiq orqan sistemləri ilə əlaqəli sağlamlıq problemlərinin nümunələri. Laboratoriya simulyasiyaları və fəaliyyətləri mühazirə mövzularını gücləndirir və genişləndirir.

Əsas Ekologiya/Təkamül
BIOL & amp 221 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

İlkin şərt: BIOL & amp 100 (& quotB & quot və ya daha yüksək) və ya BIOL & amp 222 (& quotC & quot və ya daha yüksək)

Həyat elmləri üçün üç giriş kursunun üçüncü kursu. Mendel genetikası, təkamül, uyğunlaşma, ixtisaslaşma, biomüxtəliflik və ekologiyanı əhatə edir. BIOL & amp 222, BIOL & amp 223 və BIOL & amp.

Əsas Hüceyrə/Molekulyar
BIOL & amp 222 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

İlkin şərt: CHEM& 121, CHEM& 139 və ya CHEM& 141 ("C" və ya daha yüksək dərəcəli) üzrə paralel qeydiyyat və ya tamamlanması

Həyat elmləri ixtisasları üçün üç giriş kursunun birinci kursu. Üzvi kimya, hüceyrə quruluşu, DNT quruluşu və replikasiyası, gen ifadəsi, hüceyrə bölgüsü, orqanizm inkişafı, molekulyar genetik və biotexnologiyanı əhatə edir. BIOL & amp 222, ixtisaslar üçün üç kurslu seriyanın ilk kursudur: BIOL & amp 223 və BIOL & amp 221-dən əvvəl alınmalıdır. [NS, SE]

Əsas orqanizm fizikası
BIOL & amp 223 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Ön şərt: BIOL& 222 ("C" və ya daha yüksək dərəcəli)

Həyat elmləri üzrə üç giriş kursunun ikinci kursu. Əsas heyvan və bitki orqan sistemlərinin fiziologiyasını əhatə edir. BIOL & amp 222, ikinci kurs BIOL & amp 223 və (üçüncü) BIOL & amp 221-dən əvvəl alınacaq üç kurslu ixtisaslar üzrə birinci kursdur. [NS, SE]

İnsan Anatomiyası və Fiziologiyası I
BIOL& 241 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

BIOL&amp 241L-də paralel qeydiyyat.

Ön şərt: BIOL& 160 ("C" və ya daha yüksək dərəcəli)

İnsan bədənindəki quruluş və funksiya arasındakı əlaqələri araşdıran iki müddətli ardıcıllıqla birincisi. Ardıcıllıq Tibb bacısı, Diş Gigiyenası və ya digər müttəfiq sağlamlıq proqramları üzrə ixtisas almağı planlaşdıran tələbələr üçün ilkin şərt kimi və ya qeyri-biologiya ixtisasları üçün həyat elmi krediti kimi nəzərdə tutulub. Mövzulara homeostaz, terminologiya, histologiya, integumentar, skelet, artikulyar, əzələ, sinir və endokrin sistemlər daxildir. [NS, SE]

İnsan Anatomiyası və Fiziologiyası II
BIOL & amp 242 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

BIOL & ampamp 242L -də eyni vaxtda qeydiyyat.

Ön şərt: BIOL& 241 ("C" və ya daha yüksək dərəcəli)

İnsan bədənində quruluş və funksiya arasındakı əlaqələri araşdıran iki müddətli ardıcıllıqla ikincisi. Ardıcıllıq Tibb bacısı, Diş Gigiyenası və ya digər müttəfiq sağlamlıq proqramları üzrə ixtisas almağı planlaşdıran tələbələr üçün ilkin şərt kimi və ya qeyri-biologiya ixtisasları üçün həyat elmi krediti kimi nəzərdə tutulub. Mövzulara endokrin, ürək-damar, tənəffüs, həzm, sidik və reproduktiv sistemlər və maye və elektrolit balansı daxildir. [NS, SE]

İnsan A və P I
BIOL& 251 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

İnsan bədənindəki struktur və funksiya arasındakı əlaqələri araşdıran üç müddətli ardıcıllığın birincisi. Ardıcıllıq Tibb bacısı, Diş Gigiyenası və ya digər müttəfiq sağlamlıq proqramları üzrə ixtisas almağı planlaşdıran tələbələr üçün ilkin şərt kimi və ya qeyri-biologiya ixtisasları üçün həyat elmi krediti kimi nəzərdə tutulub. Mövzulara homeostaz, terminologiya, hüceyrələr, zülal sintezi, DNT replikasiyası, histologiya, bağırsaq, skelet, artikulyar və əzələ sistemləri və sümük, əzələ və membran fiziologiyası daxildir. [NS, SE]

İnsan A və ampul P II
BIOL & amp 252 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Ön şərt: BIOL & amp 251 (& quotC & quot və ya daha yüksək)

İnsan bədənindəki quruluş və funksiya arasındakı əlaqələri araşdıran üç müddətli ardıcıllıqla ikinci. Ardıcıllıq Tibb bacısı, Diş Gigiyenası və ya digər müttəfiq sağlamlıq proqramları üzrə ixtisas almağı planlaşdıran tələbələr üçün ilkin şərt kimi və ya qeyri-biologiya ixtisasları üçün həyat elmi krediti kimi nəzərdə tutulub. Mövzulara homeostaz, sinir toxuması, onurğa beyni və onurğa sinirləri, beyin və kəllə sinirləri, sinir funksiyasının inteqrasiyası, xüsusi hisslər, endokrin və reproduktiv sistemlər, inkişaf və irsiyyət daxildir. [NS, SE]

İnsan A və ampul P III
BIOL& 253 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Ön şərt: BIOL & amp 252 (& quotC & quot və ya daha yüksək)

Üçüncüsü, insan orqanizmindəki struktur və funksiya arasındakı əlaqələri araşdıran üç müddətli ardıcıllıqla. Ardıcıllıq Tibb bacısı, Diş Gigiyenası və ya digər müttəfiq sağlamlıq proqramları üzrə ixtisas almağı planlaşdıran tələbələr üçün ilkin şərt kimi və ya qeyri-biologiya ixtisasları üçün həyat elmi krediti kimi nəzərdə tutulub. Mövzulara homeostaz, ürək -damar, limfa, həzm, tənəffüs və sidik sistemləri, hüceyrə metabolizması, maye və elektrolit balansı daxildir. F [NS, SE]

Mikrobiologiya
BIOL & amp 260 5 Kredit/Vahid

3 saat mühazirə / 4 saat laboratoriya

Ön şərt: BIOL& 160 ("C" və ya daha yüksək dərəcəli)

Mikrobiologiyanın tarixi və bakteriyalara vurğu ilə mikrobiologiyanın öyrənilməsinə daxil edilən orqanizmlərin tədqiqi. Fiziologiya, morfologiya, genetika, bakteriyaların çoxalması və çoxalması. Təcrübələr, klinikada və xəstəxana mühitində bir faktor olan laboratoriya texnikalarını və orqanizmləri vurğulayır. [NS, SE]


İnkişaf edən bir dünyada ekosistemin dönüş nöqtələri

Ətraf mühit həddinin aşılması səbəbindən ekosistemlərdə yaranan əyilmə nöqtələri ilə bağlı narahatlıq artır. Çarpma nöqtələri potensial olaraq yüksək sosial xərclərə səbəb olan alternativ ekosistem dövlətləri arasında kəskin və bəlkə də geri dönməz dəyişikliklərə gətirib çıxarır. Populyasiyalardakı xüsusiyyət dəyişkənliyi alternativ ekosistem vəziyyətlərini qoruyan biotik rəylərin əsasını təşkil edir, çünki onlar populyasiyaların ekosistem vəziyyətini sabitləşdirə və ya qeyri-sabitləşdirə bilən ətraf mühit dəyişikliyinə reaksiyalarını tənzimləyir. Bununla birlikdə, zamanla xüsusiyyət dağılımlarında baş verən təkamül dəyişikliklərinin çökmə nöqtələrinin meydana gəlməsinə necə təsir etdiyini və geniş miqyaslı ekoloji dəyişikliklərin xüsusiyyət dinamikası ilə qarşılıqlı şəkildə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu daha az bilirik. Təbiətdəki dönüş nöqtələrini idarə edən geribildirimlərin tarazlığını başa düşmək üçün ekoloji və təkamül prosesləri arasındakı qarşılıqlı əlaqələrin nəzərə alınması lazım olduğunu söyləyirik.


Hepatosellüler karsinoma hüceyrələrinin yeni dərman həssaslığı ilə əlaqəli molekulyar hədəflərini təyin edən inteqrasiya olunmuş çoxfunksiyalı məlumat analizi

Müəlliflik hüququ: & surəti Yıldız et al. Bu, Creative Commons Attribution License şərtləri əsasında paylanmış açıq giriş məqaləsidir.

Bu məqalədə qeyd olunur:

Mücərrəd

Materiallar və metodlar

Hüceyrə xətləri və dərman müalicəsinin nəticələri

14 HCC hüceyrə xəttində, 7 epitelə bənzər və 7 mezenximə bənzər hüceyrə xəttində (Cədvəl I) 225 fərqli kiçik molekul müalicəsinin Z-hesab dəyərləri, Xərçəngdə Dərman Həssaslığının Genomikası (GDSC) verilənlər bazasından (http:/ /www.cancerrxgene.org/downloads giriş tarixi, iyul 2016) (14). Bir dərmanın hər bir normallaşdırılmış Z-qiyməti, tətbiq olunan dərman müalicəsinə HCC hüceyrə xətlərinin həssaslığını (-2-yə yaxın) və ya müqavimətini (+2-yə yaxın) göstərir.

Cədvəl I.

Bu işdə təhlil edilən HCC hüceyrə xətləri.

Cədvəl I.

Bu araşdırmada təhlil edilən HCC hüceyrə xətləri.

Hüceyrə xəttinin nömrəsi Hüceyrə xəttinin adı HCC alt növü (İstinadlar.)
1 HEP3B E/W (72–74)
2 HUH-7 E/W (72–75)
3 HUH-1 E/W (75)
4 HLE E/U (72,75,76)
5 JHH-4 E/W (74,75)
6 JHH-6 E/W (75)
7 JHH-7 E/W (75)
8 JHH-2 M/P (75)
9 SNU-475 M/P (73,74)
10 SNU-182 M/P (73,74)
11 SNU-398 M/P (73,74)
12 SNU-387 M/P (73,74)
13 SNU-423 M/P (73,74)
14 SNU-449 M/P (73,74)

[i] 14 HCC hüceyrə xəttinin yüksək məhsuldarlığı olan dərman müayinəsi z-skoru GDSC verilənlər bazasından alındı. Təhlil edilən HCC hüceyrə xətlərinin alt növləri ədəbiyyat və Yapon Tədqiqat Bioresursları Hüceyrə Bankı Kolleksiyası və Amerika Tipi Mədəniyyət Kolleksiyası məlumat bankları əsasında verilmişdir. E, epiteləbənzər W, yaxşı differensiallaşmış U, fərqlənməmiş M, mezenximabənzər P, zəif diferensiallaşmış HCC, hepatoselüler karsinoma.

Çoxluq təhlili

Dərman müalicəsinin nəticələri klaster analizləri zamanı istifadə edilmişdir. Cluster təhlili, Cluster proqramı (versiya 3.0) ilə nəzarət olunmayan hiyerarşik orta bağlantı qruplaşdırma üsulu ilə həyata keçirildi (16). Əldə edilmiş nəticələr Java Tree View proqram təminatından (versiya 1.1) istifadə edilməklə vizuallaşdırılıb (17).

Dərman dəstləri və Gen Dəstinin Zənginləşdirilməsi Təhlili (GSEA) təcrübələri

Klaster analizlərində istifadə edilən məlumatlar GSEA tədqiqatları üçün yenidən işlənmişdir. Nümunələrin ≥25% -i (4 hüceyrə xətti) üçün dəyərləri olmayan 18 kiçik molekul müalicəsindən alınan məlumatlar, əsl statistik nəticələr əldə etmək üçün atıldı. Qalan 207 kiçik molekul müalicə məlumatları GSEA tədqiqatları üçün istifadə edilmişdir. Çoxluq analizlərində istifadə olunan bütün kiçik molekullar, dərman dəstləri yaratmaq və GSEA -nı idarə etmək üçün məlum molekulyar hədəflərinə görə qruplaşdırılmışdır. GSEA təcrübələri zamanı eyni bioloji molekulu hədəfləyən ≥3 kiçik molekula aid məlumatları özündə cəmləşdirən 33 dərman dəsti yaradıldı və istifadə edildi (Cədvəl II). Klaster analizi ilə bölünmüş A Qrupu və B Qrupu hüceyrələrinin dərman müalicəsi reaksiyaları, yaradılan dərman dəstləri və GSEA masa üstü proqram təminatı (versiya 2.2.3) ilə Diff_of_Classes metrik sıralama metodu (18) ilə müqayisə edilmişdir. Hər bir dərman dəsti üçün P-dəyərləri və saxta kəşf dərəcəsi (FDR) dəyərləri GSEA proqram təminatından istifadə etməklə yaradılmışdır.

Cədvəl II.

Cədvəl II.

Dərman dəsti adı/molekulyar hədəflər Ölçü Dərman dəstlərinin kiçik molekulları
PI3K 10 AS605240, AZD6482_1, AZD6482_2, BEZ235, CAL-101, GDC0941, GSK2126458, PI-103, PIK-93, ZSTK474
HDAC 9 AR-42, Belinostat, CAY10603, CUDC-101, JQ12, LAQ824, Tubastatin_A, VNLG/124, Vorinostat
EGFR 7 Afatinib_1, Afatinib_2, Cetuximab, CUDC-101, EKB-569, Gefitinib, OSI-930
KIT 7 AMG-706, Axitinib, Masitinib, Midostaurin, OSI-930, Pazopanib, XL-184
CDK9 6 AT-7519, JNK-9L, KIN001-270, NG-25, THZ-2-49, TL-1-85
MEK1-2-5 6 BIX02189, PD-0325901, RDEA119_1, Selumetinib_1, Selumetinib_2, Trametinib
VEGFR 6 AMG-706, Axitinib, OSI-930, Pazopanib, Tivozanib, XL-184
JAK1-2-3 5 CEP-701, KIN001-055, QL-X-138, Ruxolitinib, TG101348
PARP 1-2 5 AG-014699, Olaparib_1, Olaparib_2, Talazoparib, Veliparib
PDGFR 5 AMG-706, Axitinib, MP470, OSI-930, Pazopanib
AKT 4 AKT_inhibitor_VIII, GSK690693, KIN001-102, MK-2206
BRAF 4 Dabrafenib, PLX4720_1, PLX4720_2, SB590885
BRD2-3-4 4 I-BET-762, JQ1_1, JQ1_2, PFI-1
CDK1-4-6-7-pan 4 PD-0332991, PHA-793887, RO-3306, THZ-2-102-1
FLT1-3-4 4 AC220, CEP-701, WZ3105, XL-184
HSP70-90 4 17-AAG, AUY922, Elesclomol, SNX-2112
IGF1R 4 BMS-536924, BMS-754807, GSK1904529A, Lisitinib
IKK 4 BMS345541, BX-795, KIN001-260, TPCA-1
Mikrotübüllər 4 Docetaxel, Epothilone_B, Vinblastine, Vinorelbine
ALK 3 CH5424802, SB505124, SB52334
AURK 3 BX-795, Genentech_Cpd_10, GSK1070916
BCL2-XL-W 3 Navitoclax, Obatoclax_Mesylate, TW-37
BTK 3 LFM-A13, QL-X-138, QL-XII-47
DNT-PK 3 NU-7441, PI-103, QL-X-138
ERBB2 3 Afatinib_1, Afatinib_2, CP724714
JNK 3 AS601245, JNK-9L, JNK_Inhibitor_VIII
MDM2 3 JNJ-26854165, NSC-207895, Nutlin-3a (-)
mTOR 3 GSK2126458, QL-X-138, Temsirolimus
mTORC1-2 3 AZD8055, BEZ235, OSI-027
PDK1 3 BX-912, KIN001-244, OSU-03012
RET 3 AMG-706, CEP-701, XL-184
ROCK1-2 3 GSK269962A, GSK429286A, Y-39983
TOP1-2 3 Kamptotesin, Etoposid, SN-38

[i] Eyni bioloji hədəfə malik ≥3 müxtəlif kiçik molekul müalicəsini əhatə edən cəmi 33 dərman dəsti. Ölçü dərman dəstindəki kiçik molekullu müalicə nəticələrinin ümumi sayına aiddir.

Kiçik molekullarla müalicə həssaslığı ilə əlaqəli somatik mutasiyaların təyini

Müəyyən edilmiş molekulyar hədəflərlə əlaqəli genlərin siyahısı [epidermal böyümə faktoru reseptoru (EGFR), rapamisinin mexaniki hədəfi (mTOR), DNT-dən asılı protein kinazı (DNA-PK), aurora kinazlar (AURK), Brutonun tirozin kinazı (BTK) ) və fərqli hüceyrə yollarında fosfoinositid 3-kinaz (PI3K) Cədvəl III] Molekulyar İmzalar Veritabanından yüklənmişdir (MSigDB versiyası 6.1 http://software.broadinstitute.org/gsea/msigdb giriş tarixi, Dekabr 2017) (19) . Ümumilikdə 553 unikal gen müəyyən edilmişdir. 14 HCC hüceyrə xəttində bu genlərin somatik mutasiyaları, Xərçəngdə Somatik Mutasiyalar Kataloqu (COSMIC) verilənlər bazası (77 və 78 versiyaları http://cancer.sanger.ac.uk/cosmic access date, September 2016) istifadə edərək taranmışdır. 15). Yalnız bir qrupun >50%-də mutasiyaya uğramış seçilmiş genlər üçün somatik mutasiya məlumatları Cədvəl IV-də təqdim edilmişdir.

Cədvəl III.

Əhəmiyyətli dərəcədə zənginləşdirilmiş dərman dəstlərinin siyahısı.

Cədvəl III.

Əhəmiyyətli dərəcədə zənginləşdirilmiş dərman dəstlərinin siyahısı.

Rütbə ad Ölçü ES NOM P-dəyəri FDR q dəyəri
1 EGFR 7 0.869 0.007 0.151
2 mTOR 3 0.957 0.013 0.118
3 DNT-PK 3 0.957 0.016 0.136
4 AURK 3 0.952 0.016 0.164
5 BTK 3 0.902 0.039 0.173
6 PI3K 10 0.829 0.046 0.218

[i] Bütün 33 dərman dəsti arasında 6 (18%) statistik əhəmiyyətli dərəcədə (P<0.05 və FDR<0.25) A qrupu HCC hüceyrələrində zənginləşdirilmişdir. Dərman dəstləri P-dəyər skorlarına görə sıralanmışdır. ES, zənginləşdirmə xalı NOM, nominal FDR, yalançı kəşf dərəcəsi EGFR, epidermal böyümə faktoru reseptoru mTOR, rapamisin DNT-PK-nın mexaniki hədəfi, deoksiribonuklein turşusundan asılı protein kinaz AURK, aurora kinazlar BTK, bruton tirozin kinaz phosphositase HCC-3K , hepatosellüler karsinoma.

Cədvəl IV.

Somatik mutasiyalar, ehtimal ki, hepatoselüler karsinoma hüceyrə xətlərinin və qruplarının dərman reaksiya profilləri ilə əlaqələndirilir.

Cədvəl IV.

Somatik mutasiyalar, ehtimal ki, hepatosellüler karsinoma hüceyrə xətlərinin və qruplarının dərman reaksiyası profilləri ilə əlaqədardır.

Gen Mutant hüceyrə xətləri, n Hüceyrə xətti Qrup AA mutasiyası Transkript ID CDS mutasiyası Zigosity Val. Mut. növü
ITPR2 4 HUH-7 A səh.L1859L ENST00000381340 c.5577A>G Het. U. S.-C.
JHH-6 A p.T969I ENST00000381340 c.2906C & gtT Het. V. S.-M.
JHH-7 A p.E1614_M1621 və gtV ENST00000381340 c.4841_4861del21 Het. V. Komp.
HEP3B A p.T728N ENST00000381340 c.2183C & gtA Het. U. S.-M.
HEP3B A p.V1508I ENST00000381340 c.4522G>A Het. U. S.-M.
PIK3R4 4 JHH-2 B p.D473V ENST00000356763 c.1418A>T Het. V. S.-M.
SNU-182 B p.R1033S ENST00000356763 c.3099A>T Het. V. S.-M.
SNU-387 B s.R495R ENST00000356763 c.1483A və gtC Het. U. S.-C.
SNU-423 B p.V345F ENST00000356763 c.1033G>T Het. V. S.-M.

[i] AA, amin turşusu CDS, kodlaşdırma ardıcıllığı Val., validasiya statusu Mut, mutasiya Het, heterozigot U, təsdiqlənməmiş V, təsdiqlənmiş S.- M, əvəzetmə-missense S.- C, əvəzetmə-kodlaşdırma səssiz Komp, kompleks-silmə inframe ITPR2, inositol 1,4,5-trisfosfat reseptoru tip 2 PIK3R4, fosfoinositid-3-kinaz tənzimləyici alt bölmə 4.

HCC hüceyrə xətlərinin gen ifadə dəyərləri

Affymetrix Human Genome U133 Plus 2.0 gen çip massivlərindən istifadə edərək Xərçəng Hüceyrə Xətti Ensiklopediyası (20) tərəfindən yaradılan 14 HCC hüceyrə xəttindən bütün transkriptom məlumat dəstləri Gene Expression Omnibus verilənlər bazasından (GSE36133 məlumat seriyası https://www.ncbi) endirilib. .nlm.nih.gov/geo/query/acc.cgi?acc=GSE36133) (13). Xam məlumatlar, BRB Array Tools proqramından (Sürüm 4.5.1) istifadə edərək Sağlam Çox Arraylı Adi kvant normallaşdırma metodundan istifadə edərək normallaşdırıldı (21). COSMIC verilənlər bazası (15) istifadə edilərək analiz edilən yuxarıda qeyd olunan 553 genin gen ifadə dəyərləri təyin edildi. Qrup A və B Qrupu HCC hüceyrələri arasında ≥1,5 qat və statistik cəhətdən əhəmiyyətli (P<0,05) diferensial ifadə nümayiş etdirən genlər, standart parametrlərlə (Cədvəl V) BRB Array Tools proqramının sinif müqayisə alətindən istifadə etməklə müəyyən edilmişdir.

Cədvəl V.

A qrupu və B qrupu HCC hüceyrələri arasında 13 fərqli ifadə olunan genlərin siyahısı.

Cədvəl V.

Qrup A və B qrupu HCC hüceyrələri arasında diferensial şəkildə ifadə olunan 13 genin siyahısı.

Rütbə ProbeSet Gen simvolu A qrupu B qrupu Qat dəyişikliyi P-dəyəri FDR
1 226213_at ERBB3 9.39 5.54 3.85 0.002 0.12
2 228912_at VIL1 7.33 4.15 3.19 0.015 0.22
3 228716_at THRB 8.79 6.77 2.03 0.001 0.07
4 232530_at PLD1 7.90 6.07 1.83 0.001 0.11
5 238441_at PRKAA2 7.84 6.13 1.72 0.001 0.07
6 202609_at EPS8 11.37 9.83 1.54 0.014 0.22
7 38037_at HBEGF 6.00 7.60 −1.61 0.005 0.14
8 219383_at PRR5L 5.04 6.69 −1.65 0.009 0.18
9 202742_s_at PRKACB 7.67 9.38 −1.71 0.001 0.10
10 203085_s_at TGFB1 7.97 9.75 −1.78 0.014 0.22
11 212912_at RPS6KA2 3.68 6.08 −2.40 0.006 0.14
12 1556499_s_at COL1A1 7.10 11.85 −4.76 0.006 0.14
13 201842_s_at EFEMP1 6.14 10.94 −4.81 0.005 0.14

[i] İki qrup arasında cəmi 13/553 gen ≥1,5 qat fərqli şəkildə ifadə edildi. Əhəmiyyətli dərəcədə (P<0.05 və FDR<0.25) diferensial şəkildə ifadə olunan 13 gen arasından altısı A qrupu hüceyrələrində, yeddi gen isə B qrupu hüceyrələrində yuxarı tənzimlənmişdir. Genlər, qat dəyişmə dəyərlərinə görə sıralanmışdır. FDR, saxta kəşf dərəcəsi HCC, hepatosellüler karsinoma.

İnteqrasiya edilmiş yol təhlili

Yolun vizual analizləri PathVisio Software (versiya 3.2.3) istifadə edilərək həyata keçirilmişdir (22). Diferensial şəkildə ifadə olunan və mutant genlərin bilinən molekulyar qarşılıqlı təsirləri Wikipathways (23), Consensus Path (24) və Kyoto Encyclopedia of genes and genomes verilənlər bazalarından (giriş tarixi, dekabr 2016) (25) alındı ​​və PathVisio proqram təminatı ilə birləşdirildi. Diferensial olaraq ifadə olunan genlərin vizualizasiyası, mikroarray gen ifadəsinin nəticələrinə əsasən həyata keçirilmişdir.

Nəticələr

HCC hüceyrə xətləri dərman reaksiyalarına görə iki qrupdan ibarətdir

HCC hüceyrə xətlərinin dərman müalicəsi cavab xüsusiyyətlərini müəyyən etmək və HCC müalicəsi üçün təsirli dərman və molekulyar hədəfləri təyin etmək üçün GDSC verilənlər bazasından 14 HCC hüceyrə xəttinin kiçik molekul müalicəsi Z-bal dəyərləri endirildi (14). 14 HCC hüceyrə xəttində 225 müalicənin nəticələri, HCC hüceyrələrinin qlobal müalicəyə reaksiya profillərini təyin etmək üçün yuxarıda göstərilən kümelenme üsulu ilə təhlil edildi. Nəzarət olunmayan iyerarxik kümelenme analizi, dərman müalicələrinə həssaslığına görə HCC hüceyrə xətlərinin iki əsas qrupunu ortaya qoydu (Şəkil 1). Birinci qrup HCC hüceyrələri, A qrupu hüceyrələri, 7 qrup epiteliya bənzər HCC hüceyrə xəttlərindən, ikinci qrup B qrupu hüceyrələri isə 7 mezenximaya bənzər HCC hüceyrələrindən ibarət idi (Cədvəl I). Bu nəticə, analiz edilən bütün hüceyrələrin HCC hüceyrələri olmasına baxmayaraq, epitelə bənzər və mezenkima bənzər HCC hüceyrələrinin eyni dərman müalicələrinə fərqli reaksiya verdiyini göstərir.

Şəkil 1.

14 HCC hüceyrə xəttində 225 dərman müalicəsi üçün klaster analizinin nəticələri. HCC hüceyrə xətlərinin dərman müalicəsi Z-balı dəyərlərindən istifadə edərək istilik xəritəsi yaradılmışdır. Kiçik molekulların və nümunələrin nəzarətsiz yığılması, A və B qrupu olmaqla iki əsas nümunə qrupu ilə nəticələndi. Hər qrup 7 hüceyrə xəttindən ibarətdir. Qırmızı, davamlı yaşıl, həssas boz, itkin dəyər HCC, hepatoselüler karsinoma.

Dərmana həssas qrup A epiteləbənzər HCC hüceyrələrinin effektiv molekulyar hədəfləri müəyyən edilmişdir.

Qrup A və B qrupu hüceyrələrinin müalicəyə cavab xüsusiyyətləri ilə əlaqəli olan molekulyar hədəflərin siyahısını müəyyən etmək üçün GSEA tədqiqatları aparıldı. GSEA iki nümunə qrupunu müqayisə etdiyinə və hər qrupda statistik cəhətdən əhəmiyyətli dərəcədə zənginləşdirilmiş dəstləri müəyyən etdiyinə görə, GDSC-dən endirilmiş məlumatlardan istifadə etməklə eyni bioloji hədəfə malik ≥3 müxtəlif kiçik molekulu daxil edən 33 dərman dəsti yaradılmışdır (Cədvəl II). GSEA nəticələri, 28/33 dərman dəstinin (85%) A qrupu hüceyrələrində zənginləşdirildiyini (təsirli olduğunu) və 6 -nın (18%) əhəmiyyətli dərəcədə zənginləşdirildiyini (P & lt0.05 Cədvəl III), qalan 5 dərman dəstinin (15 %) qrup B hüceyrələrində zənginləşdirilmiş, lakin onların heç biri statistik əhəmiyyət kəsb etməmişdir. A qrupu HCC hüceyrələrində dərmana əhəmiyyətli dərəcədə həssas olan molekulyar hədəflər EGFR, mTOR, DNT-PK, AURK, BTK və PI3K idi (Cədvəl III). Buna görə də, GSEA nəticələri epiteliyaya bənzər A Qrupu HCC hüceyrələrində dərman həssaslığı ilə əlaqəli molekulyar hədəfləri və dərmanları müəyyən etdi.

A qrupu və B qrupu HCC hüceyrələrinin müalicə cavab profilləri ilə əlaqəli somatik mutasiyalar təyin edilmişdir

A qrupu hüceyrələrində dərman həssaslığı və B qrupu hüceyrələrinin dərman müqaviməti ilə əlaqəli ola biləcək genetik faktorları müəyyən etmək üçün müəyyən edilmiş 6 molekulyar hədəflə bioloji olaraq işləyən bütün genlərin genetik variasiya məlumatları (somatik mutasiyalar, birləşmələr, kəsilmə nöqtələri) təhlil edilmişdir. Birincisi, müəyyən edilmiş 6 molekulyar hədəfi olan bütün bioloji fəaliyyət göstərən genlərin siyahısı MSigDB -dən alındı. Ən azı bir siqnal yolunda müəyyən edilmiş molekulyar hədəflə birbaşa və ya dolayı şəkildə qarşılıqlı əlaqədə olan cəmi 553 unikal gen müəyyən edilmişdir. 14 HCC hüceyrə xəttindəki bütün 553 genlərin genetik variasiya məlumatları COSMIC verilənlər bazası istifadə edərək qiymətləndirildi. Yalnız bir qrupun & gt% 50 -də mutasiyaya uğramış iki genin HCC hüceyrə xətləri və qruplarının dərmana reaksiya profili ilə əlaqəli olduğu düşünülmüşdür (Cədvəl IV). İnozitol 1,4,5-trisfosfat reseptor tip 2 (ITPR2) geni 4 qrup A HCC hüceyrə xəttində (HUH-7, JHH-6, JHH-7 və HEP3B) 5 fərqli mutasiya nümayiş etdirdi, halbuki fosfoinositid-3-kinaz tənzimləyici alt bölmə 4 (PIK3R4) geni 4 qrup B HCC hüceyrə xəttində 4 fərqli mutasiya nümayiş etdirdi (JHH-2, SNU-182, SNU-387, SNU-423 Cədvəl IV). Nəticədə, müəyyən edilmiş 6 molekulyar hədəflə işləyən 553 gen təyin edildi və A qrupu və B qrupu HCC hüceyrələrinin kiçik molekul müalicəsi reaksiyaları ilə əlaqəli ola biləcək somatik mutasiyalara malik 2 gen müəyyən edildi.

Molekulyar hədəflər və çox fərqli şəkildə ifadə olunan genlər təyin edildi

Müəyyən edilmiş 6 molekul hədəf alındıqda, müvafiq olaraq qrup A və B qrupu HCC hüceyrələrinin həssaslıq və müqavimət reaksiyalarında potensial funksiyaları olan diferensial şəkildə ifadə edilmiş genləri müəyyən etmək üçün eyni 14 HCC hüceyrə xəttinin bütün genom transkriptomikası məlumatları endirildi və təhlil edildi. Qrup A və B qrupu HCC hüceyrələri üçün yuxarıda qeyd olunan 553 genin gen ifadə profilləri təyin olundu və iki qrup arasında ≥1,5 qat və statistik əhəmiyyətli (P<0,05) diferensial ifadə nümayiş etdirən 13 gen seçildi (Cədvəl V). Seçilmiş 13 gen arasında A qrupu HCC hüceyrələrində 6 gen, B qrupu HCC hüceyrələrində isə 7 gen yuxarı tənzimlənmişdir (Cədvəl V). Nəticədə, işlənməmiş A qrupu və B qrupu HCC hüceyrələrinin gen ekspres profilləri təyin olundu və əvvəllər təyin edilmiş molekulyar hədəflərlə əlaqəli 13 fərqli ifadə edilmiş gen təyin edildi.

A qrupu HCC hüceyrələrinin inteqrasiya edilmiş çoxlu omik nəticələri, dərmana həssas bir HCC molekulyar şəbəkəsini ortaya qoydu

A qrupu HCC hüceyrələri üçün dərmana həssas molekulyar hədəflərin sadə molekulyar qarşılıqlı əlaqə şəbəkəsini müəyyən etmək üçün müəyyən edilmiş farmakogenomika və transkriptomik nəticələr bir molekulyar yola inteqrasiya edilmişdir. Zənginləşdirilmiş dərman hədəfləri və dərmanları (Cədvəl III), mutant genlər (Cədvəl IV) və diferensial şəkildə ifadə olunmuş genlər (Cədvəl V) dərmana həssas qrup A HCC hüceyrə xətləri üçün nəticələr bir yola inteqrasiya edilmiş və onların yol məlumat bazalarında məlum qarşılıqlı təsirləri əsasında vizuallaşdırılmışdır ( 23-25) (Şəkil 2). A qrupu HCC hüceyrələrinin multi-omics məlumatlarının inteqrasiyası dərmana həssas HCC hüceyrələrinin molekulyar şəbəkəsini ortaya qoydu (Şəkil 2).

Şəkil 2.

A qrupu HCC hüceyrə xəttlərində kiçik molekul həssaslığının inteqrasiya olunmuş molekulyar yolu. HCC hüceyrə xətlərində təsirli dərmanlar (mavi rəngdə), zənginləşdirilmiş dərman hədəfləri (Cədvəl III), hədəflə əlaqəli somatik olaraq mutant genlər (Cədvəl IV) və diferensial şəkildə ifadə olunan genlər (Cədvəl V) bir yola birləşdirilərək görselleştirildi. Gen ifadəsi səviyyələri, rəng çubuğunda göstərildiyi kimi, proqram tərəfindən −5 (aşağı tənzimlənən, rəngli) və +5 (yuxarı tənzimlənmiş, qırmızı) arasındakı rəng gradiyentində təsvir edilmişdir. Gen Sembolleri, proqram istifadə edərək İnsan Genomu Təşkilatı Gen Nomenklaturası Komitəsindən (71) alındı. PIP3, fosfatidilinositol (3,4,5) -trifosfat PIP2, fosfatidilinositol (4,5) -bisfosfat IP3, inositol trisfosfat DAG, diasilqliserol cAMP, siklik adenozin monofosfat ER, endoplazmik retikulum HCC, hepatosellüler karsin

Müzakirə

HCC müalicəsi üçün multi-kinaz inhibitoru sorafenibin FDA tərəfindən təsdiqlənməsi, HCC əleyhinə təsirli molekulyar hədəflər və molekulyar hədəfli kemoterapötik dərmanların axtarışının sürətlənməsinə səbəb oldu. Bu günə qədər yalnız bir əlavə dərman, regorafenib, FDA tərəfindən HCC müalicəsi üçün təsdiq edilmişdir. HCC hüceyrələrinin kompleks və heterojen xüsusiyyətləri, HCC əleyhinə istifadə üçün təsirli dərmanların təyin edilməsində əsas maneələrdən biri sayılır (26). Hazırkı tədqiqat dərman müalicəsi cavab profilləri baxımından HCC hüceyrələrinin iki əsas alt qrupu olduğunu müəyyən etdi (Şəkil 1). Birinci qrup (A qrupu) epiteliya bənzər HCC hüceyrələrindən, ikinci qrup (B qrupu) isə mezenximaya bənzər HCC hüceyrələrindən ibarət idi (Şəkil 1 Cədvəl I). Mezenkima bənzər HCC hüceyrələri epitel-mezenkimal keçiddən sonra ortaya çıxır və onların varlığı HCC-nin inkişaf etmiş bir mərhələsinə uyğundur (27). Bunun əksinə olaraq, epiteləbənzər HCC hüceyrələri orijinal hepatosit epiteliya morfologiyasını saxlayır. Bu iki HCC hüceyrə qrupu eyni dərman müalicəsinə fərqli həssaslıqlar nümayiş etdirdi. Təhlil edilən 225 kiçik molekul arasında bütün HCC hüceyrə tiplərində təsirli olan heç bir dərman yox idi.

GSEA vasitəsilə iki qrupun dərman müalicəsi cavablarının müqayisəsi HCC hüceyrələrinin iki qrupunda dərman müalicəsinə həssas olan molekulyar hədəfləri aşkar etdi (Cədvəl III). GSEA nəticələri, erkən mərhələdə HCC hüceyrələrindən ibarət olan A qrupu hüceyrələrinin, altı molekulu hədəfləyən kiçik molekul müalicələrinə yüksək səviyyəli HCC hüceyrələrindən ibarət B qrupu hüceyrələrindən daha həssas olduğunu göstərdi (Cədvəl III). Beləliklə, bu molekulların təhlil edilən dərmanlarla hədəflənməsi qabaqcıl mərhələdəki HCC hüceyrələrində uğurlu nəticələr verə bilməz, lakin bu, erkən mərhələdə HCC hüceyrələrinin müalicəsi üçün faydalı bir strategiya ola bilər. Bu işdə müəyyən edilmiş müalicəyə həssas molekulyar hədəflərin əksəriyyəti əvvəllər HCC və digər xərçəng növləri üçün potensial müalicə hədəfləri kimi tədqiq edildiyindən (10,11,28), onların HCC hüceyrələrində təsirsiz hədəflər olduğu məlumdur, Bu molekulları hədəf alan dərmanlar digər xərçəng növlərində təsirli olsa da, (5,26). Bundan əlavə, bu araşdırmanın nəticələri, erkən mərhələdə HCC hüceyrələrinin, HCC hüceyrələrinin inkişaf etmiş dərmanlara nisbətən dərman müalicəsinə daha həssas olduğunu göstərdi. Beləliklə, müalicə nəticələrini yaxşılaşdırmaq üçün iki qrup HCC hüceyrəsi arasında müşahidə edilən fərqlərdən məsul olan dəyişdirilmiş molekulyar mexanizmlərin və yeni molekulların müəyyən edilməsi tələb olunur. Bu tədqiqatda GSEA-nın nəticələri HCC hüceyrələrində dərman həssaslığının və müqavimətinin əsas molekulyar mexanizmlərini daha da təhlil etmək və anlamaq üçün dəyərli məlumat verir. Bu səbəbdən, müəyyən edilmiş molekulyar hədəflər və somatik olaraq mutasiya olunan (Cədvəl IV) və fərqli şəkildə ifadə olunan genlərlə əməkdaşlıq edən molekullar təyin olundu (Cədvəl V).

PI3K/RAC serin/treonin-protein kinaz (AKT)/mTOR siqnal yolu, hüceyrələrin böyüməsində, yayılmasında, anjiyogenezində, metabolizmasında və hepatositlərdə anti-apoptoz mexanizmlərində bir funksiyanı yerinə yetirir (29-31). Hazırkı tədqiqatdakı məlumatlar mTOR və PI3K-nın epiteliyabənzər (erkən) HCC hüceyrələrinin müalicəsi üçün effektiv molekulyar hədəflər olduğunu, lakin mezenximabənzər (inkişaf etmiş) HCC hüceyrələri üçün olmadığını ortaya qoydu. PI3K müəyyən reseptorların, o cümlədən insulin reseptorunun və bu işdə müəyyən edilmiş başqa bir hədəf molekul olan EGFR-nin aktivləşdirilməsindən sonra aktivləşdirilə bilər (32,33). Aktiv PI3K fosfatidilinositol (4,5)-bisfosfatdan (PIP2) fosfatidilinositol (3,4,5)-trifosfat (PIP3) əmələ gəlməsini katalizləyir və AKT-nin aktivləşməsinə səbəb olur (34-36). Aktiv AKT fosforilat edir və mTOR daxil olmaqla bir neçə molekulu aktivləşdirir (29,35). Aktiv mTOR mTOR kompleksi 1 (mTORC1) və mTORC2 (36,37) komponenti kimi hüceyrə proliferasiyasını, sağ qalmasını və angiogenezini artırır. Bu siqnal yolu fosfataz və tensin homoloqu tərəfindən mənfi şəkildə tənzimlənir (35,38). PI3K/AKT/mTOR yolu HCC-lərin 15-41%-də aktivləşir və bu siqnal yolunun inhibitorları eksperimental HCC modellərində anti-neoplastik fəaliyyətlər nümayiş etdirmişdir (11). Bu araşdırmanın nəticələri, EGFR/PI3K/AKT/mTOR siqnal yolunun HCC hüceyrələrində dərman həssaslığının və müqavimətinin tənzimlənməsində mərkəzi bir funksiya yerinə yetirdiyini təsbit etdi (Şəkil 2 Cədvəl III).

BTK, əsasən B-limfositlərdə ifadə olunan reseptor olmayan hüceyrədaxili kinazdır. BTK, B hüceyrəli reseptor (BCR) siqnalı və PI3K/AKT yolu ilə işləyir.Antigenə bağlı BCR-lər Lck/Yes yeni kinaz və dalaq tirozin kinaza bağlanır və BTK və AKT zülallarının bağlandığı PIP2-ni PIP3-ə çevirən PI3K-ı fosforilləşdirir və aktivləşdirir. Çoxsaylı BTK inhibitorları hematoloji bədxassəli şişlərdə perspektivli terapevtik fəaliyyət göstərmişdir, lakin HCC-də BTK-nın rollarını müəyyən etmək üçün əlavə tədqiqatlar tələb olunur (39).

Aurora kinazları (AURKA, AURKB və AURKC) hüceyrə bölünməsini idarə edən serin/treonin kinazlardır. Bu kinazlar, hüceyrə dövrünün mitotik fazasında əsas funksiyanı yerinə yetirir və kiçik molekul inhibitorları tərəfindən hədəf alınır. AURKC testislərdə ifadə edilir, halbuki AURKA və AURKB fərqli hüceyrə bölmələrində funksiyalar yerinə yetirə bilər. Bununla birlikdə, hər üç Aurora zülalı, xromosomal tənzimləmə və mitotik iş mili aparatının formalaşması prosesində mühüm funksiyaları yerinə yetirir (40). Bundan əlavə, hər üç zülal çox sayda xərçəng növlərində həddindən artıq ifadə olunur (41). HCC də daxil olmaqla xərçəng hüceyrələrində Aurora kinazlar apoptozu maneə törədir və hüceyrə proliferasiyası və metastazını təşviq edir (42). AURKA birbaşa EGFR/PI3K/Akt/mTOR yolu ilə əlaqələndirilir, çünki aktiv EGFR siqnalı FR/PI3K/Akt/mTOR siqnal oxu vasitəsilə AURKA ifadəsini tənzimləyə bilir (43).

DNA-PK, əsasən Ku70 [6 (XRCC6) tamamlayan X-ray təmiri ilə kodlanmış], Ku80 (XRCC5 ilə kodlanmış) və katalitik alt birim DNA-PK katalitik alt birimindən (DNA-PKcs) ibarət çox zülallı bir kompleksdir. , protein kinaz DNT ilə aktivləşdirilmiş katalitik polipeptidlə kodlanmışdır (44). DNT-PKcs DNT zədələnməsindən sonra aktivləşə bilər (44-46), DNT-nin iki zəncirli qırılma təmirinin homoloji olmayan son birləşmə mexanizmində əsas funksiyanı yerinə yetirir (47,48). DNA-PK-nın xərçəngin başlanmasında və inkişafında və HCC də daxil olmaqla bir çox xərçəng növünün müalicəvi müqavimətində bir funksiya yerinə yetirdiyi müəyyən edilmişdir (49-52). DNT-PK birbaşa AKT ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və onun aktivliyini artırır (53,54). Buna görə də, DNA-PK, PI3K-AKT-mTOR oxunun üzvü olaraq müstəqil fəaliyyət göstərə bilər. Nəticə olaraq, GSEA tədqiqatı ilə müəyyən edilən 6 dərman həssaslığı ilə əlaqəli bütün hədəflər, EGFR-PI3K-mTOR-DNAPK siqnal oxunda bioloji cəhətdən funksionaldır və bu oxu hədəf almaq, dərman müalicəsinə həssas olan A qrupu HCC hüceyrələrini erkən mərhələdə göstərir, lakin inkişaf etmiş deyil. -mərhələ B qrupu HCC hüceyrələri.

Mərkəzi siqnal oxunun müəyyən edilməsindən sonra qrup A və B qrupu hüceyrələrinin dərman reaksiya profilləri ilə əlaqəli eyni 14 HCC hüceyrələrinin məlum genomik variantları təhlil edilmişdir. COSMIC verilənlər bazasından istifadə edərək genomik varyasyonun analizindən sonra, 2 genə aid somatik mutasiyalar, ehtimal ki, bioloji olaraq əlaqəli olaraq təyin olundu, çünki ITPR2 və PIK3R4 genləri sırf A qrupu və B qrupu hüceyrələrində mutasiya olunur (Cədvəl IV).

IP3 reseptorunu kodlayan ITPR2 geni 4 qrup A hüceyrə xəttində mutasiya olunur (HUH-7, JHH-6, JHH-7 və HEP3B P = 0.039 Cədvəl IV). Tənzimlənmiş ITPR2 ifadəsi, kəskin miyeloid lösemi olan xəstələrdə pis proqnozun biomarkeridir (55). ITPR2, Kashin-Beck xəstəliyinə həssaslıq geni olaraq da təyin edildi (56). ITPR2 IP3-ə bağlandıqdan sonra sitoplazmik kalsiumun artmasına səbəb ola bilər (57), o, həmçinin kalsium səviyyələrini tənzimləməklə onkogen səbəbli qocalma və replikativ qocalma funksiyalarını yerinə yetirir və ITPR2 itkisi hüceyrə qocalmasından qaçmağa səbəb olur (57). Hüceyrə qocalması hepatosellüler karsinogenez mexanizmi olduğundan (58), müəyyən edilmiş ITPR2 mutasiyasının HCC hüceyrələrinə təsiri daha da araşdırılmalıdır.

Serin/treonin-protein kinaz VPS15 kodlayan PIK3R4, 4 qrup B HCC hüceyrə xəttində 4 fərqli mutasiya nümayiş etdirdi (JHH-2, SNU-182, SNU-387, SNU-423 P = 0.039 Cədvəl IV). PIK3R4, otofajiya yolunda protein kinaz AMP ilə aktivləşdirilmiş α2 (A qrupu HCC hüceyrələrində tənzimlənən genlərdən biri olan PRKAA2) ilə işləyir (25), bu, A qrupu HCC hüceyrələrinin dərmana həssaslığında rol oynaya biləcəyini göstərir. PIK3R4 eyni zamanda PI3K kompleksinin üzvüdür və III sinif PI3K kompleksinin üzvü kimi otofajiyada bir funksiya yerinə yetirir (59). Xroniki lenfositik lösemi (CML) olan xəstələrdə PIK3R4 geninin həddindən artıq ifadəsi CML proqnozu ilə əlaqələndirilmişdir (60). Bu genin müəyyən timus epitelial şişlərində və metastatik melanoma nümunələrində mutasiyaya uğradığı da müəyyən edilmişdir (61,62). PIK3R4 nüsxə sayı aberasyonları, yumurtalıq xərçəngi olan xəstələrin sağ qalma nisbətlərinin azalması ilə əlaqələndirilmişdir (63). Müalicəyə davamlı B qrupu hüceyrələrində mutasiya edilmiş PIK3R4-ün statistik olaraq əhəmiyyətli olması, HCC hüceyrələrinin dərman reaksiyası profillərində PIK3R4 mutasiyalarının xidmət etdiyi mümkün funksiyanı göstərir.

HCC hüceyrələri üzərində aparılan transkriptomik analizlər, A qrupu hüceyrələrində altı genin əhəmiyyətli dərəcədə yuxarı tənzimləndiyini və yeddi genin aşağı tənzimləndiyini aşkar etdi (Cədvəl V). A qrupu hüceyrələrinin dərman həssaslığında transkripsiya ilə tənzimlənən genlərin rolu əlavə tədqiqat tələb edir. Bu hipotezi dəstəkləyən PRKAA2 zülalının aktivləşdirilməsi HCC hüceyrələrini bir sıra dərman müalicələrinə həssaslaşdırır (64-67). Beləliklə, dərmana həssas HCC hüceyrələrində PRKAA2-nin tənzimlənməsi, müalicəyə müşahidə edilən cavabda mərkəzi bir funksiyanı yerinə yetirə bilər. Qrup A HCC hüceyrələrində differensial şəkildə yuxarı tənzimlənən digər genlər üçün onların HCC-də transkripsiyanın yüksəldilməsinin təsirləri ilə bağlı məhdud miqdarda məlumat mövcuddur. Hepatektomiyadan sonra yüksək miqdarda α-fetoproteinlə əlaqəli HCC-nin təkrarlanması üçün villin 1-in tənzimlənmiş ifadəsi müəyyən edilmişdir (68). Erb-B2 reseptor tirozin kinaz 3 (ERBB3) mRNA, HCC şişlərinin 52% -də tənzimlənmişdir [69] və xroniki hepatit və sirozlu xəstələrdə erkən hepatoma üçün serum markerləri olaraq ifraz olunan ERBB3 izoformları təyin edilmişdir [70]. Buna görə də, HCC hüceyrələrinin dərman həssaslığı və müqavimət mexanizmlərində bu genlərin rolları daha da öyrənilməlidir.

Müəyyən edilmiş bütün müalicəyə həssas molekulyar hədəflər bioloji funksiyalara malik olduğundan və mutasiyaya uğramış və diferensial şəkildə ifadə olunmuş genlər də bu molekullarla əlaqəli olduğundan, multi-omik məlumatların təhlilinin nəticələri müalicə həssaslığı ilə əlaqəli analiz etmək üçün sadə molekulyar qarşılıqlı əlaqə şəbəkəsinə inteqrasiya edilmişdir. HCC hüceyrələrinin molekulyar mexanizmləri daha yaxşıdır (Şəkil 2). HCC hüceyrələrinin bu qısaldılmış, dərman müalicəsi həssaslığı ilə əlaqəli molekulyar şəbəkəsi, HCC hüceyrələrində dərman həssaslığının və müqavimətinin əsas molekulyar mexanizmlərini aşkar etmək üçün əlavə təcrübələr üçün yeni fərziyyələr yaratmaq üçün istifadə edilə bilər. Məsələn, inteqrasiya olunmuş molekulyar şəbəkə yaşıl rəngdə təsvir olunan dərmanlarla müalicəyə həssas olan A qrupu HCC hüceyrələrinin molekulyar yolunu təyin etdiyindən (Şəkil 2), EGFR-PI3K-mTOR-un aktivləşməsini araşdırmaq maraqlı ola bilər. -B qrupu HCC hüceyrələrində xarici və ya konstitusiya baxımından aktiv daxili siqnallar vasitəsilə DNAPK oxu onları eyni dərmanlara həssas edir. Bu yanaşma, yeni mərhələli HCC hüceyrələrinə qarşı yeni birləşmiş dərman müalicəsi yanaşmalarının inkişafına imkan verən dəyərli məlumatlar verə bilər.

Yekun olaraq, bu işdə təhlil edilən HCC hüceyrələri üzərində yüksək məhsuldarlıqlı dərman müalicəsi təcrübələrinin nəticələri göstərir ki, HCC-nin müalicəsi üçün molekulyar hədəflənmiş, fərdiləşdirilmiş kemoterapevtik yanaşmalar hazırlanmalıdır, çünki fərqli HCC hüceyrə növləri eyni dərman müalicələrinə fərqli cavab verir. Bu tədqiqatda müəyyən edilmiş yeni molekulyar hədəflər və onların bioloji assosiasiyaları HCC-yə qarşı hədəflənmiş molekulyar dərman müalicəsini inkişaf etdirmək üçün daha da araşdırılmalıdır.


İstinadlar

Abelson, A. (2020). “limate change ” povestinin qurbangahında mərcan qayalarının gələcəyini qurban veririkmi? ICES J. Mar. Sci. 77, 40�. doi: 10.1093/icesjms/fsz226

Abelson, A., Halpern, B. S., Reed, D. C., Orth, R. J., Kendrick, G. A., Beck, M. W., et al. (2015). Ekoloji və sosial anlayışlardan istifadə edərək dəniz ekosisteminin bərpasını təkmilləşdirmək. Bioelm 66, 156 və#x2013163. doi: 10.1093/biosci/biv171

Abelson, A., Nelson, P., Edgar, G., Shashar, N., Reed, D., Belmaker, J., et al. (2016a). Deqradasiyaya uğramış mərcan riflərini daxil etmək üçün dəniz qorunan ərazilərinin genişləndirilməsi. Qoruyucu. Biol. 30, 1182 və#x20131191. doi: 10.1111/cobi.12722

Abelson, A., Obolski, U., Regoniel, P. və Hadany, L. (2016b). Mərcan riflərində sosial-ekoloji bərpa vasitəsi kimi ot yeyən balıq populyasiyalarının ehtiyatının artırılması. Ön. Mar. Sci. 3:138. doi: 10.3389/fmars.2016.00138

Adger, W. N., Hughes, T. P., Folke, C., Carpenter, S. R. və Rockstrom, J. (2005). Sahil fəlakətlərinə sosial-ekoloji davamlılıq. Elm 309, 1036�. doi: 10.1126/science.1112122

Airoldi, L., Beck, M. W., Firth, L. B., Bugnot, A. B., Steinberg, P. D. və Dafforn, K. A. (2020). Təbiəti şəhər okeanına qaytarmaq üçün yeni həll yolları. Ann. Müqəddəs Mar Sci. doi: 10.1146/annurev-marine-032020-020015 [Çapdan əvvəl Epub].

Ando, ​​A. W. və Mallory, M. L. (2012). Prairie Pothole Regionunda iqlimlə bağlı mühafizə qeyri-müəyyənliyini azaltmaq üçün optimal portfel dizaynı. Proc. Natl. akad. Elmi. ABŞ. 109, 6484 və#x20136489. doi: 10.1073/pnas.1114653109

Anthony, K., Bay, L. K., Costanza, R., Firn, J., Gunn, J., Harrison, P., et al. (2017). Mərcan qayalarını xilas etmək üçün yeni müdaxilələrə ehtiyac var. Nat. Ekol. Evol. 1, 1420�.

Aplet, G. H. və McKinley, P. S. (2017). Qlobal dəyişikliyin ekoloji risklərini idarə etmək üçün portfel yanaşması. Ekosistem. Sağlamlıq Davamlı. 3: e01261. doi: 10.1002/ehs2.1261

Barbier, E. B. (2012). Sahil və dəniz ekosistem xidmətlərinin qiymətləndirilməsindəki irəliləyiş və çətinliklər. Rev. Environ. Econ. Siyasət 6, 1�. doi: 10.1093/reep/rer017

Bartley, R., Bainbridge, Z. T., Lewis, S. E., Kroon, F. J., Wilkinson, S. N., Brodie, J. E., et al. (2014). Mərcan riflərinə çöküntü təsirlərinin su hövzəsi mənbələri, prosesləri və idarə edilməsi ilə əlaqələndirilməsi: icmal. Elmi. Ümumi Ətraf. 468, 1138 və#x20131153. doi: 10.1016/j.scitotenv.2013.09.030

Bates, A.E., Barrett, N. S., Stuart-Smith, R. D., Holbrook, N. J., Tompson, P. A. və Edgar, G. J. (2014). Qorunan resif balıq icmalarında dayanıqlılıq və tropikləşmə imzaları. Nat. Clim. Dəyişdirin 4, 62 və#x201367. doi: 10.1038/nclimate2062

Bates, A.E., Cooke, R. S. C., Duncan, M. I., Edgar, G. J., Bruno, J. F., Benedetti-Cecchi, L., et al. (2019). Dəniz qorunan ərazilərində iqlimə davamlılıq və ‘Qoruma Paradoksu’. Biol. Qoruyucu. 236, 305 və#x2013314. doi: 10.1016/j.biocon.2019.05.005

Bayraktarov, E., Brisbane, S., Hagger, V., Smith, C. S., Wilson, K. A., Lovelock, C. E., et al. (2020). Dəniz sahillərinin bərpası tədqiqatının prioritetləri və motivləri. Ön. Mar. Sci. 7: 484. doi: 10.3389/fmars.2020.00484

Bayraktarov, E., Saunders, M. I., Abdullah, S., Mills, M., Beher, J., Possingham, H. P., et al. (2016). Dəniz sahillərinin bərpasının dəyəri və mümkünlüyü. Ekol. Appl. 26, 1055 və#x20131074. doi: 10.1890/15-1077

Beck, M. W., Brumbaugh, R. D., Airoldi, L., Carranza, A., Coen, L. D., Crawford, C., et al. (2011). Risk altında olan istiridyə rifləri və konservasiya, bərpa və idarəetmə üçün tövsiyələr. Bioelm 61, 107�. doi: 10.1525/bio.2011.61.2.5

Bellwood, D.R., Hoey, A.S., Ackerman, J. L. və Depczynski, M. (2006). Mərcanların ağardılması, rif balıqlarının icma mərhələsinin dəyişməsi və mərcan qayalarının davamlılığı. Qlob. Biol dəyişdirin. 12, 1587 və#x20131594. doi: 10.1111/j.1365-2486.2006.01204.x

Berglund, M., Jacobi, M. N. və Jonsson, P. R. (2012). Bağlılıq və yaşayış mühitinin keyfiyyətinə görə dənizin mühafizə olunan ərazilərinin optimal seçimi. Ekol. Modelləşdirmə. 240, 105 və#x2013112. doi: 10.1016/j.ecolmodel.2012.04.011

Bernhardt, E. S., Sudduth, E. B., Palmer, M. A., Allan, J. D., Meyer, J. L., Alexander, G., et al. (2007). Çayların bərpası bir anda: ABŞ çaylarının bərpası praktikləri arasında aparılan sorğunun nəticələri. Bərpa edin. Ekol. 15, 482 və#x2013493. doi: 10.1111/j.1526-100X.2007.00244.x

Beyer, H. L., Kennedy, E. V., Beger, M., Chen, C. A., Cinner, J. E., Darling, E. S., et al. (2018). Sürətli iqlim dəyişikliyi şəraitində mərcan qayalarını qorumaq üçün riskə həssas planlaşdırma. Qoruyucu. Lett. 11:e12587. doi: 10.1111/conl.12587

Borja, A. (2014). Dəniz ekosistemlərinin ekologiyasında böyük problemlər. Ön. Mar. Sci. 1: 1. doi: 10.3389/fmars.2014.00001

Bostr öm-Einarsson, L., Babcock, R. C., Bayraktarov, E., Ceccarelli, D., Cook, N., Ferse, S. C. A., et al. (2020). Mərcanların bərpası – Mövcud metodların, uğurların, uğursuzluqların və gələcək istiqamətlərin sistematik nəzərdən keçirilməsi. PLOS One 15: e0226631. doi: 10.1371/journal.pone.0226631

Bouma, T. J., van Belzen, J., Balke, T., Zhu, Z., Airoldi, L., Blight, A. J., et al. (2014). Sahil mühafizəsində intertidal yaşayış yerlərinin tətbiqinə mane olan bilik boşluqlarının müəyyən edilməsi: imkanlar və atılacaq addımlar. Sahil. Eng. J. 87, 147 və#x2013157. doi: 10.1016/j.coastaleng.2013.11.014

Bugnot, A. B., Mayer-Pinto, M., Airoldi, L., Heery, E. C., Johnston, E. L., Critchley, L. P., və s. (2020). Dəniz infrastrukturunun mövcud və proqnozlaşdırılan qlobal miqyası. Nat. Davamlılıq. doi: 10.1038/s41893-020-00595-1

Bulleri, F., Eriksson, B. K., Queirós, A., Airoldi, L., Arenas, F., Arvanitidis, C., et al. (2018). Sahildəki biomüxtəlifliyin iqlimlə əlaqəli itkisinə qarşı bir vasitə olaraq müsbət növ qarşılıqlı əlaqələrdən istifadə etmək. PLoS Biol. 16: e2006852. doi: 10.1371/journal.pbio.2006852

Buonomo, R., Assis, J., Fernandes, F., Engelen, A.H., Airoldi, L. və Serr ão, E. A. (2017). Yaşayış yerlərinin davamlılığı və pilləli okeanoqrafik məsafələr qəhvəyi yosunların populyasiyanın genetik əlaqəsini izah edir. Cystoseira amentacea. Mol. Ekol. 26, 766 və#x2013780. doi: 10.1111/mec.13960

Burke, L. M., Reytar, K., Spalding, M. və Perry, A. (2011). Riskdə Riflər Yenidən Baxılıb. Vaşinqton, DC: Dünya Resursları İnstitutu.

Campbell, A. H., Marzinelli, E. M., Vergés, A., Coleman, M. A. və Steinberg, P. D. (2014). İtkin sualtı meşələrin bərpasına doğru. PLOS One 9: e84106. doi: 10.1371/journal.pone.0084106

Sezar, H. S. J. (2000). “oral rifləri: onların funksiyaları, təhlükələri və iqtisadi dəyəri” Mərcan riflərinin iqtisadiyyatına dair esselər toplusu, red. H. S. J. Cesar (Kalmar: Kalmar Universiteti), 14 �.

Cinner, J. E., Huchery, C., MacNeil, M. A., Graham, N. A., McClanahan, T. R., Maina, J., et al. (2016). Dünyanın mərcan rifləri arasında parlaq ləkələr. Təbiət 535, 416 və#x2013419.

Coen, L.D. və Luckenbach, M.W. (2000). İstiridye resifinin bərpasını qiymətləndirmək üçün müvəffəqiyyət meyarlarını və məqsədlərini inkişaf etdirmək: ekoloji funksiya və ya qaynaq istismarı? Ekol. Eng. 15, 323�. doi: 10.1016/S0925-8574(00)00084-7

Coleman, M. A. və Goold, H. (2019). Balqabaq meşələrinin mühafizəsi üçün sintetik biologiyadan istifadə. J. Phycol. 55, 745�. doi: 10.1111/jpy.12888

Coleman, M. A., Wood, G., Filbee-Dexter, K., Minne, A. J., Goold, H. D., Verg és, A., et al. (2020). Bərpa et və ya yenidən təyin et: bərpa üçün gələcək trayektoriyalar. Ön. Mar. Sci. 7:237. doi: 10.3389/fmars.2020.00237

Costanza, R., de Groot, R., Sutton, P., van der Ploeg, S., Anderson, S. J., Kubiszewski, I., et al. (2014). Ekosistem xidmətlərinin qlobal dəyərindəki dəyişikliklər. Qlob. Ətraf. Dəyişdirin 26, 152�.

Craig, R. K. (2002). Okean ekosistemlərinə uzun nəzər salsaq: tarix elmi, dəniz bərpası və 2000-ci ildə okeanlar aktı. Ekol. Qanun Q. 29:649.

Crowe, K. A. və Parker, W. H. (2008). İqlim dəyişikliyi ssenariləri altında meşələrin bərpası və bərpasına rəhbərlik etmək üçün portfel nəzəriyyəsindən istifadə. Clim. Dəyişdirin 89, 355�. doi: 10.1007/s10584-007-9373-x

Crutzen, P. J. (2002). Bəşəriyyətin geologiyası - antroposen. Təbiət 415: 23. doi: 10.1038/415023a

Darling, E. S. və C ôt é, I. M. (2018). Dəniz ekosistemlərində davamlılıq axtarır. Elm 359, 986 və#x2013987. doi: 10.1126/science.aas9852

Dirzo, R., Young, H. S., Galetti, M., Ceballos, G., Isaac, N. J. və Collen, B. (2014). Antroposendə defaunasiya. Elm 345, 401�. doi: 10.1126/elm.1251817

Dixson, D. L., Abrego, D. və Hay, M. E. (2014). Mərcanların və balıqların kimyəvi vasitəçiliyi ilə davranışı: qayaların bərpasını məhdudlaşdıra biləcək bir dönüş nöqtəsi. Elm 345, 892�. doi: 10.1126/elm.1255057

Dixson, D. L. və Hay, M. E. (2012). Mercanlar, rəqabət edən dəniz yosunlarını aradan qaldırmaq üçün kimyəvi cəhətdən qarşılıqlı balıqları işarələyir. Elm 338, 804 və#x2013807. doi: 10.1126/science.1225748

Dobson, A., Lodge, D., Alder, J., Cumming, G. S., Keymer, J., McGlade, J., et al. (2006). Habitat itkisi, trofik çökmə və ekosistem xidmətlərinin azalması. Ekologiya 87, 1915�. doi: 10.1890/0012-9658(2006)87[1915:hltcat]2.0.co2

Dobson, A.P., Bradshaw, A.D. və Baker, A.J.M (1997). Gələcəyə ümidlər: bərpa ekologiyası və qorunma biologiyası. Elm 277, 515 və#x2013522. doi: 10.1126/science.277.5325.515

Doropoulos, D., Elzinga, J., ter Hofstede, R., van Koningsveld, M. və Babcock, R.C. (2019). Sənaye miqyaslı mərcan resifinin bərpasını optimallaşdırmaq: vəhşi mərcan yumurtalarının kəsilməsini müqayisə etmək və cazibədar yetkin koloniyalarının nəqli. Bərpa edin. Ekol. 27, 758 və#x2013767. doi: 10.1111/rec.12918

Druschke, C. G. və Hychka, K. C. (2015). Ekoloji bərpası layihəsinin uğurunda ünsiyyət və ictimaiyyətin iştirakı ilə bağlı menecer perspektivləri. Ekol. Soc. 20:58. doi: 10.5751/ES-07451-200158

Duarte, C. M., Agusti, S., Barbier, E., Britten, G. L., Castilla, J. C., Gattuso, J. P., et al.(2020). Dəniz həyatının yenidən qurulması. Təbiət 580, 39 və#x201351.

Duarte, C. M., Losada, I. J., Hendriks, I. E., Mazarrasa, I. və Marbà, N. (2013). İqlim dəyişikliyinin yumşaldılması və uyğunlaşması üçün sahil bitkilərinin rolu. Nat. Clim. Dəyişdirin 3, 961�. doi: 10.1038/nclimate1970

Duke, N. C., Meynecke, J. O., Dittmann, S., Ellison, A. M., Anger, K., Berger, U., et al. (2007). Mangrovsuz bir dünya? Elm 317, 41 və#x201342.

Eaton, M. J., Yurek, S., Haider, Z., Martin, J., Johnson, F. A., Udell, B. J., et al. (2019). Qeyri -müəyyənlik şəraitində məkan mühafizəsinin planlaşdırılması: müasir portfel nəzəriyyəsindən istifadə edərək iqlim dəyişikliyi risklərinə uyğunlaşma. Ekol. Appl. 29: e01962.

Ebadi, A. və Schiffauerova, A. (2016). Elmi istehsalı necə artırmaq olar? Tədqiqatın maliyyələşdirilməsinin və digər təsir edən amillərin statistik təhlili. Scientometrics 106, 1093 və#x20131116. doi: 10.1007/s11192-015-1825-x

Edgar, G. J., Stuart-Smith, R. D., Willis, T. J., Kininmonth, S., Baker, S. C., Banks, S., və s. (2014). Qlobal qorunmanın nəticələri beş əsas xüsusiyyətə malik dəniz mühafizə olunan ərazilərdən asılıdır. Təbiət 506, 216�.

Edwards, A. (1999). Sahil ekosistemlərinin bərpası. Mar. Çirklənmə. Öküz. 37, 371 və#x2013372. doi: 10.1016/s0025-326x (99) 00149-6

Edwards, P. E. T., Sutton-Grier, A. E. və Coyle, G. E. (2013). Təbiətə sərmayə qoyun: sahil yaşayış mühitinin bərpası mavi infrastruktur və yaşıl iş yerlərinin yaradılması. Siyasət 38, 65 və#x201371. doi: 10.1016/j.marpol.2012.05.020

Eger, A. M., Marzinelli, E., Gribben, P., Johnson, C. R., Layton, C., Steinberg, P. D., et al. (2020). Müsbət tərəflərə oynamaq: yosun meşələrinin bərpasını artırmaq üçün sinerjilərdən istifadə. Ön. Mar. Sci. 7: 544. doi: 10.3389/fmars.2020.00544

Elliott, M., Burdon, D., Hemingway, K. L. və Apitz, S. E. (2007). Dənizkənarı, sahil və dəniz ekosisteminin bərpası: idarəetmə və elmin çaşqınlığı - anlayışlara yenidən baxılması. Estuar. Sahil. Rəf Elmi. 74, 349 və#x2013366. doi: 10.1016/j.ecss.2007.05.034

Fabricius, K. E. (2005). Yerüstü su axınının mərcan və mərcan qayalarının ekologiyasına təsiri: baxış və sintez. Mar. Pollut. Öküz. 50, 125�. doi: 10.1016/j.marpolbul.2004.11.028

Friess, D. A., Lee, S. Y. və Primavera, J. H. (2016). Mangrove itkisi üzərində gelgit çevirmək. Mar. Pollut. Öküz. 2, 673 və#x2013675. doi: 10.1016/j.marpolbul.2016.06.085

Gaines, S. D., White, C., Carr, M. H. və Palumbi, S. R. (2010). Həm mühafizə, həm də balıqçılıq idarəçiliyi üçün dəniz qoruyucu şəbəkələrinin layihələndirilməsi. Proc. Natl. akad. Elmi. ABŞ. 107, 18286 və#x201318293. doi: 10.1073/pnas.0906473107

Oyun, E. T., McDonald-Madden, E., Puotinen, M. L. və Possingham, H. P. (2008). Güclüləri yoxsa zəifləri qorumalıyıq? Risk, dayanıqlıq və dəniz qorunan ərazilərin seçimi. Qoruyucu. Biol. 22, 1619 və#x20131629. doi: 10.1111/j.1523-1739.2008.01037.x

Gann, G. D., McDonald, T., Walder, B., Aronson, J., Nelson, C. R., Jonson, J., et al. (2019). Ekoloji bərpa təcrübəsi üçün beynəlxalq prinsiplər və standartlar. İkinci nəşr. Bərpa edin. Ekol. 27, S1 və#x2013S46.

Gattuso, J. P., Magnan, A. K., Bopp, L., Cheung, W. W., Duarte, C. M., Hinkel, J., et al. (2018). İqlim dəyişikliyi və onun dəniz ekosistemlərinə təsirlərini həll etmək üçün okean həlləri. Ön. Mar. Sci. 5: 337. doi: 10.3389/fmars.2018.00337

Gedan, K. B. və Silliman, B. R. (2009). Mangrove bərpasını artırmaq üçün asanlaşdırma nəzəriyyəsindən istifadə. Ambio 38: 109. doi: 10.1579/0044-7447-38.2.109

Geist, C. və Galatowitsch, S. M. (1999). Bərpa layihələrində ekoloji və insan ehtiyaclarını ödəmək üçün qarşılıqlı model. Qoruyucu. Biol. 13, 970�. doi: 10.1046/j.1523-1739.1999.98074.x

Giakoumi, S., McGowan, J., Mills, M., Beger, M., Bustamante, R., Charles, A., et al. (2018). Dəniz qorunan ərazilərin “uccess ” və ” uğursuzluğuna ” yenidən baxılması: mühafizəkar alim perspektivi. Ön. Mar. Sci. 5:223. doi: 10.3389/fmars.2018.00223

Gill, D. A., Mascia, M. B., Ahmadia, G. N., Glew, L., Lester, S. E., Barnes, M., et al. (2017). Tutum çatışmazlığı qlobal miqyasda dəniz qorunan ərazilərinin fəaliyyətinə mane olur. Təbiət 543, 665 və#x2013669. doi: 10.1038/nature21708

Gillis, L., Bouma, T., Jones, C., van Katwijk, M., Nagelkerken, I., Jeuken, C., et al. (2014). Tropik dəniz ekosistemləri arasında landşaft miqyasında müsbət qarşılıqlı təsir potensialı. Mart. Ecol. Proq. Ser. 503, 289 və#x2013303. doi: 10.3354/meps10716

Golden, C. D., Allison, E. H., Cheung, W. W. L., Dey, M. M., Halpern, B. S., McCauley, D. J., et al. (2016). Qidalanma: balıq ovuna düşmək insan sağlamlığını təhdid edir. Təbiət 534, 317 və#x2013320. doi: 10.1038/534317a

Gordon, T. A., Radford, A. N., Simpson, S. D. və Meekan, M. G. (2020). Dənizlərin bərpası layihələri az qiymətləndirilir. Elm 367, 635 və#x2013636.

Graham, N. A., McClanahan, T. R., MacNeil, M. A., Wilson, S. K., Polunin, N. V., Jennings, S., et al. (2008). İqlim istiləşməsi, dənizin qorunan əraziləri və mərcan resif ekosistemlərinin okean miqyaslı bütövlüyü. PLOS One 3: e3039. doi: 10.1371/journal.pone.0003039

Green, A. L., Maypa, A. P., Almany, G. R., Rodos, K. L., Həftələr, R., Abesamis, R. A., və s. (2015). Mərcan resif balıqlarının sürfələrin dağılması və hərəkət nümunələri və dəniz qoruğu şəbəkəsinin dizaynına təsirləri. Biol. Rev. 90, 1215�. doi: 10.1111/brv.12155

Guarnieri, G., Bevilacqua, S., Figueras, N., Tamburello, L. və Fraschetti, S. (2020). Geniş miqyaslı dəniz kirpisinin məhv edilməsi Aralıq dənizində subtidal boş ərazilərin azalmasına səbəb olur. Ön. Mar. Sci. 7:519. doi: 10.3389/fmars.2020.00519

Halpern, B. S., Silliman, B. R., Olden, J. D., Bruno, J. P. və Bertness, M. D. (2007). Suyun bərpası və qorunmasında müsbət qarşılıqlı əlaqələri birləşdirmək. Ön. Ekol. Ətraf. 5, 153�. doi: 10.1890/1540-9295 (2007) 5 [153: ipiiar] 2.0.co2

Hashim, R., Kamali, B., Tamin, N. M. və Zakaria, R. (2010). Sahil reabilitasiyasına inteqrasiya olunmuş yanaşma: Sungai Hacı Dorani, Malayziyada manqrovların bərpası. Estuar. Sahil. Shelf Sci. 86, 118�. doi: 10.1016/j.ecss.2009.10.021

Hautier, Y., Tilman, D., Isbell, F., Seabloom, E. W., Borer, E. T. və Reich, P. B. (2015). Antropogen ətraf mühit dəyişiklikləri biomüxtəliflik vasitəsilə ekosistemin sabitliyinə təsir göstərir. Elm 348, 336�. doi: 10.1126/science.aaa1788

He, Q. və Silliman, B. R. (2019). Antroposendə iqlim dəyişikliyi, insan təsirləri və sahil ekosistemləri. Curr. Biol. 29, R1021 və#x2013R1035.

Hobbs, R. J., Davis, M. A., Slobodkin, L. B., Lackey, R. T., Halvorson, W. və Throop, W. (2004). Bərpa ekologiyası: sosial dəyərlər və gözləntilərə meydan oxumaq. Ön. Ekol. Ətraf. 2, 43�. doi: 10.1890/1540-9295 (2004) 002 [0043: retcos] 2.0.co2

Hock, K., Wolff, N. H., Ortiz, J. C., Condie, S. A., Anthony, K. R., Blackwell, P. G., et al. (2017). Böyük maneə resifinin bağlanması və sistematik dayanıqlığı. PLoS Biol. 15: e2003355. doi: 10.1371/journal.pbio.2003355

Hoegh-Guldberg, O., Hughes, L., McIntyre, S., Lindenmayer, D. B., Parmesan, C., Possingham, H. P., et al. (2008). Kolonizasiya və sürətli iqlim dəyişikliyi. Elm 321, 345 və#x2013346. doi: 10.1126/elm.1157897

Holguin, G., Vazquez, P. və Bashan, Y. (2001). Mangrov ekosistemlərinin məhsuldarlığında, qorunmasında və bərpasında çöküntü mikroorqanizmlərinin rolu: ümumi baxış. Biol. Fertil. Torpaqlar 33, 265 və#x2013278. doi: 10.1007/s003740000319

Holsman, K. K., Hazen, E. L., Haynie, A., Gourguet, S., Hollowed, A., Bograd, S. J., et al. (2019). Balıqçılıq idarəçiliyində iqlimə davamlılığa doğru. ICES J. Mar. Sci. 76, 1368�.

Huddart, J. E., Thompson, M. S., Woodward, G. və Brooks, S. J. (2016). Vətəndaş elmi: çirklənmənin aşkarlanmasından ekoloji bərpanın qiymətləndirilməsinə qədər. Wiley Interdiscip. Rev. Su 3, 287 və#x2013300. doi: 10.1002/wat2.1138

Hughes, B. B. (2014). Qida Şəbəkələri, Dayanıqlılıq və Çox Təhdidlər Altında Estuarinin Fəaliyyəti: Elkhorn Sloughdan öyrənilən dərslər. Doktorluq dissertasiyası, Kaliforniya Universiteti, Santa Cruz, CA.

Jaap, W.C. (2000). Mərcan resifinin bərpası. Ekol. Eng. 15, 345 və#x2013364.

Kareiva, P., Lalasz, R. və Marvier, M. (2011). Antroposendə konservasiya. Sıçrayışlı J. 2, 26 və#x201336.

Kelly, L. W., Williams, G. J., Barott, K. L., Carlson, C. A., Dinsdale, E. A., Edwards, R. A., və s. (2014). Mərcan reefi ilə əlaqəli mikrobiyomların təbii dəyişkənlik və antropogen streslərə gradientlərə yerli genomik uyğunlaşması. Proc. Natl. akad. Elmi. ABŞ. 111, 10227 və#x201310232. doi: 10.1073/pnas.1403319111

Kienker, S. E., Coleman, R. A., Morris, R. L., Steinberg, P., Bollard, B., Jarvis, R., et al. (2018). Limanları canlandırmaq: müxtəlif maraqlı tərəflər və şəhərlər üçün eko-mühəndisli sahil infrastrukturunun əhəmiyyətinin qiymətləndirilməsi. Siyasət 94, 238 və#x2013246. doi: 10.1016/j.marpol.2018.04.028

Kittinger, J. N., Bambico, T. M., Minton, D., Miller, A., Mejia, M., Kalei, N., et al. (2016). Ekosistemlərin bərpası, icmanın bərpası: icma əsaslı mərcan rifinin bərpası layihəsinin sosial-iqtisadi və mədəni ölçüləri. Reg. Ətraf. Dəyişdirin 16, 301 və#x2013313. doi: 10.1007/s10113-013-0572-x

Lefcheck, J. S., Orth, R. J., Dennison, W. C., Wilcox, D. J., Murphy, R. R., Keisman, J., et al. (2018). Qida maddələrinin uzunmüddətli azalması mülayim sahil bölgəsinin görünməmiş bərpasına gətirib çıxarır. Proc. Natl. akad. Elmi. ABŞ. 115: 201715798. doi: 10.1073/pnas.1715798115

Leigh, P. (2005). Ekoloji böhran, insan vəziyyəti və cəmiyyətə əsaslanan bərpa onun müalicəsi üçün bir vasitə kimi. Etika elmi. Ətraf. Siyasət. 5, 3�. doi: 10.3354/esep005003

Lindegren, M., M öllmann, C. və Hansson, L. A. (2010). Biomanipulyasiya: dəniz ekosisteminin idarə edilməsində və bərpasında bir vasitədir? Ekol. Appl. 20, 2237�.

Lotze, H. K., Lenihan, H. S., Bourque, B. J., Bradbury, R. H., Cooke, R. G., Kay, M. C., et al. (2006). Estuarların və sahilyanı dənizlərin tükənməsi, deqradasiyası və bərpa potensialı. Elm 312, 1806 və#x20131809. doi: 10.1126/science.1128035

MacNeil, M. A., Graham, N. A., Cinner, J. E., Wilson, S. K., Williams, I. D., Maina, J., et al. (2015). Dünyanın mərcan rifi balıqlarının bərpa potensialı. Təbiət 520, 341 və#x2013344.

Mascarelli, A. (2014). Dizayner rifləri: bioloqlar mərcanların təkamülünü iqlim dəyişikliyi ilə mübarizəyə hazırlamaq üçün istiqamətləndirirlər. Təbiət 508, 444 və#x2013447. doi: 10.1038/508444a

Maynard, J. A., McKagan, S., Raymundo, L., Johnson, S., Ahmadia, G. N., Johnston, L., et al. (2015). Rəhbərliyi məlumatlandırmaq üçün mərcan qayalarının nisbi dayanıqlıq potensialının qiymətləndirilməsi. Biol. Qoruyucu. 192, 109 və#x2013119. doi: 10.1016/j.biocon.2015.09.001

McCreless, E. və Beck, M. W. (2016). Qlobal sahil investisiya portfelimizi yenidən nəzərdən keçiririk. J. Okean sahili. Econ. 3:6.

Medrano, A., Hereu, B., Cleminson, M., Pagès-Escolà, M., Rovira, G., Solà, J., et al. (2020). Dəniz səhralarından yosun yataqlarına qədər: Treptacantha elegans, heç bir dəniz qoruğunun içərisində və xaricində sabit pozulmuş ekosistemləri tərsinə çevirmək üçün canlandırır. Bərpa edin. Ekol. 28, 632�. doi: 10.1111/rec.13123

Miles, I., Sullivan, W. C. və Kuo, F. E. (1998). Ekoloji bərpa könüllüləri: iştirakın faydaları. Şəhər ekosistemi. 2, 27 və#x201341.

Moffat, K., Lacey, J., Zhang, A. və Leipold, S. (2016). Fəaliyyət üçün sosial lisenziya: kritik bir baxış. Meşə təsərrüfatı 89, 477 və#x2013488. doi: 10.1093/meşə təsərrüfatı/cpv044

Montero-Serra, I., Garrabou, J., Doak, D. F., Figuerola, L., Hereu, B., Ledoux, J. B., et al. (2018). Dəniz bərpasında həyat tarixi strategiyalarının və vaxt cədvəllərinin uçotu. Qoruyucu. Lett. 11:e12341. doi: 10.1111/conl.12341

Morris, R. L., Heery, E. C., Loke, L. H. L., Lau, E., Ştren, E. M. A., Airoldi, L. və başqaları. (2019). Dizayn variantları, tətbiq məsələləri və ekoloji mühəndislik sahillərinin uğurunun qiymətləndirilməsi. Oceanogr. Mar. Biol. 57, 169�. doi: 10.1201/9780429026379-4

Mumby, P. J. və Steneck, R. S. (2008). Sürətlə inkişaf edən ekoloji paradiqmalar fonunda mərcan qayalarının idarə edilməsi və qorunması. Trendlər Ecol. Evol. 23, 555�. doi: 10.1016/j.tree.2008.06.011

Murcia, C., Aronson, J., Kattan, G. H., Moreno-Mateos, D., Dixon, K. və Simberloff, D. (2014). ‘novel ekosistemi və#x2019 konsepsiyasının tənqidi. Trendlər Ecol. Evol. 29, 548 və#x2013553. doi: 10.1016/j.tree.2014.07.006

NOAA SAB (2014). Sahil yaşayış yerlərinin bərpası: NOAA -nın cari və potensial rolunun qiymətləndirilməsi. Ekosistem Elmi və İdarəetmə İşçi Qrupu. NOAA Elm Məsləhət Şurası. İnternetdə mövcuddur: ftp://ftp.oar.noaa.gov/SAB/sab//Meetings/2014/april/NOAA%20Restoration%20Review%20Findings% 20%20Tövsiyələr%20Final%20041714.pdf (15 Mart 2020 tarixində daxil edilmişdir) ).

Obolski, U., Hadany, L. və Abelson, A. (2016). Balıqların yenidən yığılmasının korlanmış mərcan qayalarının bərpasına potensial töhfəsi: alternativ bir bərpa üsulu? PeerJ 4: e1732. doi: 10.7717/peerj.1732

Orth, R., Moore, K., Luckenbach, M., Bonniwell, S., Curry, A.Jr., Fate, S., et al. (2012). Tapşırıq 10 Virciniya ştatının Dənizkənarı Körfəzlərində Eelgrass və Bay Scallopların Bərpası. (1 aprel 2011, 30 noyabr 2012 -ci il). Gloucester Point, VA: Virciniya Dəniz Elmləri İnstitutu.

Orth, R. J., Harwell, M. C. və Fishman, J. R. (1999). Tək, lövbərsiz tumurcuqlardan istifadə edərək eelgrass transplantasiyası üçün sürətli və sadə üsul. Aquat. Bot. 64, 77�. doi: 10.1016/s0304-3770(99)00007-8

Palmer, M., Bernhardt, E., Chornesky, E., Collins, S., Dobson, A., Duke, C., et al. (2004). İzdihamlı bir planet üçün ekologiya. Elm 304, 1251�. doi: 10.1126/science.1095780

Palmer, M. A. və Filoso, S. (2009). Ekoloji bazarlar üçün ekosistem xidmətlərinin bərpası. Elm 325, 575 və#x2013576. doi: 10.1126/elm.1172976

Palumbi, S. R., Barshis, D. J., Traylor-Knowles, N. və Bay, R. A. (2014). Gələcək iqlim dəyişikliyinə reef mərcan müqavimət mexanizmləri. Elm 344, 895 və#x2013898. doi: 10.1126/science.1251336

Penaluna, B. E., Reeves, G. H., Barnett, Z. C., Bisson, P. A., Buffington, J. M., Dolloff, C. A. və b. (2018). Suyun sahilyanı ekosisteminin idarə edilməsinə rəhbərlik etmək üçün təbii narahatlıq və portfel konsepsiyalarından istifadə. Balıqçılıq 43, 406�. doi: 10.1002/fsh.10097

Perrow, M. R. və Davy, A. J. (2002). Ekoloji Bərpa Təlimatı: Təcrübədə Bərpa, Cild 2. Cambridge: Cambridge University Press.

Piazzi, L. və Ceccherelli, G. (2019). Dəniz balığının insan məhsulunun yosunların bərpasını əmələ gətirməyə təsiri. Estuar. Sahil. Rəf Elmi. 219, 273 və#x2013277. doi: 10.1016/j.ecss.2019.02.028

Possingham, H. P., Bode, M. və Klein, C. J. (2015). Optimal konservasiya nəticələri həm bərpa, həm də qorunma tələb edir. PLoS Biol. 13: e1002052. doi: 10.1371/journal.pbio.1002052

Qiu, Z., Coleman, M. A., Provost, E., Campbell, A. H., Kelaher, B. P., Dalton, S. J., et al. (2019). Gələcək iqlim dəyişikliyinin mikrobioma və yaşayış mühitini əmələ gətirən kələmin vəziyyətinə təsir edəcəyi proqnozlaşdırılır. Proc. R. Soc. B Biol. Elmi. 286:20181887. doi: 10.1098/rspb.2018.1887

Reguero, B. G., Beck, M. W., Bresch, D. N., Calil, J. və Meliane, I. (2018). Təbiətə əsaslanan və sahil uyğunlaşmasının xərc səmərəliliyinin müqayisəsi: ABŞ-ın körfəz sahilindən bir nümunə araşdırması. PLOS One 13: e0192132. doi: 10.1371/journal.pone.0192132

Remedios, C. D. (2000). Fundamental Tədqiqatın Dəyəri. IUPAB. Onlayn olaraq: http://iupab.org/publications/value-of-fundamental-research/ (15 mart 2020-ci ildə əldə edilib).

Renzi, J., He, Q. və Silliman, B.R. (2019). Sahil bataqlıqlarının bərpasını gücləndirmək üçün müsbət növlərin qarşılıqlı təsirindən istifadə. Ön. Ekol. Evol. 7: 131. doi: 10.3389/fevo.2019.00131

Rogers, A., Harborne, A. R., Brown, C. J., Bozec, Y. M., Castro, C., Chollett, I., et al. (2015). 21-ci əsrdə mərcan rifi ekosistem xidmətləri üçün gözlənilən idarəetmə. Qlob. Biol dəyişdirin. 21, 504�.

Roman, C. T. və Burdick, D. M. (2012). Tidal Marsh Restoration: Elm və İdarəetmə Sintezi. Vaşinqton, DC: Island Press.

Roque, F. O., Ochoa-Quintero, J., Ribeiro, D. B., Sugai, L. S., Costa-Pereira, R., Lourival, R., et al. (2016). Pantanal bataqlıq əraziləri üçün təhlükə olaraq dağlıq ərazilərin itirilməsi. Biol. Qoruyucu. 30, 1131�. doi: 10.1111/cobi.12713

Samhouri, J. F., Lester, S. E., Selig, E. R., Halpern, B. S., Fogarty, M. J., Longo, C., et al. (2012). Dəniz xəstə? Okean sağlamlığı və ekosistem xidmətlərini qiymətləndirmək üçün hədəflərin müəyyən edilməsi. Ekosfera 3, 1�. doi: 10.1890/ES11-00366.1

Schindler, D. E., Armstrong, J. B. və Reed, T. E. (2015). Ekologiya və təkamüldəki portfel anlayışı. Ön. Ekol. Ətraf. 13, 257 və#x2013263. doi: 10.1890/140275

SER (2004). Ekoloji Bərpa Cəmiyyəti Beynəlxalq Elm & Siyasət İşçi Qrupu. Ekoloji Bərpa üzrə SER International Primer. Tucson, AZ: Beynəlxalq Ekoloji Bərpa Cəmiyyəti.

Shamberger, K.E., Cohen, A.L., Golbuu, Y., McCorkle, D.C., Lentz, S.J. və Barkley, H.C. (2014).Qərbi Sakit Okean rifinin təbii turşulu sularında müxtəlif mərcan icmaları. Geofizika. Res. Lett. 41, 499�. doi: 10.1002/2013gl058489

Shaver, E. C., Burkepile, D. E. və Silliman, B. R. (2018). Yerli idarəetmə tədbirləri, termal səbəb olan ağartmaya qarşı mərcan elastikliyini artıra bilər. Nat. Ekol. Evol. 2, 1075�. doi: 10.1038/s41559-018-0589-0

Shaver, E.C və Silliman, B.R. (2017). Mərcan bərpası üçün müsbət qarşılıqlı əlaqədən pul qazanmaq vaxtıdır. PeerJ 5: e3499. doi: 10.7717/peerj.3499

Silliman, B. R., Schrack, E., He, Q., Cope, R., Santoni, A., Van Der Heide, T., et al. (2015). Kolaylaşdırma paradiqmaları dəyişir və sahilin bərpası səylərini gücləndirə bilər. Proc. Natl. akad. Elmi. ABŞ. 112, 14295 və#x201314300. doi: 10.1073/pnas.1515297112

Smith, C. S., Rudd, M., Gittman, R., Melvin, E., Patterson, V., Renzi, J., et al. (2020). Yaşayan sahillərlə razılaşmaq: sahil zolağının qorunması üçün yeni bərpa strategiyalarına dair bir araşdırma. Ön. Mar. Sci. 7: 434. doi: 10.3389/fmars.2020.00434

Solomon, S., Plattner, G., Knutti, R. və Friedlingstein, P. (2009). Karbondioksid tullantıları səbəbindən geri dönməz iqlim dəyişikliyi. Proc. Natl. akad. Elmi. ABŞ. 106, 1704�. doi: 10.1073/pnas.0812721106

Spurgeon, J. (1999). Sahil yaşayış mühitinin bərpası və yaradılmasının sosial-iqtisadi xərcləri və faydaları. Mar. Pollut. Öküz. 37, 373 və#x2013382. doi: 10.1016/s0025-326x (99) 00074-0

Spurgeon, J. P. G. və Lindahl, U. (2000). “Mərcan resifinin bərpası və#x201D iqtisadiyyatı Mərcan riflərinin iqtisadiyyatına dair esselər toplusu, red. H. S. J. Cesar (Kalmar: Kalmar Universiteti), 125 �.

Statton, J., Dixon, K. W., Hovey, R. K. və Kendrick, G. A. (2012). Shark Körfəzi və Florida Körfəzində dəniz otu bitkiləri üçün yanaşmaların və nəticələrin müqayisəli qiymətləndirilməsi. Mart Freshw. Res. 63, 984 və#x2013993. doi: 10.1071/mf12032

Statton, J., Dixon, K. W., Irving, A. D., Jackson, E. L., Kendrick, G. A., Orth, R. J., et al. (2018). 𠇊vstraliya dəniz otlarının tənəzzülü və bərpası ekologiyası” Avstraliyanın dəniz otları, red. A. Larkum, G. Kendrick və P. Ralph (Cham: Springer), 665�. doi: 10.1007/978-3-319-71354-0_20

Stone, K., Bhat, M., Bhatta, R., and Mathews, A. (2008). Mangrovların bərpasında cəmiyyətin iştirakına təsir edən amillər: şərti qiymətləndirmə təhlili. Okean sahili. İdarə et. 51, 476�. doi: 10.1016/j.ocecoaman.2008.02.001

Strain, E. M. A., Alexander, K. A., Kienker, S., Morris, R., Jarvis, R., Coleman, R., et al. (2019). Şəhər mavi: İnsanların dəniz ətrafı və limanlarda ekoloji mühəndisliyi haqqında təsəvvürlərini formalaşdıran amillərin qlobal təhlili. Elmi. Ümumi Ətraf. 658, 1293 və#x20131305. doi: 10.1016/j.scitotenv.2018.12.285

Suding, K. N. (2011). Ekologiyada bərpa dövrünə doğru: uğurlar, uğursuzluqlar və qarşıda imkanlar. Annu. Rev. Ecol. Evol. Sistem. 42, 465�. doi: 10.1146/annurev-ecolsys-102710-145115

Sutton-Grier, A. E., Gittman, R. K., Arkema, K. K., Bennett, R. O., Benoit, J., Blitch, S., et al. (2018). Təbii və təbiətə əsaslanan infrastruktura sərmayə qoymaq: sahillərimiz boyunca daha yaxşı tikinti. Davamlılıq 10:523. doi: 10.3390/su10020523

Sutton-Grier, A.E., Wowk, K. və Bamford, H. (2015). Sahillərimizin gələcəyi: sahil icmalarımızın, iqtisadiyyatlarımızın və ekosistemlərimizin dayanıqlılığını artırmaq üçün təbii və hibrid infrastruktur potensialı. Ətraf. Elmi. Siyasət 51, 137�. doi: 10.1016/j.envsci.2015.04.006

Tallis, H., Lester, S. E., Ruckelshaus, M., Plummer, M., McLeod, K., Guerry, A., et al. (2012). Okeanın lütfünü idarə etmək və saxlamaq üçün yeni ölçülər. Siyasət 36, 303 və#x2013306. doi: 10.1016/j.marpol.2011.03.013

Temmerman, S., Meire, P., Bouma, T. J., Herman, P. M. J., Ysebaert, T. və De Vriend, H. J. (2013). Qlobal dəyişikliklər qarşısında ekosistemə əsaslanan sahil müdafiəsi. Təbiət 504, 79 və#x201383. doi: 10.1038/nature12859

Temmink, R. J. M., Christianen, M. J. A., Fivash, G. S., Angelini, C., Boström, C., Didderen, K., et al. (2020). Yaranan əlamətlərin mimikası sahilin bərpası uğurunu artırır. Nat. Kommunikasiya 11, 3668. doi: 10.1038/s41467-020-17438-4

Valdez, S. R., Zhang, Y. S., van der Heide, T., Vanderklift, M. A., Tarquinio, F., Orth, R. J., et al. (2020). Müsbət ekoloji qarşılıqlı təsirlər və dəniz otlarının bərpasının müvəffəqiyyəti. Ön. Mar. Sci. 7:91. doi: 10.3389/fmars.2020.00091

van de Koppel, J., van der Heide, T., Altieri, A. H., Eriksson, B. K., Bouma, T. J., Olff, H., et al. (2015). Uzun məsafəli qarşılıqlı əlaqələr sahil ekosistemlərinin strukturunu və davamlılığını tənzimləyir. Ann. Rev. Mar. Sci. 7, 139�. doi: 10.1146/annurev-marine-010814-015805

van Katwijk, M. M., Thorhaug, A., Marbà, N., Orth, R. J., Duarte, C. M., Kendrick, G. A., et al. (2016). Dəniz otu bərpasının qlobal icmalı və geniş miqyaslı əkinlərin əhəmiyyəti. J. Appl. Ekol. 53, 567�.

Van Loon, A. F., Te Brake, B., Van Huijgevoort, M. H. J. və Dijksma, R. (2016). Hidroloji təsnifat, mangrov bərpası üçün praktik bir vasitədir. PLOS One 11: e0150302. doi: 10.1371/journal.pone.0150302

van Oppen, M. J., Oliver, J. K., Putnam, H. M. və Geyts, R. D. (2015). Köməkçi təkamül yolu ilə mərcan rifinin dayanıqlılığının qurulması. Proc. Natl. akad. Elmi. ABŞ. 112, 2307�. doi: 10.1073/pnas.1422301112

Walsworth, T. E., Schindler, D. E., Colton, M. A., Webster, M. S., Palumbi, S. R., Mumby, P. J., və s. (2019). Şəbəkə müxtəlifliyi üçün idarəetmə iqlim dəyişikliyinə təkamül adaptasiyasını sürətləndirir. Nat. Clim. Dəyişdirin 9, 632�. doi: 10.1038/s41558-019-0518-5

Waycott, M., Duarte, C. M., Carruthers, T. J., Orth, R. J., Dennison, W. C. C., Olyarnik, S., və s. (2009). Bütün dünyada dəniz otlarının tələf olması sahil ekosistemlərini təhdid edir. Proc. Natl. akad. Elmi. ABŞ. 106, 12377�. doi: 10.1073/pnas.0905620106

Webster, M. S., Colton, M. A., Darling, E. S., Armstrong, J., Pinsky, M. L., Knowlton, N., et al. (2017). İqlim dəyişikliyinin qaliblərini kim seçməlidir? Trendlər Ecol. Evol. 32, 167�. doi: 10.1016/j.tree.2016.12.007

Whitehead, A., Clark, B. W., Reid, N. M., Hahn, M. E. və Nacci, D. (2017). Təkamül çirklənmənin həlli olduğunda: əsas prinsiplər və killifişin tez -tez təkrar uyğunlaşmasından dərslər (Fundulus heteroklit) əhali. Evol. Appl. 10, 762 və#x2013783. doi: 10.1111/eva.12470

Dünya Bankı (2016). Sahilləri Təbii Çözümlərlə İdarə Etmək: Mangrov və Mərcan Riflərinin Sahil Mühafizəsi Xidmətlərinin Ölçülməsi və Qiymətləndirilməsi Təlimatları, red. M. W. Beck və G. M. Lange (Vaşinqton, DC: Dünya Bankı).

Dünya Bankı Birləşmiş Millətlər Təşkilatının İqtisadi və Sosial Məsələlər Departamenti (2017). Mavi İqtisadiyyatın Potensialı: Kiçik Ada İnkişaf Edən Dövlətlər və Sahildən Ən Az İnkişaf Etmiş Ölkələr üçün Dəniz Resurslarının Davamlı İstifadəsinin Uzunmüddətli Faydalarının Artırılması. Vaşinqton, DC: Dünya Bankı.

Wortley, L., Hero, J. və Howes, M. (2013). Ekoloji bərpa uğurunun qiymətləndirilməsi: ədəbiyyata baxış. Bərpa edin. Ekol. 21, 537 və#x2013543. doi: 10.1111/rec.12028

Young, T.P. (2000). Bərpa ekologiyası və qorunma biologiyası. Biol. Qoruyucu. 92, 73�. doi: 10.1016/s0006-3207 (99) 00057-9

Zhang, Y., Cioffi, W., Cope, R., Daleo, P., Heywood, E., Hoyt, C., et al. (2018). Qlobal bir sintez, sahil yaşayış yerlərinin bərpası araşdırmalarında boşluqları ortaya qoyur. Davamlılıq 10: 1040. doi: 10.3390/su10041040

Açar sözlər: sahil dəniz ekosistemləri, sosial-ekoloji bərpası, mərcan qayaları, dəniz otları, mangrov, istiridye resifləri, kelp, duzlu bataqlıqlar

Sitat: Abelson A, Reed DC, Edgar GJ, Smith CS, Kendrick GA, Orth RJ, Airoldi L, Silliman B, Beck MW, Krause G, Shashar N, Stambler N and Nelson P (2020) Sahil Dəniz Ekosistemlərinin Bərpası üçün Çətinliklər antroposendə. Ön. Mar. Sci. 7:544105. doi: 10.3389/fmars.2020.544105

Alındı: 19 Mart 2020 Qəbul edildi: 30 Sentyabr 2020
Yayımlanma tarixi: 04 Noyabr 2020.

Antonio Di Franco, Stazione Zoologica Anton Dohrn, İtaliya

Cristina Linares, Barselona Universiteti, İspaniya
Christopher Smith, Yunan Dəniz Araşdırmaları Mərkəzi (HCMR), Yunanıstan

Müəllif hüquqları © 2020 Abelson, Reed, Edqar, Smith, Kendrick, Orth, Airoldi, Silliman, Beck, Krause, Shashar, Stambler və Nelson. Bu, Creative Commons Attribution License (CC BY) şərtləri əsasında paylanmış açıq girişli məqalədir. Qəbul edilmiş akademik təcrübəyə uyğun olaraq, orijinal müəllif(lər) və müəllif hüququ sahibi(lər)i qeyd edildiyi və bu jurnaldakı orijinal nəşrə istinad edildiyi təqdirdə digər forumlarda istifadəyə, yayılmasına və ya təkrar istehsalına icazə verilir. Bu şərtlərə uyğun gəlməyən heç bir istifadəyə, paylamaya və ya təkrar istehsalına icazə verilmir.


Videoya baxın: BACIM MENIM02 (Dekabr 2022).