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本サイトは〈dagboek〉から【本】の情報を抽出した備忘メモです.(三中信宏)

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22-02-2009 生物にとって自己組織化とは何か(目次)

[]『生物にとって自己組織化とは何か:群れ形成のメカニズム

スコット・カマジン,ジャン-ルイ・ドノブール,ナイジェル・R・フランクス,ジェームス・シュナイド,ギ・テロラ,エーリック・ボナボ著[松本忠夫・三中信宏共訳]

(2009年4月1日刊行,海游舎,東京,本体価格6,800円,約550ページ, ISBN:9784905930488版元ページ原書目次原書感想

【目次】

日本語版への序文(ナイジェル・R・フランクス) v

カラープレートの説明 xv

カラープレート xvii


プロローグ 本書の目的と意図 3


Part I 生物自己組織化の概論


1 自己組織化とは何か

  自己組織化の定義 9

  群れ活動におけるパターン 10

  生物学における自己組織化 13


2 いかにして自己組織化が働くか

  正のフィードバックと負のフィードバック 17

  どのようにして生物は情報を獲得し,それに基づいて活動するか 22

  正のフィードバック,スティグマジー,ゆらぎの増幅 26

  要約 27

  Box 2.1 負のフィードバック,正のフィードバック,そしてゆらぎの増幅 28


3 自己組織化システムの特徴

  自己組織化システムはダイナミックである 31

  自己組織化システムは創発的特性を示す 33

  パラメーターのチューニング 35

  生物学的および物理学的パラメーター 37

  自己組織化における創発的特性の意義 37

  単純な規則,複雑なパターン ―― パラドックスへの回答 40

  Box 3.1 ベナール対流 42

  Box 3.2 ロジスティック差分方程式の成長率パラメーターをチューニングする 43

  Box 3.3 ドミノ倒し:パラメーターのチューニングの例として 45


4 自己組織化に代わる説明

  秩序を生む別の道すじ 47

  リーダー,青写真,レシピ,テンプレート 47

  自己組織化に代案で説明できる生物例 50

  自己組織化に関係するアイデア 56

  要約 62


5 なぜ,自己組織化か

  自己組織化か,それ以外の手段か 65

  要約 69


6 自己組織化の研究

  実験的な研究 71

  厳密なモデルの定式化 71

  自己組織化されたシステムの特定のモデル 74

  それぞれのモデルの長所と短所 81

  Box 6.1 セル・オートマトンモデル ―― その内容と実例 82

  Box 6.2 StarLogo ―― 分散化された過程をシミュレートするプログラム言語 87


7 自己組織化についての誤解 88


Part II 事例研究


8 粘菌とバクテリアにおけるパターン形成

  単細胞生物におけるパターン形成 95

  多細胞集合の適応的意義 100

  自己組織化に代わる案 100

  キイロタマホコリカビにおける集合の生物学的基盤 101

  キイロタマホコリカビにおけるパターン形成のモデル化 103

  cAMPへの応答としての細胞運動のモデル 109

  Box 8.1 モデル方程式の導出 113

  Box 8.2 キイロタマホコリカビにおけるcAMPラセン波のシミュレーション 115


9 穿孔性昆虫の摂餌集合

  集合プロセスへの導入 119

  キクイムシの幼虫による摂餌集合の適応的意義 123

  エゾマツオオキクイムシの集合形成のモデル 128

  シミュレーションの結果 130

  モデルの検討 132

  要約 133

  自己組織化パターン形成に代わる説明 133

  外部の目印と自己組織化の間の相互関係 137


10 ホタルの同調発光

  リズミカルな同調発光 141

  同調的でリズミカルな発光の適応的意義 143

  メカニズムに関する初期のいくつかの仮説 146

  個体の発光の神経生理 149

  連結した発振器に基づいたモデル 151

  自己組織化過程としての発光同調化 156

  Box 10.1 人間における同調化の実証 158

  Box 10.2 他の生物に見られる時間的パターン 160


11 魚の群れ

  群れの行動 165

  魚の群れ行動の適応的意義 172

  群れの中における個体の行動 174

  群れ形成メカニズムを説明する対立仮説 175

  自己組織化に基づく群れ形成のモデル 177

  Box 11.1 魚の群れのシミュレーション 183


12 ミツバチによる蜜源の選択

  コロニー・レベルでのパターン 187

  個体レベルでのプロセス 189

  採餌バチと未稼働バチ 191

  採餌バチの資源分配における集合的な知恵のモデル 200

  数式モデル 202

  このモデルのテストと使用 206


13 アリにおける蟻道形成

  野外での蟻道形成 215

  実験室における蟻道形成 217

  蟻道パターンの適応的意義 221

  蟻道形成中の個々のアリの行動 221

  動員を通しての集団的な意思決定のモデル 229

  2つの食物源の良いほうを選択する 229

  最短路の選択 235

  結論:アリとミツバチにおける動員 242

  Box 13.1 収穫アリにおける自己組織化された蟻道の巡回探索 245


14 軍隊アリの集団襲撃

  はじめに 253

  集団襲撃の集合構造 253

  軍隊アリ襲撃の適応的意義 254

  個体行動における基礎 255

  軍隊アリの集団襲撃の自己組織化 263

  このモデルの結果 270

  ある批判 274

  進化的意味 276

  結論 279


15 ミツバチにおける巣の温度調節

  巨視的に見れば 281

  微視的に見れば 284

  観察は自己組織化説を支持している 286

  温度調節の自己組織化モデル 289

  このモデルについてのコメント 299

  Box 15.1 ハインリッチの実験技術 300


16 ミツバチ・コロニーの巣板パターン

  コロニーレベルのパターン 304

  巣板パターンの適応的意義 304

  パターン形成を説明する対立仮説 307

  パターン形成の生物学的基盤 310

  個々のミツバチの行動 310

  自己組織化モデル 314

  他のモデリングのアプローチ 322

  セル・オートマトンモデル 322

  微分方程式モデル 325

  モデルの結果 329

  わかったこと 331

  システムの撹乱 331

  将来に向けての課題 333


17 アリによる壁づくり

  はじめに 335

  Leptothorax属の巣の構造 335

  巣壁の適応的機能 336

  どのようにして巣壁は建設されるか 336

  巣の大きさの制御 339

  壁形成についての基本モデル 349

  議論 363


18 シロアリの塚づくり

  はじめに 369

  オオキノコシロアリの巣の構造 369

  建設活動 375

  自己組織化とテンプレート 383

  モデルをつくる 386

  増幅と競争 388

  議論 392


19 狩りバチ類における建設アルゴリズム

  はじめに 397

  狩りバチ類の巣の構造 397

  巣のデザインの進化 398

  巣の建設を説明する対立仮説 405

  アシナガバチの建設活動の動態 410

  個体の建設規則 415

  格子−群れモデル 418

  質的スティグマジー・モデルの検証 431

  自己組織化に代わる対立仮説としての質的スティグマジー 432


20 アシナガバチ類における順位制

  はじめに 435

  社会的優位と繁殖的優位 437

  順位の形成とその特徴 437

  優位性を決定する要因 444

  順位制の適応的意義 447

  優位性モデルの目標 450

  モデル1: 自己組織化 450

  モデル1の結果 453

  モデル1に対する批判 458

  モデル2 458

  両モデルに関する議論 460

  モデル1の他動物への適用 462

  結論 465

  Box 20.1 モデル1の仮定 466

  Box 20.2 個体の認識を伴うモデル1 466

  Box 20.3 モデル1のモンテカルロ・シミュレーション 469

  Box 20.4 モデル2の仮定 470

  Box 20.5 モデル2のモンテカルロ・シミュレーション 470


Part III 結び


21 教訓と展望,そして自己組織化理論の将来

  何が示されたのだろうか 475

  何を学んできたのだろうか 475

  なぜ自己組織化が重要なのだろうか 478

  将来への展望 481


注 483

引用文献 485

訳者あとがき(松本忠夫) 515

人名索引 517

事項索引 520

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