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2005 年度 研究成果報告書概要

非線形非平衡現象の数学からの接近-transientな時空パターンの解明-

研究課題

研究課題/領域番号 15204006
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 数学一般(含確率論・統計数学)
研究機関明治大学 (2004-2005)
広島大学 (2003)

研究代表者

三村 昌泰  明治大学, 理工学部, 教授 (50068128)

研究分担者 増田 久弥  明治大学, 理工学部, 教授 (10090523)
望月 淳史  基礎生物学研究所, 理論生物学研究部門, 助教授 (10304726)
小林 亮  広島大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60153657)
瀬野 裕美  広島大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50221338)
栄 伸一郎  九州大学, 大学院・数理学研究院, 教授 (30201362)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
キーワード非線形非平衡系 / 遷移ダイナミクス / 反応拡散系理論 / 細胞インテリジェンス / 生態系モデル / 葉脈形成 / バクテリアコロニー形成 / フロント・スポットの相互作用
研究概要

生物系、生態系に現われる様々な非線形現象の中で、特に、遷移過程に現われる非線形非平衡現象の解明に向けてモデリングおよびその解析、更にそれを支える数理的手法の開発を行った.
(1)走化性機構を持つバクテリアコロニーパターンの多様性を非線形非平衡現象として捉える理モデルを特異極限解析から考察した.
(2)葉脈形成の機構に対して、にこれまで提案されている反応拡散仮説と運河仮説に基づいて反応拡散モデルを構築し、その機構解明に一つの指針を与えた.
(3)真正粘菌の融合実験、分離実験において観察される振動の位相のダイナミクスを再現する数理モデルを提出し、実験の結果を再現することに成功した.この結果は細胞インテリジェンスの問題に対する理論研究の第一歩となった.
(4)遷移過程に現れる問題の一つとして、不均質な空間における生物個体群の空間分布の確率過程論的数理モデルを解析した.また,生物個体群間相互作用によって,空間分布拡大速度が受ける影響についての理論的な結果を見いだした.
(5)反応拡散方程式系に現れるフロント解やスポット解のダイナミクスを無限次元力学系理論から考察した.
(6)交差拡散-競争系に現われるすみ分けパターンのダイナミクスを特異極限解析から考察した.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Traveling front solutions in a chemotaxis-growth model2006

    • 著者名/発表者名
      M.Mimura
    • 雑誌名

      J. Free Boundaries and Interfaces (to appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A mathematical consideration for the optimal shell change of hermit crab.2006

    • 著者名/発表者名
      H.Seno
    • 雑誌名

      J. Math. Biol. 52

      ページ: 70-92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A mathematical consideration for the optimal Shell change of hermit crab2006

    • 著者名/発表者名
      H.Seno
    • 雑誌名

      J.Math.Biol. 62

      ページ: 70-92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Self-organization of the vascular system in plant leaves : Inter-dependent dynamics of auxin flux and carrier proteins2005

    • 著者名/発表者名
      A.Mochizuki
    • 雑誌名

      J. theor. Biol. 236

      ページ: 366-375

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A coupled-oscillator model with a conservation law for the rhythmic amoeboid movements of plasmodial slime molds2005

    • 著者名/発表者名
      R.Kobayashi
    • 雑誌名

      Physica D 205

      ページ: 125-135

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] A variational approach to singular perturbation problems in reaction-diffusion systems2005

    • 著者名/発表者名
      S.Ei
    • 雑誌名

      Physica D 207

      ページ: 171-219

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Self-organization of vascular system in Plant leaves : Inter-dependent dynamics of auxis flux and carrier proteins2005

    • 著者名/発表者名
      A.Mochizuki
    • 雑誌名

      J.theor.Biol. 236

      ページ: 366-375

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Pattern formation in consumer-finite resource reaction-diffusion systems2004

    • 著者名/発表者名
      M.Mimura
    • 雑誌名

      Publ. RIMS, Kyoto Univ., 40

      ページ: 1413-1431

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Pattern formation in consumer-finite resource reaction-diffusion systems2004

    • 著者名/発表者名
      M.Mimura
    • 雑誌名

      Publ.RIMS, Kyoto Univ. 40

      ページ: 1413-1431

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Traveling front solutions in a chemotaxis-growth Model

    • 著者名/発表者名
      M.Mimura
    • 雑誌名

      J.Free Boundaries and Interfaces (to appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] パターン形成とダイナミクス-非線形。非平衡現象の数理(4)2006

    • 著者名/発表者名
      三村 昌泰
    • 総ページ数
      194
    • 出版者
      東大出版会
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2007-12-13  

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