Ta i bruk regresjonsmodeller i biologi

Biologer bruker regresjonsmodeller for å fange opp status og utvikling i naturen. Man kan for eksempel studere hvordan antall dyr i en bestand utvikler seg over et bestemt antall år, hvordan pH-verdien i havet endrer seg, eller hvor mye kvikksølv vi finner i vevsprøver fra en sjøfuglpopulasjon over tid.

Mange biologer studerer effekter av klimaendringer. Da er det viktig å modellere CO₂-utslipp for å kunne si noe konkret om sammenhenger mellom klima og natur.

Innhenting av data i felt

For å kunne lage regresjonsmodeller må vi ha serier med målinger, som vi gjerne kaller dataserier. Mange biologer er derfor ute i felt og foretar målinger av bestemte variabler. Dersom målingene går over flere år, kan det være flere som samarbeider om å innhente dem.

I noen forskningsprosjekter er det store team som samarbeider på tvers av fagdisipliner. Da er det spesielt viktig at man standardiserer målingene, slik at man er sikker på at alle utfører målingene mest mulig likt.

Bruk av eksisterende data

Man kan også bruke data som allerede er innhentet av andre. Meteorologisk institutt og Statistisk sentralbyrå (SSB) er eksempler på offentlige etater som har dataserier med standardiserte målinger. Disse dataseriene er tilgjengelige for både forskere og privatpersoner – også for deg!

Tabellen nedenfor viser utslipp av karbondioksid (CO₂) til luft fra veitrafikk i Norge i utvalgte år mellom 1990 og 2018. Tallene er hentet fra statistikkbanken hos Statistisk sentralbyrå.

Bruk tabellen som utgangspunkt for å lage en regresjonsmodell

1. Bruk noen minutter på å studere tabellen før du går i gang med digitale hjelpemidler.

   1. Hvordan vil du med egne ord beskrive utviklingen av CO₂-utslipp fra veitrafikk til luft?

   2. Hvilket år hadde lavest CO₂-utslipp? Hvilket år hadde høyest CO₂-utslipp?

   3. Hvilke faktorer kan være årsaker til utviklingen du ser? Prøv å komme fram til flere årsaker, og diskuter med en medelev. Har dere tenkt på de samme årsakene, eller kan dere utfylle hverandres tanker om årsaker?

2. Tegn en enkel skisse av en graf som viser utviklingen over tid. La x-aksen være ei tidslinje med år og y-aksen være utslipp av CO₂ til luft fra veitrafikk.

3. Regn ut den gjennomsnittlige endringen i CO₂-utslipp fra veitrafikk

   1. gjennom hele perioden fra 1990 til 2018

   2. fra 1990 til 2014

   3. fra 2014 til 2018

   Kommenter svarene dine.

   Tips: Du kan finne ut hvordan du kan bruke ettpunktsformelen til å regne ut stigningstallet mellom punktene, i artikkelen Å finne likningen til ei rett linje.

4. Utfør regresjonsanalyse i GeoGebra, og velg følgende:

   • lineær modell

   • eksponentiell modell

   • polynommodell av andre grad

   • polynommodell av tredje grad

5. Diskuter med en medelev, og begrunn svarene deres:

   1. Hvilken modell passer best til punktene?

   2. Hvilken modell passer dårligst til punktene?

6. Hva kan dere si om gyldighetsområdet for modellen deres?

7. Interpolasjon og ekstrapolasjon i modellen: Velg én av modellene du lagde i GeoGebra.

   1. Bruk modellen til å beregne CO₂-utslipp i 2017.

   2. Bruk modellen til å beregne CO₂-utslipp i 2027.

8. Regresjonsmodeller brukes ofte til å lage prognoser for framtidig utvikling. Bruk modellen du har valgt, til å lage en prognose for utslipp i år 2030 og 2050. Hva forteller disse tallene deg?

9. Hvordan vil du vurdere gyldigheten til modellen du har brukt, og de utførte beregningene for 2017 og 2027?

10. Lag ei liste over tiltak man kunne iverksette for å forbedre modellen dersom dette var et reelt forskningsprosjekt.