Modellar i biologi

Modellar kan vere både tabellar, figurar, grafiske framstillingar, matematiske modellar, fysiske modellar, animasjonar og simuleringar. Viss du skal estimere materialforbruk i ein byggeprosess, kan tabellar eigne seg godt, men viss du vil vise endringar i temperatur over tid, vil ei grafisk framstilling vere lettare å lese. Forskarar bruker modellar til å analysere komplekse samanhengar og til å estimere utvikling framover i tid. Slike avanserte modellar bygger på store datamengder som er samla inn over lang tid.

Under ser du ein animasjon som viser korleis CO₂-mengda i atmosfæren har auka frå 1979 til 2022. Grafen viser at aukinga er størst nord for ekvator, og at CO₂-konsentrasjonen er størst i vinterhalvåret.

Siste del av animasjonen viser korleis CO₂-konsentrasjonen var i førindustriell tid og under istida.

Kva modellar bruker du i dagleglivet?

Ein modell du møter nokså ofte, er kart over bygningar og terreng. Når du kjem inn i ein offentleg bygning, til dømes ein skule, finn du som regel eit oversiktskart der du kan orientere deg for å finne riktig rom. Viss du skal forklare vegen til nokon som vil besøke deg, teiknar du kanskje eit kart. Då tek du berre med viktige landemerke og utelèt dei fleste detaljar. Dette er ein forenkla modell av verkelegheita.

Modellar har sine avgrensingar og kan skape misforståingar viss vi bruker dei til noko anna enn det dei er berekna på. Det er derfor viktig å kjenne til kva desse avgrensingane består i. Til dømes blir lys nokre gonger beskrive som strålar, mens vi bruker ein bølgemodell for å forklare andre eigenskapar ved lyset.

På same måte vil vi bruke modellar av enzym som er tilpassa det vi ønsker å vise. Til dømes kan vi bruke ei enkel skisse til å illustrere at eit enzym kan kople saman to substrat. Viss vi derimot vil vise at forma til eit enzym blir påverka av endringar i pH, eller av ein genmutasjon, er eigenskapane til aminosyrene sentrale. Då kan detaljerte illustrasjonar av aminosyrene og strukturen til polypeptidkjedene vere relevante, men begge modellane har sine avgrensingar.

Globus og kart er modellar

Ein globus har få detaljar, men han gir eit godt bilete av at jorda er rund, og viser korleis hav og kontinent er fordelte. Når aksen er skråstilt, kan vi òg bruke han til å forklare årstidene.

Når jordkloden blir framstilt på eit kart, kan vi få med fleire detaljar. Eit kart er lettare å bere med seg, og vi kan sjå heile jorda på ein gong. Ulempa er at polområda blir uforholdsmessig store samanlikna med dei områda som ligg ved ekvator. Sidan jordoverflata er kuleforma, vil slike misforhold auke med storleiken på landområdet som blir avteikna på kartet.

Prøv ut

Teikn kontinenta på ein appelsin, og prøv å skrelle han slik at du kan legge skalet flatt som eit kart.
Korleis fungerer dette "kartet"?

For å forstå korleis celler er bygde opp og fungerer, må vi bruke modellar som etterliknar strukturane, men som likevel er grove forenklingar. I modellar er det ikkje mogleg å få med alle strukturar og kjemiske reaksjonar som skjer i ei celle, men dei hjelper oss likevel til å forstå delar av kompleksiteten. Moglegheitene og avgrensingane som ligg i desse modellane, gjeld i mange samanhengar, ikkje berre for celler.

Enkle skisser

Enkle skisser gir god oversikt og viser enkelte organellar tydeleg. Dei gir likevel inntrykk av at cella er flat, og dei manglar mange organellar. Storleiken og talet på dei ulike organellane er òg misvisande.

Todimensjonale figurar

Slike illustrasjonar viser at cella har volum og djupn, men heller ikkje her får vi vist eit realistisk tal organellar, og vi må utelate mange detaljar.

3D-modellar, animasjonar og film

I den fantastiske animasjonsfilmen 3D-animasjon frå det indre livet i ei celle kan vi sjå mange strukturar og organellar og dessutan masse aktivitet og kommunikasjon som skjer inne i ei celle. Avgrensinga her kan vere at vi ikkje får oversikt over cella og korleis dei ulike aktivitetane oppstår og verkar.

Ein 3D-modell av ei celle gir god oversikt over og djupneforståing av korleis cella er bygd opp, men også her er det avgrensa kor mange detaljar vi kan få med, og aktiviteten i cella blir ikkje vist.