биометрия

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

Мұхтар Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан Мемлекеттік Университеті

 

» кафедрасы

 

 

Реферат

 

Биометрия пәнінің қалыптасуы және оның маңыздылығы

 

 

 

 

 

 

 

 

Алибекова К

ФК-14-6К1 тобы

Тукебаева Б

 

 

 

 

.

 

Жоспары:

 

 

 

   

Биометрия ғылымының пайда болуы

.Биометрияның дамуы және оған үлес қосқан ғалымдар

4. Қорытынды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биометрияны – белгілердің өзгергіштігін арнаулы математикалық әдістерді қолдана отырып зерттейтін ғылым деп атаса болады. (bios-өмір, metrein-өлшеу). Биометрия – биологиядағы топталған қасиеттерге матема-тикалық талдау жасайтын ғылым.

Тірі ағзалардың даму үдерістері өте күрделі, олардың тіршілік ететін орта жағдайлары мен нәсілдік қабілеттіліктері де әр түрлі болуы себепті, ең алдымен сол обьектілердің сапалық және сандық көрсеткіштерін анықтау мақсатында зерттеу жұмыстары жүргізіледі. Тек сонан соң ғана алынған мәліметтер жүйеге келтіріліп, математикалық талдаулар жасалынады.

Тіршілік иелерінің (адамдар, жабайы аң-құс популяция өкілдері, а.ш. малдары, мәдени өсімдіктер т.б.) арасында байқалатын өзгергіштікке сипаттама беру үшін зерттеудің арнаулы әдісі қажет болады. Себебі, топтағы жеке өкілдердің өзгергіштігін зерттеу, олардың көрсеткіштерінің әр түрлілігі салдарынан дұрыс нәтиже бермейді. Сондықтан бұлардың нәтижелерін қорытып, белгілі бір ортақ көрсеткіштер (популяция құрылымы, тірілей салмағы, сүт, ет өнімділік көрсеткіштері т.б.) беру қажеттігі туындайды. Адамдар мен малдардың дене құрылымын сандық көрсеткіштер арқылы сипаттаудың қажет болуы, олардың дене бітімі мен сыртқы формаларының ағзаның психологялық және физикалық қасиеттерімен байланыстылығынан туындаған болатын. Сондықтан бұл байланысты дәлірек көрсету мақсатында, адамдар мен малдарды сыртқы фенотиптік көріністері бойынша бағалау жұмыстары, нақты дене өлшемдері көрсеткіштерімен толықтырыла басталды. Ал, дене өлшемдері көрсеткіштерінің әр түрлі болуы себепті, зерттелетін белгі жөнінде белгілі бір пікір жасау өте қиын еді. Сондықтан осындай әр түрлі мәндерді математикалық-статистикалық әдістер қолдана отырып өңдеп, ортақ көрсеткіш алу қажет болды. Осындай қажеттіліктен туындаған және оның орындалуын қамтамасыз ете алатын ғылым ретінде — биометрия пәні қалыптасты.

2. Антропометрия мен социалдық статистика әдістерін математикалық ықтималдық теориясымен алғаш рет нәтижелі біріктіре алған ғалым Г. Лапластың шәкірті әрі ілімін жалғастырушысы А. Кетле (1796-1874) еді. 1835 жылы Брюссель қаласында оның «Адам және оның мүмкіндіктерінің дамуы, немесе социалдық физика тәжірибесі» және сол кітаптың екінші басылымы 1869 жылы «Социалдық физика, немесе адам қабілеттіліктерінің дамуын зерттеу нәтижелері» атты еңбегі жарық көреді.

адамдар қоғамына ғана емес, бүкіл тірі дүниеге де байланыстылығы жөнінде пікір айтады.

Кетле еңбектерінің мазмұнынан, статистиканың мақсаты тек қана фактілерді жинау мен классификациялау ғана емес, оларды сараптау нәтижесінде, табиғиғатта кездесетін құбылыстардағы статистикалық заңдылықтарды ашуға бағыталған деген тұжырым жасалынады. Бұл заңдылықтарды білу қоғамда болуы мүмкін құбылыстарды болжауға мүмкіндік беруі себепті, сипатты мәндегі статистиканың социалдық және биологиялық құбылыстарды танудың негізгі көзіне айналуына мүмкіндік берді. Бұл дегеніміз, өмірде көп кездесетін құбылыстарды зерттеуде жаңа әдістерді қолдану арқылы, статистика ғылымының дамуында жаңа бағыттың айқындалуына бастама болды.

Кетленің мәліметтері көптеген мемлекеттердің ғалымдарына өте үлкен әсер етеді. Өйткені, ол тірі табиғатта кездесетін құбылыстардың қайталануы, белгілі бір заңдылыққа бағынатын ішкі бағыттарының болуынан және оны математиканың дәлдік әдістерімен зерттеп, сипаттап беруге болатындығын айтқан алғашқы ғалымдардың бірі еді. Сондықтан Кетле біздің қоршаған ортаны танып-білуіміздің аумағын арттыру арқылы, адамзат үшін үлкен қызмет атқарды. Кетленің ашқан жаңалықтары биометрия ғылымы үшін өте маңызды болуы себепті, бұл ғалымды осы бағыттың негізін салушылардың бірі деп айтуға болады.

Биометриядадағы бұдан кейінгі жүргізілген басты зерттеулерді, биометриктердің белгілі мектептерін ұйымдастырып, негізгі биометриялық қондырғыны жасаушы ағылшын ғалымдары Фрэнсис Гальтон (1822-1911) және Карл Пирсон (1857-1936) еңбектерімен байланыстырылады. Ағылшын биометрия мектебі ХІХ ғасырдың екінші жартысында экспериментальді биологияның қарқынды дамуы және биология ғылымында төңкеріс жасаған Ч. Дарвиннің (1809-1882) эволюциялық теориясы әсерлерінен қалыптасты. Табиғаттағы кездесетін биологиялық түрлерді өзгермейтін бірліктер деп қарастыратын қалыптасып қалған ескі — метафизикалық көзқарасқа (К. Линней, Ж. Кювье) қарсы, Дарвин, алғаш рет органикалық дүниенің эволюциясы жөніндегі тұжырымды жасайды. Тірі дүниедегі болып тұратын өзгерістердің себеп-шарттарының статистикалық сипатына байланысты жүретін табиғи іріктеу принципіне сүйене отырып, Дарвин, Гегелдік кездейсоқтық пен қажеттілік, себеп пен салдар және бөлшек пен бүтін араларындағы ішкі бірліктің бар екендігі жөніндегі концепциясының дұрыс екендігін қуаттайды. Дарвиннің биология ғылымына қосқан табиғи сұрыптау теориясының негізгі жаңалығы да осы болатын.

Дарвиндік ілім биология ғылымының дамуына кең жол ашып, ғалымдар алдына көптеген кезек күттірмейтін міндеттер қойды. Бұлардың ішіндегі ең маңызға ие мәселелер қатарына, ағзаның өзгергіштік пен тұқым қуалағыштық ерекшеліктері жатқызылды. Сондықтан оны шешу тәжірибелік әдістердің дамауына зор қарқын берсе, ол өз кезегінде биометрияға оң ықпал етті.

Ч. Дарвиннің немере інісі Фрэнсис Гальтон 1889 жылы алғаш рет Кетленің математикалық статистика әдісін ағзадағы тұқым қуалаушылық пен өзгер-гіштікті зерттеу мақсатында қолданды. 1865 жылдан бастап ол антропология мен адам генетикасы жөнінде бірнеше қызықты жұмыстар жариялаған еді. Көптеген нақты материалдар мен оларды біріктіріп, өңдеу нәтижелері кел-тірілген бұл жұмыстың ішіндегі кейбіреулері әлі күнге дейін өз маңызын жоя қоймаған. Ағзалардың тұқым қуалаушылық пен өзгергіштік ерекшеліктерін зерттей келе, Гальтон, Кетленің адамның физикалық дамуынан басқа, ойлау қабілетінің де қалыпты заң бойынша таралатынын және ол Гаусс-Лаплас формуласы бойынша анықталатынын қуаттайды. Гальтон биометрия ғы-лымының алтын қорына жататын регрессиялық және корреляциялық сарап-тау әдістемесін жасайды. Гальтон мен Пирсонның еңбектері арқылы биометрия ғылымының негізі қалануымен бірге, көптеген жағдайда математикалық статистиканың дамуына да сүбелі үлестері қосылған еді.

Пирсон болса, Гальтонның талантты шәкірті және оның идеялары мен әдістерін жалғастырушы болып шықты. Гальтонның идеяларын дамыта келе, Пирсон биометриялық қондырғыны жасау бағытында көп еңбек сіңірді. Ол биологияда кездесетін таралудың қисық сызықты түрлері жөніндегі мәлімет-терді дамытып, оларды қарапайым бөліктерге ажырата талдау мүмкіндіктерін айтты; орташа квадраттық ауытқу көрсеткіші мен биометрияда кең қол-данысқа ие болған хи-квадрат әдісін негіздеу де Пирсонның атымен байла-ныстырылады. Сызықтық және сызықтық емес корреляциялар жөніндегі теорияны дамытып, көптік регрессия құрудың әдістерін жасады. Ф. Гальтон басқа бір ғалым Уэльдонмен бірігіп, 1901 жылы «Биометрика» журналын құрып, өмірінің соңына дейін сонда редакторлық қызмет атқарады.

Ф. Гальтон мен К. Пирсон биометрия ғылымының негізін қалаушылар деп есептеледі. Олардың ойлап тапқан статистикалық әдістемелері уақыт таразысы сынынан мүдірмей өтіп, биометрия мен математикалық статистиканың алтын қорына енді. Бірақта, тұқым қуалаушылық ерекшеліктерін зерттеу барысында, олар бұл мәселеде құбылыстың биологиялық болмысын есепке алмай, формальді түрде қараған. Мысалы, туыс адамдардың түрлерінің ұқсастығы бойынша, олардың туыстық дәрежесі жөнінде байлам жасауға болады деген пікірде еді. Тек осындай көзқарасты басшылыққа алу және генетикалық тұрғыдан біркелкі емес материалдармен жұмыс істеу барысында тұқым қуалаушылық заңдылықтарын ашу мүмкін емес еді, сондықтан олар тарапынан жаңсақ пікірлер жасалынған.

«Биологиялық проблемалар математиканың көмегімен шешілуі қажет, бірақта математикалық есеп шығарған сияқты емес» деп жазады. Тағы бір сөзінде ол «Статистикалық мәліметтерге биологиялық сараптаулар бірге жүруі керек, әйтпесе алынған көрсеткіштер «статистикалық өтірік» десе, басқа жерінде «Математика басты идея ретінде қызмет көрсетпей, тек көмек көрсетуі керек» деп атап өтеді. Бұл биологиялық зерттеулерде қолданылатын математикалық-статистиканың атқаратын ролі жөніндегі айтылған реалистік тұжырым еді. Содан бастап биометриядағы формалистік көзқарастан арылып, реалистік бағытқа бет бұрған кезең басталды деп айтса болады.

Математиканың жеткен жетістіктері мен биометрия ғылымының қарқынды дамуына қарамастан, ХІХ ғасыр мен ХХ ғасырлардың басында математика-статистикалық әдістері биологияда кең қолданыс таппады. Мұның басты себебі – болжамды статистикалық әдістері көп санды бақылауларды қажет етсе, биологтар көбінесе аз ғана санды іріктеулер нәтижелерін пайдаланған. Мұнан басқа, статистикалық әдістерді қолдану үшін көптеген есептеу жұмыстарын жүргізу қажет еді, ал оған биологтар әлі де дайын емес еді. Сондықтан осындай есептеу жұмыстарымен біраз уақыт айналысқан соң биологтар одан күдер үзіп, тек қана орташа көрсеткіштері, индекстері мен пайыздық мәндерін беруді жөн көрген.

Бұл жағдай арнайы басылымдарда «Стьюдент» деген лақап атпен жарияланып жүретін В. Госсеттің (1876-1937) «кіші іріктеулер» теориясының негізі қаланғаннан кейін ғана өзгере бастады. В. Госсет, қалыпты таралған жалпы жиынтық ішінен алынған аз ғана санды іріктеулер нәтижелерін тұжырымдай келе, жалпы іріктеулер санының көлеміне байланысты, кіші іріктеулердегі орташа шаманың қандай мөлшерде таралатыны жөніндегі заңдылықтарды негіздеді. Госсеттің ашқан жаңалықтарының негізгі құндылығы, ол негіздеген орташа шаманың таралу заңдылықтары барлық көлемдегі жиынтықтарға да бірдей, соның ішінде ең бастысы – жиынтық көлеміне 25-30 даралар ғана кіретін кіші іріктеулерге де жарайтыны анықталды.

Кіші жиынтықтар теориясының ары қарай дамуы К. Пирсонның еңбек-терінде қолдау тапты. Бірақ, осы теорияға көп үлес қосқан адам Рональд Фишер (1890-1962) еді. Бір өзі биолог-тәжірибиеші және математик-статистік мамандықтарын жақсы игерген ол, әр түрлі факторлардың жиынтықтары немесе олардың жекелеген түрлерінің белгіге әсерін анықтау әдістерін, яғни басқаша айтқанда, дисперсиялық сараптау әдісін ойлап тапты. Ол биометрияға «варианса», «бостандық дәрежесі» (степень свободы), «сандар» (даты) сияқты терминдерді ендіріп, тәжірибелерді жүргізуді жоспарлаудың теориясын қалаған ғалым еді. Фишер тәжірибелерді жүргізуді жоспарлау мен олардан алынған мәліметтерді өңдеу (есептеу), статистикалық сараптау жұмыстарында қолданылатын әдістердің екі ажыратылмайтын бөліктері деп бағалаған.

ағылшын биометриктері мектебінің ғалымдары Н. Бейли, М. Кендэл, Д. Снедекор, С. Уилкс де өздерінің сүбелі үлестерін қосқан.

Орыс ғалымдары ішінен А.В. Леонтович (1869-1943), А.И. Чупров (1874-1926), А.А. Кауфман (1864-1919), С.Н. Бернштейн (1880-1948), А.Я. Хинчин (1894-1959), С.С. Четвериков (1860-1959), М.В. Игнатьев (1894-1959), И.И. Шмальгаузен (1884-1963), В.В. Алпатов (1898-1979) және басқада ғалымдарды атауға болады.

«Вариациялық статистика» терминін болса ғылымға 1899 жылы Дункер кіргізді. Бұл термин де биологиялық құбылыстарды математикалық статистика әдістері арқылы зерттеу керектігін білдіреді. Сондықтан «Био-метрия», «Вариациялық статистика» терминдері синонимді сөз тіркестері болып есептеліп, бір мағынаны білдіреді.

Сонымен, биометрия қолданбалы ғылымдар қатарына жатады. Биомет-рияның негізгі заңдылықтары Гаус-Лаплас, Ньютон биномы, ықтимал теорияларына сүйенеді.

Биометриялық есептер шығару барысында қолданылатын символдар мен тернминдер. Биометриялық есептер шығару барысында келесідей символдар мен терминдер пайдаланылады:

V – варианта. Зерттеуге арналған белгінің көрсеткіші

Vmax –зерттеуге алынған вариантаның ең жоғарғы көрсеткіші

Vmin — зерттеуге алынған вариантаның ең төменгі көрсеткіші

Lim- ең жоғарғы және ең төменгі мәндерді көрсетуде қолданылады.

L – кластар саны.Ол іріктеу көлеміне (тәжірибе жүргізу үшін алынған белгі (n) саны) байланысты болады. Негізіне биометриялық есептеулер барысында кластар саны 7-12 аралығында алынады.

λ – кластар аралық көрсеткіші. Топқа бөлінген белгілердің аралық мәндері. Ол Lim –ті кластар санына бөлу нәтижесінде анықталады

n – зерттелетін белгілердің санын білдіреді.

P — белгі көрсеткішінің жиілігі.(варианталардың)

Σ – жиынтықты білдіретін белгі. Зерттелетін белгілерді қосу нәтижесінде беріледі.

A -шартты орташа арифметикалық шама. Көп кездесетін варианталардың арифметикалық қосындысыцн 2-ге бөлу арқылы анықталады.

ß1 — шартты орташа арифметикалық шамаға түзету. Арифметикалық шамада кеткен қателікті көрсетеді.

ß2 — квадраттық түзету

М- орташа арифметикалық шама. Белгілердегі орташа мәнді көрсетеді.

δ – квадраттық ауытқу көрсеткіші немесе стандарттық ауытқу. Бұл осы варианттар ішіндегі өзгергіштіктің орташа мәнін көрсетеді.

m — орташа арифметикалық шаманың қатесі. Орташа арифметикалық шаманың (М) қанша мәнге ауытқу мүмкіндігін көрсетеді. Ол ± түрінде беріледі сондықтан орташа арифметикалық шамадан ауыр немесе жеңіл болу мүмкіндігін білдіреді.

Cv – вариация көрсеткіші. Ол квадраттық ауытқу көрсеткішінің орташа арифметикалық шамаға қаншалықты айырмашылықта екенін пайыздық қатынаста көрсетеді (%).

mCv – Вариация көрсеткішінің қатесі

H – орташа гармоникалық көрсеткіш. Бұл уақыт өлшемдерімен берілетін

белгілерді көрсету үшін қолданылады. Мысалы жылқылардың жылдамдығы, сиырлардың сүт беру жылдамдығы т.б.

М:% – орташа арифметикалық шама % мәндегі

M% – орташа арифметикалық шаманың қатесі % мәніндегі

ή2 – белгіленетін фактордың әсер күші

Ø – фактордың әсер күшінің шынайылық дәрежесі

Су – жалпы дисперсия

Сх – Факториалды дисперсия

Сz – қалдық дисперсия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер

 

Плохинский Н.А. «Биометрия». М. 1987

. Лакин Н.Н. «Биометрия по растениводство». М. 1989

. Асылбек Р.Е. «Генетика и Биометрия». Ш. 1998

. Асылбек Р.Е. «Биометрия практикалық оқулық». Ш. 1999

. Меркурева Л.Н. «Генетика с основом биометрий». М. 1988

. К.Мұхабетжанов. Л.Аманжолова «Генетика есептер жинағы» А.1993ж