Тема 1. Основные понятия и термины биологической статистики

Научно-технический прогресс, превращение науки в непосредственную производительную силу общества предъявляют к подготовке специалистов все более высокие требования. Современный биолог, эколог, агроном, врач, инженер, учитель или психолог должны не только хорошо знать свою специальность, но и приобщаться к исследовательской работе, вносить посильный вклад в сокровищницу знаний о природе.

Внедрение математики в биологию первоначально выражалось в использовании отдельных математических методов для изучения тех или иных биологических вопросов и обработки данных, полученных из природы или в лаборатории. В настоящее время такие вопросы, как изменчивость морфологических, физиологических и экологических признаков животных и растений, количественный учет и процессы, происходящие в популяциях, сходство и различия между видами, подвидами и иными систематическими категориями, рост индивидуальный и рост популяций, могут изучаться лишь с помощью математических и математико-статистических методов. Более того, в различных областях биологии (генетика, эволюционное учение, селекция, физиология) соответствующие биологические процессы или явления теперь выражаются в математической форме.

Лишь с применением количественных методов анализа, основанных на математической статистике, можно описать биологическое явление, познать причинно-следственные отношения и быть понятым специалистами не только своей страны, но и других стран. Статистические методы необходимы при постановке экспериментов, так как только с их помощью можно установить, зависит ли наблюдаемое различие между опытными и контрольными группами животных от влияния изучаемого фактора или же оно чисто случайно, т.е. определяется многими другими, не контролируемыми и не поддающимися учету факторами. Понимание и учет статистических закономерностей помогают экспериментатору составить методически обоснованный план опытов, правильно их провести и, наконец, сделать из них объективные выводы. При этом надо помнить, что никакая математическая и статистическая обработка не поможет, если опыты были проведены неправильно или данные собраны небрежно.

Роль математики и математической статистики в биологии особенно возросла в связи с развитием теории информации и кибернетики в целом и многих связанных с ними областей математики, среди которых главное место занимают теория вероятности, математическая статистика и математическая логика. Применение компьютеров на порядки ускорило и расширило применение статистических методов в различных областях биологии и медицины. В частности, они применяются для оценки эффективности методов лечения и применения лекарственных препаратов, диагностики заболеваний, при прогнозировании развития той или иной болезни у конкретного больного или патологического процесса для группы экспериментальных животных. Биологическая статистика помогает исследователю выразить в числе и измерить значимость и надежность полученных результатов, заранее рассчитать и спланировать необходимую численность объектов для того или иного эксперимента. Статистика позволяет оценить достоверность проверяемой в эксперименте гипотезы, по части охарактеризовать целое, получить точную количественную характеристику изменчивости исследуемого показателя, определить степень различий между признаками и процессами, выделить из множества воздействующих на явление факторов наиболее важные, измерить силу их влияния. Это достигается посредством множества методов статистического анализа, основанных на знании закономерностей поведения случайных величин.

Знакомство со статистическими методами необходимо также для понимания и критической оценки сообщений в медицинских и биологических журналах.

Обработка количественных данных о биологических объектах и их оценка являются задачей одного из прикладных разделов математической статистики - биологической или вариационной статистики.