Modelle, Mechanismen, Komplexität. Zur Philosophie der Systembiologie

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Die Systembiologie modelliert komplexe Zusammenhänge des Lebens auf der Ebene von Molekülen, Zellen und Organen. Sie bedient sich hierfür quantitativer Modelle, in denen zelluläre Mechanismen auf der Basis von biologischen Daten vereinfacht und idealisiert werden. Es bedarf einer philosophischen Reflexion, was genau systembiologische Modelle sind, ob und in welcher Form sie die Natur abbilden, welche Funktionen sie noch erfüllen und ob sich Strategien finden lassen, um gute Modelle zu erhalten. In den Lebenswissenschaften haben Hypothesen, Theorien und Erklärungen oftmals die Gestalt von möglichst detaillierten mechanistischen Beschreibungen. Systembiologische Modelle sind jedoch überwiegend quantitativ strukturiert und enthalten explizit vereinfachende Annahmen. Ziel soll es sein, einen integrativen Ansatz zu formulieren, der systembiologische Modelle und mechanistische Beschreibungen miteinander verbindet. Komplexe biologische Systeme können nicht ausschließlich durch einen Blick auf das Genom verstanden werden. Viele Eigenschaften und Funktionen von Zellen und Organen sind erst dann erfassbar, wenn man lebende Systeme auf einer höheren Ebene untersucht. Um die Eigenschaften komplexer Systeme verstehen zu können, müssen Begriffe wie Organisationsebenen, Emergenz und Auf/Abwärtskausalität analysiert und in einen gemeinsamen konzeptionellen Rahmen eingebunden werden.