Martin Nowak
Martin Andreas Nowak (geboren 1964 oder 1965) ist ein in Österreich geborener Professor für Mathematik und Biologie an der Harvard University. Er ist einer der führenden Forscher auf dem Gebiet der evolutionären Dynamik. Nowak hat Beiträge zu den Bereichen Evolutionstheorie, Kooperation, virale Dynamik und Krebsdynamik geleistet.
Nowak hatte Professuren an der Universität Oxford und am Institute for Advanced Study in Princeton inne, bevor er 2003 nach Harvard berufen wurde. Von 2003 bis 2020 war er Direktor des Harvard-Programms für evolutionäre Dynamik.
Frühes Leben und Ausbildung
Nowak wurde in Wien, Österreich, geboren. Er studierte am Albertus-Magnus-Gymnasium und an der Universität Wien und promovierte 1989 in Biochemie und Mathematik. Er arbeitete mit Peter Schuster an der Quasi-Artenlehre und mit Karl Sigmund an der Evolution der Kooperation. Nowak erhielt bei der Verleihung seines Doktortitels die höchste österreichische Auszeichnung (Sub auspiciis Praesidentis). Im Jahr 1993 habilitierte er sich am Institut für Mathematik der Universität Wien. Im Jahr 2001 wurde er in die Österreichische Akademie der Wissenschaften gewählt.
Karriere
Von 1989 bis 1998 arbeitete Nowak mit Robert May an der Universität Oxford. Zunächst war er Erwin-Schrödinger-Postdoc-Stipendiat, dann Junior Research Fellow am Wolfson College und anschließend Junior Research Fellow am Keble College. Ab 1992 war er Wellcome Trust Senior Research Fellow. Von 1997 bis 1998 war Nowak Professor für mathematische Biologie.
Im Jahr 2003 wurde Nowak als Professor für Mathematik und Biologie an die Harvard University berufen. Nowak war gemeinsam mit Sarah Coakley Leiter des von der Templeton Foundation geförderten Projekts "Evolution and Theology of Cooperation" an der Harvard University, wo er auch Mitglied des Beirats war.
Akademische Forschung
Nowak ist Autor von Büchern und wissenschaftlichen Arbeiten zu Themen der evolutionären Spieltheorie, Krebs, Viren, Infektionskrankheiten, der Evolution der Sprache und der Evolution der Kooperation. In Oxford trug er dazu bei, die Bereiche Virusdynamik und räumliche Spiele (die später zur evolutionären Graphentheorie wurden) zu etablieren. Er setzte seine Zusammenarbeit mit Karl Sigmund auf dem Gebiet der Spieltheorie fort, schlug großzügige "tit-for-tat" und "win-stay, lose-shift" vor und erfand die adaptive Dynamik, alternierende Spiele und indirekte Reziprozität. Er arbeitete mit John Maynard Smith über genetische Redundanz, mit Baruch Blumberg über das Hepatitis-B-Virus, mit George Shaw und Andrew McMichael über HIV. Mit Robert May arbeitete er an der Evolution der Virulenz.
1990 schlugen Nowak und Robert May ein mathematisches Modell vor, das die rätselhafte Verzögerung zwischen HIV-Infektion und AIDS mit der Entwicklung verschiedener Virusstämme während der einzelnen Infektionen erklärte, bis zu dem Punkt, an dem die genetische Vielfalt des Virus eine Schwelle erreicht, an der das Immunsystem es nicht mehr kontrollieren kann. Dieser detaillierte quantitative Ansatz beruhte auf Annahmen über die Biologie von HIV, die später durch Experimente bestätigt wurden.
In Harvard setzte Nowak seine Arbeit über Virendynamik, Krebsdynamik und evolutionäre Spieltheorie fort. Im Jahr 2004 begründete er die evolutionäre Spieldynamik in endlichen Populationen. In den Jahren 2005 und 2006 verfasste er wichtige Arbeiten, die die evolutionäre Graphentheorie begründeten. 2006 schlug er vor, dass Kooperation neben Mutation und Selektion ein drittes grundlegendes Prinzip der Evolution ist. Im Jahr 2007 schlug er eine Theorie für den Ursprung des Lebens vor. In den Jahren 2008 und 2009 schlug er vor, dass positive Interaktion, nicht aber Bestrafung, die Evolution der Kooperation fördert.
In einem Artikel in Science aus dem Jahr 2006 hat Nowak die mathematischen Regeln für die fünf verstandenen Grundlagen der Evolution der Kooperation (Verwandtenselektion, direkte Reziprozität, indirekte Reziprozität, Netzwerkreziprozität und Gruppenselektion) dargelegt und vereinheitlicht. Nowak schlägt vor, dass die Evolution aufgrund von Kooperation konstruktiv ist und dass wir "natürliche Kooperation" als drittes Grundprinzip der Evolution neben Mutation und natürlicher Selektion hinzufügen könnten.
In einem Artikel, der 2007 auf der Titelseite von Nature erschien, zeigten Nowak und Kollegen, dass der Übergang von unregelmäßigen Verben zu regelmäßigen Verben im Englischen im Laufe der Zeit einem einfachen invers-quadratischen Gesetz folgt, und lieferten damit eines der ersten quantitativen Gesetze in der Evolution der Sprache.
Im Jahr 2010 argumentierten Nowak, E. O. Wilson und Corina Tarnita in der Zeitschrift Nature, dass die Standardtheorie der natürlichen Selektion einen einfacheren und besseren Ansatz als die Theorie der Verwandtenselektion für die Evolution der Eusozialität darstellt. Diese Arbeit hat zu zahlreichen Kommentaren geführt, darunter heftige Kritik von Befürwortern der Theorie der umfassenden Fitness. Nowak vertritt die Auffassung, dass die Ergebnisse der Arbeit schlüssig sind und dass das Gebiet der sozialen Evolution über die Theorie der inklusiven Fitness hinausgehen sollte.
Er hat über 300 wissenschaftliche Veröffentlichungen, davon 40 in Nature und 15 in Science.
Zu Nowaks Forschungsinteressen gehören:
Somatische Evolution von Krebs, genetische Instabilität, Tumorsuppressorgene
Stammzellen, Gewebearchitektur
Viren, Infektionskrankheiten, Immunologie
Dynamik von Prioneninfektionen
Quasispezies
Genetische Redundanz
Entwicklung der Sprache
Evolutionäre Spieltheorie
Evolutionäre Graphentheorie
Entwicklung der Zusammenarbeit
Vorleben und Ursprung des Lebens
Veröffentlichte Bücher
Nowaks erstes Buch Virus Dynamics: Mathematical Principles of Immunology and Virology, geschrieben mit Robert May, wurde 2001 von Oxford University Press veröffentlicht. Nowaks 2006 erschienenes Buch Evolutionary Dynamics: Exploring the Equations of Life erörtert die Evolution verschiedener biologischer Prozesse. In seiner Rezension in Nature bezeichnete Sean Nee Evolutionary Dynamics als ein "einzigartiges Buch", das "jeder im Regal stehen haben sollte, der sich für theoretische Biologie interessiert oder glaubt, sich dafür zu interessieren". Das Buch wurde von der Association of American Publishers mit dem R.R. Hawkins Award für das herausragende Fachbuch, Nachschlagewerk oder wissenschaftliche Arbeit des Jahres 2006 ausgezeichnet.
Nowaks Buch SuperCooperators: The Mathematics of Evolution, Altruism and Human Behaviour (Or, Why We Need Each Other to Succeed), das er gemeinsam mit Roger Highfield verfasst hat, wurde 2011 veröffentlicht. SuperCooperators ist sowohl eine Autobiografie von Nowak als auch eine populäre Darstellung seiner Arbeit in der mathematischen Biologie über die Evolution der Kooperation, den Ursprung des Lebens und die Evolution der Sprache. In dem Buch argumentiert Nowak, dass Kooperation das dritte Grundprinzip der Evolution ist, neben Mutation und natürlicher Selektion. SuperCooperators erhielt positive Kritiken in der New York Times, Nature und der Financial Times.
Zusammen mit Sarah Coakley gab Nowak 2013 das Buch Evolution, Games, and God: The Principle of Cooperation, das von der Harvard University Press veröffentlicht wurde. Der Band enthält Artikel von Experten aus verschiedenen Bereichen, die das Zusammenspiel von Theologie und Evolutionstheorie in Bezug auf Kooperation und Altruismus untersuchen.
Auszeichnungen
Nowak ist korrespondierendes Mitglied der Österreichischen Akademie der Wissenschaften. Er wurde mit dem Weldon-Gedächtnispreis, dem Albert-Wander-Preis, dem Akira-Okubo-Preis, dem David-Starr-Jordan-Preis und dem Henry-Dale-Preis ausgezeichnet.
Persönliches Leben
Nowak ist römisch-katholisch. In einer Vorlesung in Harvard im Jahr 2007 vertrat er die Ansicht, dass Wissenschaft und Religion unterschiedliche, aber sich ergänzende Rollen bei der Suche des Menschen nach Sinn einnehmen: "Wissenschaft und Religion sind zwei wesentliche Komponenten bei der Suche nach der Wahrheit. Eine von beiden zu leugnen, ist ein unfruchtbarer Ansatz".