Evoluutiobiologia

Tämä artikkeli kertoo biologian osa-alueesta. Samannimisestä kirjasta on erillinen artikkeli.

Evoluutiobiologia on biologian osa-alue, joka keskittyy erityisesti eliöiden evoluution tutkimiseen. Keskeisiä tutkimusaiheita ovat esimerkiksi eliöiden syntyperän sekä niiden kehittymisprosessien selvittäminen.^[1]

Sovellukset

Katso myös: Jalostus ja Evoluutiolaskenta

Evoluutiobiologiassa käytetyillä käsitteillä ja malleilla, kuten luonnonvalinnalla, on useita sovelluksia.^[2]

Jalostus viittaa elävien eliöiden, mikrobien, eläinten tai kasvien kehittämiseen haluttuun suuntaan keinotekoisesti. Tätä on käytetty tuhansien vuosien ajan kasvien ja eläinten domestikaatioon.^[3] Tämänkaltaisesta valinnasta on hiljattain tullut merkittävä osa geenitekniikkaa, jossa käytetään antibioottiresistenttien geenien kaltaisia geenitekniikan tekijöitä manipuloimaan DNA:ta. Haluttuja ominaisuuksia omaavia proteiineja kehitetään toistuvien mutaatioiden ja valintojen kierrosten kautta prosessissa, jota kutsutaan ohjatuksi evoluutioksi.^[4]

Useat sairaudet eivät ole pysyviä ilmiöitä, vaan kykenevät muuttumaan evoluution myötä. Virukset, bakteerit, sienet ja syövät kehittyvät resistenteiksi immuunijärjestelmille ja lääkeaineille.^[5]^[6]^[7] Samat ongelmat ilmenevät maanviljelyssä kun käytetään hyönteismyrkkyjä^[8] ja herbisideja^[9].

Tietojenkäsittelytieteessä aloitettiin evoluution simulointi evoluutioalgoritmeja ja tekoelämää käyttäen 1960-luvulla.^[10] Evoluutioalgoritmeista tuli laajalti tunnustettu optimointimenetelmä Ingo Rechenbergin 1960-luvulla tekemän työn johdosta. Hän käytti evoluution strategioita ratkaisemaan monimutkaisia teknisiä ongelmia.^[11] Erityisesti geneettiset algoritmit nousivat suosioon John Hollandin kirjoitusten kautta.^[12] Käytännön sovelluksiin lukeutuu myös tietokoneohjelmien automaattinen evoluutio.^[13] Nykyään evoluutioalgoritmeja käytetään optimoimaan järjestelmiä ja ratkaisemaan moniulotteisia ongelmia tehokkaammin kuin ihmisten kehittämät ohjelmistot.^[14]

Katso myös

Lähteet

↑ Evolutionary biology Biology Online. 1.7.2021. Viitattu 31.12.2021. (englanniksi)
↑ Bull JJ, Wichman HA: Applied evolution. Annu Rev Ecol Syst, 2001, 32. vsk, nro 1, s. 183–217. doi:10.1146/annurev.ecolsys.32.081501.114020 (englanniksi)
↑ Doebley JF, Gaut BS, Smith BD: The molecular genetics of crop domestication. Cell, 2006, 127. vsk, nro 7, s. 1309–21. PubMed:17190597 doi:10.1016/j.cell.2006.12.006 (englanniksi)
↑ Jäckel C, Kast P, Hilvert D: Protein design by directed evolution. Annu Rev Biophys, 2008, 37. vsk, nro 1, s. 153–73. PubMed:18573077 doi:10.1146/annurev.biophys.37.032807.125832 (englanniksi)
↑ Merlo, LM; Pepper, JW; Reid, BJ; Maley, CC: Cancer as an evolutionary and ecological process.. Nature reviews. Cancer, Joulukuu 2006, 6. vsk, nro 12, s. 924–35. PubMed:17109012 doi:10.1038/nrc2013 (englanniksi)
↑ Pan, D; Xue, W; Zhang, W; Liu, H; Yao, X: Understanding the drug resistance mechanism of hepatitis C virus NS3/4A to ITMN-191 due to R155K, A156V, D168A/E mutations: a computational study.. Biochimica et Biophysica Acta, Lokakuu 2012, 1820. vsk, nro 10, s. 1526–34. PubMed:22698669 doi:10.1016/j.bbagen.2012.06.001 (englanniksi)
↑ Woodford, N.; Ellington, MJ: The emergence of antibiotic resistance by mutation.. Clinical microbiology and infection : the official publication of the European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, Tammikuu 2007, 13. vsk, nro 1, s. 5–18. PubMed:17184282 doi:10.1111/j.1469-0691.2006.01492.x (englanniksi)
↑ Labbé, P; Berticat, C; Berthomieu, A; Unal, S; Bernard, C; Weill, M; Lenormand, T: Forty years of erratic insecticide resistance evolution in the mosquito Culex pipiens.. PLoS genetics, Marraskuu 2007, 3. vsk, nro 11, s. e205. PubMed:18020711 doi:10.1371/journal.pgen.0030205 (englanniksi)
↑ Neve, P: Challenges for herbicide resistance evolution and management: 50 years after Harper. Weed Research, Lokakuu 2007, 47. vsk, nro 5, s. 365–369. doi:10.1111/j.1365-3180.2007.00581.x (englanniksi)
↑ Fraser AS: Monte Carlo analyses of genetic models. Nature, 1958, 181. vsk, nro 4603, s. 208–9. PubMed:13504138 doi:10.1038/181208a0 Bibcode:1958Natur.181..208F (englanniksi)
↑ Rechenberg, Ingo: Evolutionsstrategie – Optimierung technischer Systeme nach Prinzipien der biologischen Evolution (PhD thesis). Fromman-Holzboog, 1973. (saksaksi)
↑ Holland, John H.: Adaptation in Natural and Artificial Systems. University of Michigan Press, 1975. ISBN 0-262-58111-6 (englanniksi)
↑ Koza, John R.: Genetic Programming: On the Programming of Computers by Means of Natural Selection. MIT Press, 1992. ISBN 0-262-11170-5 (englanniksi)
↑ Jamshidi M: Tools for intelligent control: fuzzy controllers, neural networks and genetic algorithms. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 2003, 361. vsk, nro 1809, s. 1781–808. PubMed:12952685 doi:10.1098/rsta.2003.1225 Bibcode:2003RSPTA.361.1781J (englanniksi)

Kirjallisuutta

Björklund, Mats: Evoluutiobiologia. Helsinki: Gaudeamus, 2008. ISBN 978-952-495-076-3
Futuyma, Douglas J.: Evolutionary Biology. (Third Edition) Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, 1998. ISBN 0-87893-189-9 (englanniksi)

Biologia

Osa-alueita	Aerobiologia Anatomia Astrobiologia Biokemia Ekologia Eliömaantiede Eläintiede Etologia Evoluutiobiologia Fysiologia Genomiikka Hydrobiologia Iktyologia Kasvipatologia Kasvitiede Kehitysbiologia Kudosoppi Meribiologia Mikrobiologia Molekyylibiologia Muoto-oppi Neurotiede Paleontologia Parasitologia Perinnöllisyystiede Sienitiede Solubiologia Systematiikka Taksonomia Toksikologia
Käsitteitä	abioottinen aineenvaihdunta biodiversiteetti biomi biotooppi biosfääri DNA ekologinen lokero ekosysteemi eliöyhteisö evoluutio kelpoisuus lisääntyminen luonnonvalinta populaatio ravinto sukkessio uhanalaisuusluokitus yhteyttäminen pääjakso kaari
Aiheeseen liittyvää	biologian filosofia

[biologyonline-1] Evolutionary biology Biology Online. 1.7.2021. Viitattu 31.12.2021. (englanniksi)

[Bull-2] Bull JJ, Wichman HA: Applied evolution. Annu Rev Ecol Syst, 2001, 32. vsk, nro 1, s. 183–217. doi:10.1146/annurev.ecolsys.32.081501.114020 (englanniksi)

[3] Doebley JF, Gaut BS, Smith BD: The molecular genetics of crop domestication. Cell, 2006, 127. vsk, nro 7, s. 1309–21. PubMed:17190597 doi:10.1016/j.cell.2006.12.006 (englanniksi)

[4] Jäckel C, Kast P, Hilvert D: Protein design by directed evolution. Annu Rev Biophys, 2008, 37. vsk, nro 1, s. 153–73. PubMed:18573077 doi:10.1146/annurev.biophys.37.032807.125832 (englanniksi)

[5] Merlo, LM; Pepper, JW; Reid, BJ; Maley, CC: Cancer as an evolutionary and ecological process.. Nature reviews. Cancer, Joulukuu 2006, 6. vsk, nro 12, s. 924–35. PubMed:17109012 doi:10.1038/nrc2013 (englanniksi)

[6] Pan, D; Xue, W; Zhang, W; Liu, H; Yao, X: Understanding the drug resistance mechanism of hepatitis C virus NS3/4A to ITMN-191 due to R155K, A156V, D168A/E mutations: a computational study.. Biochimica et Biophysica Acta, Lokakuu 2012, 1820. vsk, nro 10, s. 1526–34. PubMed:22698669 doi:10.1016/j.bbagen.2012.06.001 (englanniksi)

[7] Woodford, N.; Ellington, MJ: The emergence of antibiotic resistance by mutation.. Clinical microbiology and infection : the official publication of the European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, Tammikuu 2007, 13. vsk, nro 1, s. 5–18. PubMed:17184282 doi:10.1111/j.1469-0691.2006.01492.x (englanniksi)

[8] Labbé, P; Berticat, C; Berthomieu, A; Unal, S; Bernard, C; Weill, M; Lenormand, T: Forty years of erratic insecticide resistance evolution in the mosquito Culex pipiens.. PLoS genetics, Marraskuu 2007, 3. vsk, nro 11, s. e205. PubMed:18020711 doi:10.1371/journal.pgen.0030205 (englanniksi)

[9] Neve, P: Challenges for herbicide resistance evolution and management: 50 years after Harper. Weed Research, Lokakuu 2007, 47. vsk, nro 5, s. 365–369. doi:10.1111/j.1365-3180.2007.00581.x (englanniksi)

[10] Fraser AS: Monte Carlo analyses of genetic models. Nature, 1958, 181. vsk, nro 4603, s. 208–9. PubMed:13504138 doi:10.1038/181208a0 Bibcode:1958Natur.181..208F (englanniksi)

[11] Rechenberg, Ingo: Evolutionsstrategie – Optimierung technischer Systeme nach Prinzipien der biologischen Evolution (PhD thesis). Fromman-Holzboog, 1973. (saksaksi)

[12] Holland, John H.: Adaptation in Natural and Artificial Systems. University of Michigan Press, 1975. ISBN 0-262-58111-6 (englanniksi)

[13] Koza, John R.: Genetic Programming: On the Programming of Computers by Means of Natural Selection. MIT Press, 1992. ISBN 0-262-11170-5 (englanniksi)

[14] Jamshidi M: Tools for intelligent control: fuzzy controllers, neural networks and genetic algorithms. Philosophical Transactions of the Royal Society A, 2003, 361. vsk, nro 1809, s. 1781–808. PubMed:12952685 doi:10.1098/rsta.2003.1225 Bibcode:2003RSPTA.361.1781J (englanniksi)

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]