Эволюционная биология

редактировать
Изучение процессов, которые привели к разнообразию жизни

Эволюционная биология является подразделом биологии, изучающий эволюционные процессы (естественный отбор, общее происхождение, видообразование ), которые привели к разнообразию жизни на Земле. В 1930-х годах эволюционная биология возникла в результате того, что Джулиан Хаксли назвал современным синтезом понимания, из ранее не связанных областей биологических исследований, таких как генетика и экология, систематика и палеонтология.

Диапазон текущих исследований расширился и теперь включает генетическую архитектуру адаптации, молекулярную эволюцию и различные силы, которые способствуют эволюции, такие как половой отбор, генетический дрейф и биогеография. Более того, новая область эволюционной биологии развития («evo-DevO») изучает, как эмбриогенез, развитие эмбриона, контролируется, обеспечивая более широкий синтез, объединяющий биология развития с областями изучения, охваченными более ранним эволюционным синтезом.

Содержание

  • 1 Подполя
  • 2 История
  • 3 Текущие темы исследований
  • 4 Лекарственная устойчивость сегодня
  • 5 Журналы
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Подполя

Эволюция - центральное объединяющее понятие в биологии. Биологию можно разделить по-разному. Одним из способов является уровень биологической организации, от молекулярной до клетки, организма до популяции. Более ранний способ - воспринимаемая таксономическая группа с такими полями, как зоология, ботаника и микробиология, отражая то, что когда-то считалось основные области жизни. Третий способ - подход, например полевая биология, теоретическая биология, экспериментальная эволюция и палеонтология. Эти альтернативные способы разделения предмета могут быть объединены с эволюционной биологией для создания таких подполей, как эволюционная экология и эволюционная биология развития.

Совсем недавно слияние биологической науки и прикладных наук привело к в новые области, являющиеся расширением эволюционной биологии, включая эволюционную робототехнику, инженерию, алгоритмы, экономику и архитектуру. Основные механизмы эволюции применяются прямо или косвенно для разработки новых проектов или решения проблем, которые трудно решить другим способом. Исследования, проводимые в этих прикладных областях, в свою очередь, способствуют прогрессу, особенно благодаря работе над эволюцией в информатике и таких областях инженерии, как машиностроение.

История

Идея эволюция посредством естественного отбора была предложена Чарльзом Дарвином в 1859 году, но эволюционная биология как академическая дисциплина сама по себе, возникло в период современного синтеза в 1930-е и 1940-е годы. Только в 1980-х годах во многих университетах были факультеты эволюционной биологии. В Соединенных Штатах многие университеты создали кафедры молекулярной и клеточной биологии или экологии и эволюционной биологии вместо более старых кафедр ботаники и зоологии. Палеонтологию часто объединяют с наукой о Земле.

Микробиология тоже становится эволюционной дисциплиной, теперь, когда физиология микробов и геномика изучены лучше. Быстрое время генерации бактерий и вирусов, таких как бактериофаги, позволяет исследовать вопросы эволюции.

Многие биологи внесли свой вклад в формирование современной дисциплины эволюционной биологии. Феодосий Добжанский и Э. Б. Форд разработал программу эмпирических исследований. Рональд Фишер, Сьюэлл Райт и Дж. С. Холдейн создал прочную теоретическую основу. Эрнст Майр в систематике, Джордж Гейлорд Симпсон в палеонтологии и Г. Ледьярд Стеббинс в ботанике помог сформировать современный синтез. Джеймс Кроу, Ричард Левонтин, Дэн Хартл, Маркус Фельдман и Брайан Чарльзуорт обучили поколение эволюционных биологи.

Текущие темы исследований

Текущие исследования в области эволюционной биологии охватывают различные темы и включают идеи из разных областей, таких как молекулярная генетика и информатика.

Первый, некоторые области эволюционных исследований пытаются объяснить явления, которые плохо учтены в современном эволюционном синтезе. К ним относятся видообразование, эволюция полового размножения, эволюция сотрудничества, эволюция старения и эволюционируемость.

Во-вторых, биологи задают самый простой эволюционный вопрос: «что случилось и когда?». Сюда входят такие области, как палеобиология, а также систематика и филогенетика.

В-третьих, современный эволюционный синтез был разработан в то время, когда никто не понимал молекулярную основу генов.. Сегодня биологи-эволюционисты пытаются определить генетическую архитектуру интересных эволюционных явлений, таких как адаптация и видообразование. Они ищут ответы на такие вопросы, как количество задействованных генов, насколько велико влияние каждого гена, насколько взаимозависимы эффекты разных генов, что делают гены и какие изменения с ними происходят (например, балл мутации против дупликации гена или даже дупликации генома ). Они пытаются совместить высокую наследуемость, наблюдаемую в исследованиях близнецов, с трудностью определения генов, ответственных за эту наследуемость, с помощью полногеномных ассоциативных исследований.

Одна проблема в Изучение генетической архитектуры состоит в том, что классическая популяционная генетика, катализирующая современный эволюционный синтез, должна быть обновлена, чтобы учесть современные молекулярные знания. Это требует значительных математических разработок, чтобы связать данные о последовательности ДНК с теорией эволюции как часть теории молекулярной эволюции. Например, биологи пытаются сделать вывод, какие гены подверглись сильному отбору, обнаруживая выборочный выбор.

. В-четвертых, современный эволюционный синтез предполагает согласие о том, какие силы вносят вклад в эволюцию, но не об их относительной важности. Текущее исследование пытается определить это. Эволюционные силы включают естественный отбор, половой отбор, генетический дрейф, генетический проект, ограничения развития, предвзятость мутаций и биогеографию.

Эволюционный подход является ключом к большинству текущих исследований в области биологии организмов и экологии, например, в теории истории жизни. Аннотация генов и их функции в значительной степени опирается на сравнительные подходы. Область эволюционной биологии развития («evo-DevO») исследует, как работают процессы развития, и сравнивает их у разных организмов, чтобы определить, как они развивались.

Многие врачи не имеют достаточного опыта в эволюционной биологии, что затрудняет ее использование в современной медицине.

Лекарственная устойчивость сегодня

Эволюция играет роль в устойчивости лекарств; например, как ВИЧ становится устойчивым к лекарствам и иммунной системе организма. Мутация устойчивости к ВИЧ связана с естественным отбором выживших и их потомков. Тот ВИЧ, который выжил в иммунной системе, размножился и дал потомство, которое также было устойчивым к иммунной системе. Устойчивость к лекарствам также вызывает множество проблем для пациентов, например, ухудшение состояния или болезнь может мутировать во что-то, что уже нельзя вылечить с помощью лекарств. Без надлежащего лекарства болезнь может привести к смерти пациента. Если их организм имеет устойчивость к определенному количеству лекарств, то подходящее лекарство будет все труднее и труднее найти. Неполный прием антибиотика также является примером резистентности, которая приведет к развитию бактерий или вирусов и их дальнейшему распространению в организме. Когда полная дозировка лекарства не попадает в организм и не выполняет свою работу должным образом, вирус и бактерии, которые выживают при первоначальной дозировке, будут продолжать воспроизводиться. Позже это приводит к другой болезни, которую будет еще труднее вылечить, потому что это заболевание будет устойчиво к первому использованному лекарству. Завершение приема прописанного лекарства - жизненно важный шаг в предотвращении устойчивости к антибиотикам. Кроме того, люди с хроническими заболеваниями, которые длятся на протяжении всей жизни, подвергаются большему риску устойчивости к антибиотикам, чем другие. Это связано с тем, что чрезмерное употребление лекарства или слишком высокая дозировка может привести к ослаблению иммунной системы пациента, и болезнь будет развиваться и становиться сильнее. Например, больным раком потребуется более сильная и сильная дозировка лекарств из-за их слабой иммунной системы.

Журналы

Некоторые научные журналы специализируются исключительно на эволюционной биологии, поскольку в целом, включая журналы Evolution, Journal of Evolutionary Biology и BMC Evolutionary Biology. Некоторые журналы освещают узлы эволюционной биологии, такие как журналы Systematic Biology, Molecular Biology and Evolution и родственный журнал Genome Biology and Evolution, а также Cladistics.

В других журналах аспекты эволюционной биологии сочетаются с другими смежными областями. Например, Molecular Ecology, Proceedings of the Royal Society of London Series B, Американский натуралист и теоретическая популяционная биология частично совпадают с экологией и другими аспектами организма. биология. Пересечение с экологией также заметно в обзорных журналах Trends in Ecology and Evolution и Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics. Журналы Genetics и PLoS Genetics пересекаются с вопросами молекулярной генетики, которые не носят явно эволюционного характера.

См. Также

Литература

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-05-19 09:16:48
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте