Tillämpningar av evolution
| Del av en serie om |
| Evolutionsbiologi |
|---|
|
Evolutionsbiologi , i synnerhet förståelsen av hur organismer utvecklas genom naturligt urval, är ett vetenskapsområde med många praktiska tillämpningar. Kreationister hävdar ofta att evolutionsteorin saknar några praktiska tillämpningar; dock har detta påstående motbevisats av forskare.
Vidare biologi
Det evolutionära tillvägagångssättet är nyckeln till mycket aktuell forskning inom biologi som inte syftar till att studera evolution i sig, särskilt inom organismbiologi och ekologi . Till exempel är evolutionärt tänkande nyckeln till livshistoria . Annotering av gener och deras funktion bygger i hög grad på jämförande, det vill säga evolutionära, tillvägagångssätt. Området evolutionär utvecklingsbiologi undersöker hur utvecklingsprocesser fungerar genom att använda den jämförande metoden för att avgöra hur de utvecklats.
Artificiellt urval
En viktig teknologisk tillämpning av evolution är artificiellt urval , vilket är det avsiktliga urvalet av vissa egenskaper i en population av organismer. Människor har använt artificiellt urval i tusentals år vid domesticering av växter och djur. På senare tid har ett sådant urval blivit en viktig del av genteknik , med valbara markörer som antibiotikaresistensgener som används för att manipulera DNA i molekylärbiologin . Det är också möjligt att använda upprepade omgångar av mutation och selektion för att utveckla proteiner med särskilda egenskaper, såsom modifierade enzymer eller nya antikroppar , i en process som kallas riktad evolution .
Medicin
Antibiotikaresistens kan vara ett resultat av punktmutationer i patogengenomet med en hastighet av cirka 1 av 10 8 per kromosomal replikation . Den antibiotiska verkan mot patogenen kan ses som ett miljötryck; de bakterier som har en mutation som tillåter dem att överleva kommer att leva vidare för att fortplanta sig. De kommer sedan att överföra denna egenskap till sin avkomma, vilket kommer att resultera i en helt resistent koloni.
Att förstå förändringarna som har inträffat under organismens evolution kan avslöja de gener som behövs för att konstruera delar av kroppen, gener som kan vara involverade i mänskliga genetiska störningar . Till exempel är den mexikanska tetran en albino- grottfisk som tappade synen under evolutionen. Att föda ihop olika populationer av denna blinda fisk gav några avkommor med funktionella ögon, eftersom olika mutationer hade inträffat i de isolerade populationerna som hade utvecklats i olika grottor. Detta hjälpte till att identifiera gener som krävs för syn och pigmentering, såsom kristalliner och melanokortin 1-receptorn . På liknande sätt, genom att jämföra arvsmassan hos den antarktiska isfisken , som saknar röda blodkroppar , med nära släktingar som den antarktiska bergtorsken avslöjade gener som behövs för att göra dessa blodkroppar.
Datavetenskap
Eftersom evolutionen kan producera mycket optimerade processer och nätverk, har den många tillämpningar inom datavetenskap . Här började simuleringar av evolution med evolutionära algoritmer och artificiellt liv med Nils Aall Barricellis arbete på 1960-talet, och utökades av Alex Fraser , som publicerade en serie artiklar om simulering av artificiellt urval . Artificiell evolution blev en allmänt erkänd optimeringsmetod som ett resultat av Ingo Rechenbergs arbete på 1960-talet och början av 1970-talet, som använde evolutionsstrategier för att lösa komplexa tekniska problem. Genetiska algoritmer i synnerhet blev populära genom skrivandet av John Holland . När det akademiska intresset växte tillät dramatiska ökningar av datorernas kraft praktiska tillämpningar, inklusive den automatiska utvecklingen av datorprogram. Evolutionära algoritmer används nu för att lösa flerdimensionella problem mer effektivt än mjukvara producerad av mänskliga designers, och även för att optimera designen av system.