진화생물학

Evolutionary biology

진화생물학지구상의 생명체의 다양성을 만들어 낸 진화과정(자연선택, 공통계속, 종분화)을 연구하는 생물학의 하위 분야이다.간단히 말해서, 그것은 또한 지구의 생명체 역사에 대한 연구로 정의된다.진화[1] 모든 종이 연관되어 있고 시간이 지남에 따라 서서히 변한다는 이론에 기초한다.집단에서, 유전적 변화는 유기체의 신체적 특징, 즉 표현형에 영향을 미친다.이러한 표현형의 변화는 일부 유기체에게 장점이 될 것이고, 그것은 그들의 자손에게 전해질 것이다.나방날지 못하는 새는 여러 세대에 걸친 종의 진화의 몇 가지 예입니다.1930년대에, 진화생물학의 분야는 유전학생태학, 계통학, 고생물학같은 이전에 관련이 없었던 생물학적 연구 분야로부터 Julian Huxley가 이해의 현대적 통합이라고 부르는 을 통해 나타났다.진화생물학을 공부하는 사람은 [2]진화생물학자라고 불린다.진화생물학을 공부하는 것의 중요성은 주로 [citation needed]종의 기원과 멸종 뒤에 있는 원리를 이해하는 것이다.

현재 연구의 조사 범위는 적응, 분자 진화, 그리고 성 선택, 유전자 표류, 생물 지리학과 같은 진화에 기여하는 다양한 힘들의 유전자 구조를 포함하도록 넓어졌다.게다가, 새로운 진화발달생물학 분야("evo-devo")는 배아 발생, 배아의 발달이 어떻게 제어되는지를 조사하며, 따라서 발달생물학을 초기 [3]진화합성에 포함된 연구 분야와 통합하는 광범위한 합성을 산출한다.

서브필드

진화는 생물학에서 중심적인 통일 개념이다.생물학은 여러 가지 방법으로 나눌 수 있다.한 가지 방법은 분자부터 세포, 유기체, 개체까지 생물학적 조직 수준에 따라 결정됩니다.이전의 방법은 동물학, 식물학, 미생물학과 같은 분야를 가진 인지된 분류학 그룹에 의해 한 때 삶의 주요 분할로 보였던 것을 반영하는 것입니다.세 번째 방법은 현장생물학, 이론생물학, 실험진화학, 고생물학과 같은 접근법에 의한 것이다.주제를 나누는 이러한 대안적인 방법들은 진화 생태학이나 진화 발달 생물학과 같은 하위 분야를 만들기 위해 진화 생물학과 결합될 수 있다.

보다 최근에, 생물 과학과 응용 과학 사이의 결합은 진화 로봇 [4][5]공학 알고리즘 [6]경제 그리고 [7]건축을 포함한 진화 생물학의 확장인 새로운 분야를 탄생시켰습니다.진화의 기본 메커니즘은 직간접적으로 적용되어 참신한 디자인을 고안하거나 그렇지 않으면 해결하기 어려운 문제를 해결한다.이러한 응용 분야에서 생성된 연구는, 특히 기계 [8]공학 같은 컴퓨터 과학 및 공학 분야의 진화에 대한 작업 덕분에, 진보에 기여합니다.

다양한 유형의 진화

수렴 진화

수렴 진화는 관련이 있거나 멀리 떨어져 있는 유기체가 독립적으로 진화하는 과정으로 정의된다.이러한 유형의 진화는 유사한 기능, 구조 또는 형태를 가진 유사한 구조를 만들어냅니다.예를 들어, 상어와 돌고래는 비슷하게 생겼지만 친척은 아닙니다.마찬가지로, 새들, 날아다니는 곤충들, 그리고 박쥐들은 모두 날 수 있는 능력을 가지고 있지만, 서로 관련이 없습니다.

공진화

밀접하게 연관된 두 종의 영향은 [9]공진화라고 알려져 있다.두 종 이상의 종이 함께 진화하면 한 종은 다른 종의 변화에 적응한다.이런 종류의 진화는 종종 공생 관계를 가진 종에서 일어난다.예를 들어 포식자와 포식자의 공진화는 가장 일반적인 형태의 공진화입니다.포식자는 포획을 피하도록 먹이에게 선택적 압력이 가해지기 때문에 더 효과적인 사냥꾼이 되도록 진화해야 한다.마찬가지로, 벌과 같은 수분 곤충과 꽃을 피우는 식물, 초식동물과 식물 사이의 관계도 몇 가지 흔한 예입니다.

적응 진화

적응[10] 진화는 환경의 변화로 인해 일어나는 진화적 변화와 관련이 있으며, 이것은 유기체를 서식지에 적합하게 만든다.이러한 변화는 그 유기체의 생존과 번식의 가능성을 높인다.예를 들어, 갈라파고스 섬에 있는 다윈의 핀치들[11] 오랫동안 살아남기 위해 다양한 모양의 부리를 개발했어요.

메커니즘:진화 과정

진화의 메커니즘은 주로 돌연변이, 유전적 표류, 유전자 흐름, 비랜덤 짝짓기, 그리고 자연 선택에 초점을 맞춘다.

변환:돌연변이[12] 유기체의 유전자나 염색체 내부의 DNA 배열의 변화이다.대부분의 돌연변이는 중립적이다. 즉, 그들은 해를 끼치지도 유익하지도 않을 뿐만 아니라 때로는 해롭거나 유익할 수도 있다.

유전자 표류: 유전자[13] 표류는 변이 과정으로, 자연에서 우연히 일어나는 무작위 사건이 집단 내에서 대립 유전자의 빈도에 영향을 미치거나 변화하는 한 세대에서 다른 세대로의 표본 오차의 결과로 발생합니다.

유전자 흐름: 유전자 흐름[14] 한 집단의 유전자 풀에서 다른 집단으로 유전 물질이 전달되는 것입니다.개체군 내에서, 한 종에서 다른 종으로 이동하는 것은 빈도의 변화를 야기한다.

자연선택:종의 생존율과 번식률은 그 종의 환경에 대한 적응력에 달려있다.이 과정을 [15]자연도태라고 합니다.개체군의 특정 특성을 가진 몇몇 종들은 다른 종들보다 높은 생존율과 번식율을 가지고 있으며, 그들은 이러한 유전적 특징을 그들의 자손에게 물려준다.

진화발달생물학

진화 발달 생물학에서, 다른 발달 과정들은 특정 유기체가 현재의 신체 계획에 어떻게 도달하는지에 역할을 할 수 있다.개체 발생과 계통 발생 과정의 유전적 조절이 생물학에 대한 이런 종류의 이해를 가능하게 하는 것이다.개발 중에 다른 과정을 보고 진화적인 트리를 통해 특정 구조가 어느 시점에서 발생했는지를 판단할 수 있습니다.예를 들어, 3개의 배아층은 지렁이에 존재하는 cnidarian과 ctenophore에는 존재하지 않는 것을 볼 수 있으며, 지렁이 자체의 종류에 따라 다소 발달하고 있다.Hox 유전자와 눈과 같은 감각 기관의 발달과 같은 다른 구조들 또한 이 [16]관행을 통해 추적할 수 있다.

역사

자연 도태에 의한 진화의 개념은 1859년 찰스 다윈에 의해 제안되었지만, 진화 생물학은 그 자체로 학문적인 분야로서 1930년대와 1940년대의 [17]현대 합성 시기에 나타났다.1980년대에 이르러서야 많은 대학들이 진화생물학과를 갖게 되었다.미국에서는 많은 대학들이 오래된 식물학동물학 학과 대신 분자세포 생물학 또는 생태학진화 생물학 학과를 만들었다.고생물학은 종종 지구과학과 함께 분류된다.

미생물 생리학이나 유전체학이 더 잘 이해되고 있기 때문에 미생물학도 진화학이 되고 있습니다.박테리아박테리오파지와 같은 바이러스의 빠른 생성 시간은 진화적 질문을 탐구하는 것을 가능하게 한다.

많은 생물학자들은 진화생물학의 현대적 분야를 형성하는 데 기여해왔다.테오도시우스 돕잔스키와 E.B. 포드는 경험적 연구 프로그램을 수립했다.Ronald Fisher, Sewall Wright, 그리고 J. S. Haldane건전한 이론적 틀을 만들었다.계통학에른스트 메이어, 고생물학의 조지 게이로드 심슨, 그리고 G. 식물학레드야드 스테빈스는 현대적 합성을 형성하는 데 도움을 주었다.제임스 크로,[18] 리처드 르윈틴,[19] 하틀,[20] 마커스 펠드먼,[21][22] 브라이언 찰스워스[23] 진화생물학자 세대를 훈련시켰다.

최신 연구 주제

진화생물학의 현재 연구는 다양한 주제를 다루고 분자 유전학이나 컴퓨터 과학 같은 다양한 분야의 아이디어를 통합합니다.

첫째, 진화 연구의 일부 분야는 현대 진화 합성에서 잘 설명되지 않았던 현상을 설명하려고 한다.여기에는 종분화,[24][25][26][27] 성생식의 진화, 협력의 진화, [28]노화의 진화,[29] 그리고 진화성이 포함된다.

둘째, 생물학자들은 가장 직접적인 진화적 질문을 던진다: "무엇이 언제 일어났는가?"여기에는 계통학, 계통학, 계통학 등의 분야가 포함된다.

셋째, 현대 진화적 합성은 아무도 유전자의 분자적 기초를 이해하지 못했던 시기에 고안되었다.오늘날, 진화생물학자들은 적응과 종분화와 같은 흥미로운 진화 현상의 유전적 구조를 결정하려고 한다.그들은 얼마나 많은 유전자가 관련되어 있는지, 각 유전자의 영향이 얼마나 큰지, 다른 유전자의 영향이 얼마나 상호의존적인지, 유전자는 무엇을 하는지, 그리고 그들에게 어떤 변화가 일어나는지와 같은 질문에 대한 답을 구한다.그들은 유전체 전체의 연관성 [30]연구를 통해 어떤 유전자가 유전성에 책임이 있는지를 찾는 어려움과 쌍둥이 연구에서 볼 수 있는 높은 유전율을 조화시키려 한다.

유전학적 구조를 연구하는데 있어서 한 가지 도전은 현대 진화적 합성을 촉진한 고전적 집단 유전학이 현대 분자 지식을 고려하기 위해 갱신되어야 한다는 것이다.이것은 DNA 염기서열 데이터를 분자 진화 이론의 일부로 진화 이론과 연관시키기 위해 많은 수학적인 발전을 필요로 한다.예를 들어, 생물학자들은 선택적[31]스위프를 감지함으로써 어떤 유전자가 강한 선택을 받았는지를 추론하려고 한다.

넷째, 현대의 진화적 합성은 어떤 힘이 진화에 기여하는지에 대한 합의를 포함하지만, 상대적 [32]중요성에 대한 합의는 포함하지 않는다.현재의 연구는 이것을 밝혀내려고 한다.진화적 에는 자연선택, 성선택, 유전자 표류, 유전자 드래프트, 발달적 제약, 돌연변이 편견, 생물 지리학 등이 포함된다.

진화적 접근 a는 생명사 이론과 같은 생물 생물 생물학과 생태학의 많은 최신 연구에 핵심입니다.유전자와 그 기능의 주석은 비교 접근법에 크게 의존한다.진화발달생물학(evo-devo) 분야는 발달과정이 어떻게 작용하는지를 조사하고, 어떻게 진화했는지를 결정하기 위해 그것들을 다른 유기체들과 비교한다.

많은 의사들이 진화생물학의 충분한 배경을 가지고 있지 않아서 현대 [33]의학에서 그것을 사용하는 것을 어렵게 만든다.그러나 진화의학을 통해 질병을 더 깊이 이해하고 진화요법을 개발하려는 노력이 있다.

현재 내약품성

진화는 약물에 대한 내성에 역할을 한다. 예를 들어, HIV가 어떻게 약물과 신체의 면역 체계에 내성을 갖게 되는가 하는 것이다.HIV 저항성의 돌연변이는 생존자와 그 자손의 자연선택에 기인한다.면역체계에서 살아남은 HIV는 번식했고 면역체계에 [34]저항하는 자손도 낳았습니다.약물 내성은 또한 악화되는 질병이나 더 이상 약으로 치료될 수 없는 질병으로 변이되는 것과 같은 많은 문제를 일으킨다.적절한 약이 없으면 질병은 환자의 사망이 될 수 있다.만약 그들의 몸이 특정 수의 약물에 내성을 가지고 있다면, 적절한 약을 찾는 것은 점점 더 어려워질 것이다.항생제의 규정된 전체 과정을 완료하지 않는 것은 항생제가 복용되고 있는 박테리아가 진화하고 [35]체내에서 계속 퍼지게 하는 저항성의 한 예이다.약의 전량이 체내에 들어가 제 역할을 하지 않으면, 초기 용량에서 살아남은 박테리아는 계속 번식할 것이다.이것은 관련된 박테리아가 처음 사용된 약물에 내성이 있기 때문에 나중에 다시 한 번 병을 치료하기 더 어렵게 만들 수 있다.처방된 모든 약을 복용하는 것은 항생제 내성을 피하기 위한 중요한 단계이다.

만성질환을 가진 사람들, 특히 평생 재발할 수 있는 사람들은 [36]다른 사람들보다 항생제 내성의 위험이 더 크다.이것은 약을 과다 복용하거나 너무 많은 양을 복용하면 환자의 면역력이 약해지고 병이 진화하여 더 강해질 수 있기 때문이다.예를 들어, 암 환자들은 낮은 면역 [37]체계 때문에 더 강하고 더 강한 양의 약을 필요로 할 것이다.

일지

일부 과학 저널은 진화 생물학, 진화 생물학 저널, BMC 진화 생물학 저널을 포함하여 진화 생물학 전체를 전문으로 한다.계통생물학, 분자생물학 및 진화학 저널, 자매지 게놈생물학진화학 저널, 분체학 저널과 같은 진화생물학 내의 하위 전문 분야를 다룹니다.

다른 저널들은 진화생물학의 측면을 다른 관련 분야와 결합한다.예를 들어, 분자 생태학, 런던 왕립 학회 시리즈 B의 속행, 미국 자연주의자와 이론 집단 생물학은 생태학 및 유기 생물학의 다른 측면과 겹친다.생태학과의 중복은 생태학 및 진화의 경향생태학, 진화학, 계통학 연례 리뷰에서도 두드러진다.Genetics와 PLoS Genetics 저널은 본질적으로 명백히 진화적이지 않은 분자 유전학 질문들과 겹친다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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외부 링크