Informatie

Zijn er voorbeelden van het toepassen van evolutionaire modellen?


Excuses als deze vraag te open is; evolutionaire biologie is niet mijn primaire vakgebied.

Ik heb veel gelezen over het gebruik van statistische mechanica bij het analyseren van evolutionaire dynamiek. Bekijk als voorbeeld dit artikel: http://www.pnas.org/content/102/27/9541.short.

De ideeën zijn vrij eenvoudig. Er is een landschap van genotype-fitness en selectie drijft populaties naar maximale fitheid. Genetische drift kan deze populaties echter wegtrekken van maximale fitheid. Deze twee concepten zijn analoog aan het minimaliseren van interne energie en het maximaliseren van entropie in de thermodynamica.

De meeste artikelen die deze modellen ontwikkelen, leggen echter nooit goed uit hoe ze op waarneembare verschijnselen moeten worden toegepast. Is het omdat er een discrepantie is tussen de parameters in de modellen en de natuur? Veel van deze modellen gebruiken bijvoorbeeld de effectieve populatiegrootte, die voor de meeste soorten onbekend is.

Ik denk dat mijn belangrijkste vraag deze is: zijn er demonstraties over hoe deze speelgoedmodellen kunnen worden gebruikt om iets in de natuur te voorspellen, of zijn ze gewoon voor theoretische doeleinden.


Hypothese testen in evolutionaire biologie

Vrijwel elk artikel over empirische evolutionaire biologie test hypothesen. Als je op Google Scholar gaat en zoekt naar enig empirisch artikel op het gebied van evolutionaire biologie, zoals "heeft seksuele selectie een antagonistisch effect op natuurlijke selectie", "evolutie van bereiklimieten", "evolutie van mutatierobuustheid" of "sensorische drive-speciatie "Je zult tonnen papieren vinden die hypothesen testen. Veel van deze hypothesen zijn ontwikkeld, hetzij in zuivere theoretische verhandelingen of in verhandelingen die een bepaald niveau van theorie vermengen (geen noodzaak voor ingewikkelde modellering) en empirisch werk. Er is niets in de evolutionaire biologie dat verschilt van het andere gebied van de biologie of de andere gebieden van de wetenschap in ons vermogen om hypothesen te testen.

Een klein beetje geschiedenis

In de eerste helft van de eeuw was het meeste werk in de evolutiebiologie theoretisch. Veel hypothesen werden niet getest. Tegenwoordig voeren we veel tests uit en de technieken van moleculaire genetica (sequencing en zo) helpen veel om hypothesen te testen. Sommige papers gebruiken inderdaad metrieken die heel moeilijk te schatten zijn, uiteindelijk te moeilijk (te duur) om vandaag te schatten, het is waar en het is een probleem, een probleem dat alle wetenschappen kennen. Soms moeten we wachten op technische vooruitgang voordat we een hypothese kunnen testen.

Wat betreft het papier dat u noemt

Uit je beschrijving van het werk dat ze hebben uitgevoerd in het artikel dat je hebt gelinkt (ik heb dit artikel niet gelezen), klinkt het alsof ze het concept van de theorie van verschuivende balans beschrijven, een proces dat voor het eerst door S. Wrigth in 1932 werd verondersteld. zei in het wiki-artikel, er is weinig empirisch bewijs voor de theorie van verschuivende balans (maar misschien wil je dit en dat lezen). De reden is dat de theorie van verschuivende balans gekoppeld is aan het concept van adaptief landschap. Adaptief landschap is wat we de relatie tussen fitness en fenotype of fitness en genotype noemen. We hebben beschrijvingen van de relatie tussen fitness en fenotype, maar we beginnen pas goede en volledige beschrijvingen te geven van de relatie tussen fitness en fenotype. Het begrijpen van het verband tussen genotype en fitness is essentieel voor het testen van de theorie van verschuivende balans. De theorie van verschuivende balans is een logisch gevolg van het proces van drift en selectie, die beide zeer bekend (en goed getest) zijn. Het grootste deel van het probleem zit in de beschrijving van hoe ruw het fitnesslandschap is om te weten of de theorie van verschuivende balans inderdaad iets is dat in de natuur voorkomt of dat het zeer onwaarschijnlijk is dat een dergelijk proces ooit zal plaatsvinden.


Evolutionaire psychologie

Evolutionaire psychologie is een theoretische benadering van psychologie die probeert bruikbare mentale en psychologische eigenschappen zoals geheugen, perceptie of taalaanpassingen te verklaren, d.w.z. als de functionele producten van natuurlijke selectie.

Het doel van deze benadering is om de functionele manier van denken over biologische mechanismen zoals het immuunsysteem in het veld van de psychologie te brengen en psychologische mechanismen op een vergelijkbare manier te benaderen.

Kortom, evolutionaire psychologie is gericht op hoe evolutie de geest en het gedrag heeft gevormd.

Hoewel toepasbaar op elk organisme met een zenuwstelsel, richt het meeste onderzoek in de evolutionaire psychologie zich op mensen.

Evolutionaire psychologie stelt dat het menselijk brein veel functionele mechanismen omvat, psychologische aanpassingen genoemd of geëvolueerde cognitieve mechanismen die zijn ontworpen door het proces van natuurlijke selectie.

Voorbeelden zijn taalverwervingsmodules, mechanismen om incest te vermijden, detectiemechanismen voor cheaters, intelligentie- en geslachtsspecifieke paringsvoorkeuren, foerageermechanismen, mechanismen voor het volgen van allianties, detectiemechanismen voor agenten, enzovoort.

Evolutionaire psychologie heeft wortels in cognitieve psychologie en evolutionaire biologie.

Het is ook gebaseerd op gedragsecologie, kunstmatige intelligentie, genetica, ethologie, antropologie, archeologie, biologie en zoölogie.

Evolutionaire psychologie is nauw verbonden met sociobiologie, maar er zijn belangrijke verschillen tussen hen, waaronder de nadruk op domeinspecifieke in plaats van domein-algemene mechanismen, de relevantie van metingen van de huidige fitheid, het belang van mismatch-theorie en psychologie in plaats van gedrag.

Veel evolutionaire psychologen beweren echter dat de geest bestaat uit zowel domeinspecifieke als domein-algemene mechanismen, met name evolutionaire ontwikkelingspsychologen.

Het meeste sociobiologische onderzoek vindt nu plaats op het gebied van gedragsecologie.


Zijn er voorbeelden van het toepassen van evolutionaire modellen? - Biologie

Door bevolkingsstructuur , bedoelen populatiegenetici dat, in plaats van een enkele, eenvoudige populatie, populaties op de een of andere manier worden onderverdeeld. De algemene "populatie van populaties" wordt vaak a metapopulatie, terwijl de individuele componentpopulaties vaak worden genoemd, nou ja. subpopulaties, maar ook lokale bevolking, of demes. In veel reële populaties is het zelfs mogelijk dat er helemaal geen voor de hand liggende individuele populaties of substructuren zijn, en de populaties zijn continu. Maar zelfs in effectief continue populaties , kunnen verschillende gebieden verschillende genfrequenties hebben, omdat de hele metapopulatie dat niet is panmictisch. Onder mensen hebben Schotland, Noord-Engeland en Londen bijvoorbeeld behoorlijk grote taalverschillen, wat wijst op een onderbouw, maar het zou moeilijk zijn om een ​​exacte grens te vinden waar sprake is van een omschakeling. Dergelijke populaties zijn gestructureerd, maar continu, in de ruimte.

Een zeer goede definitie van populatiestructuur is wanneer populaties afwijkingen hebben van Hardy-Weinberg proporties, of afwijkingen van panmixia. Als er sprake is van inteelt of selectie, of als migratie belangrijk is, kan men zeggen dat populaties op de een of andere manier gestructureerd zijn.

BELANG VAN DE BEVOLKINGSSTRUCTUUR

Als populaties worden onderverdeeld, kunnen ze uit elkaar evolueren, enigszins onafhankelijk. Door de bevolkingsstructuur kunnen populaties diversifiëren. Dit is de reden waarom populatiestructuur een zeer belangrijk onderdeel is van evolutionaire genetica.

In deze lezing zullen we enkele eenvoudige modellen behandelen van hoe populatiestructuur en migratie interfereren met natuurlijke selectie en drift om diversificatie mogelijk te maken.

Hierbij zijn verschillende onderwerpen van belang:

1) Selectie in een fragmentarische omgeving (dit kan leiden tot een soort migratie/selectiebalans die polymorfisme bevordert). Om de stroom niet te onderbreken, behandelen we dit op een aparte pagina. Meer komt aan bod onder de lezing Evolutie in ruimte en tijd ).
2) De evolutionair effect van migratie (genenstroom) op zichzelf.
3) Hoe? populatiesubstructuur meten gebruik makend van FNS.
4) De mogelijkheid van drift/migratiebalans.

EVOLUTIONAIRE EFFECTEN VAN DE GENSTROOM (MIGRATIE)

  • homogeniseert genfrequenties
  • kan lokale aanpassing verminderen , door divergentie te voorkomen (zie aparte lezing Evolutie in ruimte en tijd )

Onderverdeling in populaties met verschillende genfrequenties creëert een heterozygoot tekort door onderverdeling in subpopulaties (dit kan als een soort inteelt worden beschouwd):

FNS kan ook worden aangetoond dat het gelijk is aan de gestandaardiseerde variantie van genfrequentie (ook wel de Wahlund variantie) in de N subpopulaties, gedeeld door (gestandaardiseerd door) de maximaal mogelijke variantie, PavQav. De maximaal mogelijke variantie is de variantie wanneer verschillende populaties worden vastgesteld voor A of a (Pav is de gemiddelde genfrequentie over alle subpopulaties). In dit geval:

d.w.z. hetzelfde als wat we hadden door te kijken naar het heterozygote tekort. In het algemeen is het waar dat deze gestandaardiseerde variantie van genfrequenties het heterozygote tekort meet als gevolg van onderverdeling over een aantal populaties en vice versa.

Begrip FNS aangezien een fractie van de totale variantie nuttig is. FNSis het aandeel van genetische variatie gevonden tussen in tegenstelling tot binnen elke populatie. Dus (1-FNS) is het aandeel van de totale genetische variatie van metapopulaties dat wordt gevonden binnen populaties in tegenstelling tot tussen populaties. Als er veel lokale fixatie of inteelt is, FNS zal in de buurt van 1 zijn als het heel weinig is, FNS laag zal zijn (0,05 kan bijvoorbeeld een typische waarde zijn).
MIGRATIE/DRIFT-BALANS IN WRIGHT'S ISLAND MODEL VAN BEVOLKINGSSTRUCTUUR

Migratie (m) van het vasteland kan de drift die optreedt op eilanden met een kleine populatie in evenwicht houden (N) Bij evenwicht tussen drift en migratie voor neutrale genen is de volgende benadering waar:

      Indien m << 1/N, dan F

    Bevolkingsstructuur eiland: zeer onrealistisch!
    Vergelijkbare vergelijkingen zijn echter van toepassing op meer realistische structuren, b.v. opstapmodellen, continue populaties met beperkte migratie.
    Het eilandmodel wordt dus veel GEBRUIKT (en ook MISBRUIKT!).

    Onderverdeling van de populatie geschat op basis van allelfrequenties in sommige wilde populaties:

    WRIGHT'S "ISOLATIE OP AFSTANDSMODEL" VAN DE BEVOLKINGSSTRUCTUUR
    (Hij maakte veel modellen, nietwaar!)

    Verspreiding meten

    Als de verspreiding van een individu tussen geboorteplaats en broedplaats in wezen willekeurig is, lijkt het op een "dronkaardswandeling". Je bent dit soort beweging waarschijnlijk al in de natuurkunde tegengekomen, het heeft dezelfde verdeling als passieve diffusie, een tweedimensionale normale verdeling.

    Als dit waar is, kan de verspreidingsafstand eenvoudig worden gemeten als de standaarddeviatie, , van de verspreidingsverdeling. Een populatie-"buurt" kan bij benadering worden gedefinieerd als een groep individuen die uit een gebied 2 breed komen.

    [Strikt, is een geldige maatstaf voor spreiding alleen als spreiding precies normaal verdeeld is. Veel veldstudies hebben aangetoond dat verspreiding eigenlijk is leptokurtic, d.w.z. de meeste nakomelingen broeden heel dicht bij hun ouders, maar sommige broeden op een enorme afstand. In de praktijk maakt het niet veel uit of de verspreiding niet normaal is, mits deze niet te extreem is.]

    Bevolkingsgrootte buurt

    De omvang van de buurtbevolking werd door Wright gedefinieerd als de bevolkingsomvang in een buurt van straal 2 waar de bevolkingsdichtheid is NS. Daarom is de omvang van de buurtbevolking, Nb = 4 2 NS. De grootte van de buurtbevolking speelt dezelfde rol als de waarde van Nm in het eilandmodel: het bepaalt de hoeveelheid variatie tussen populaties bij evenwicht tussen gene flow en drift, gemeten door FNS. Leuk vinden Nm, is de buurtgrootte een product van het bevolkingsaantal en de migratiesnelheid. Maar omdat het model voor isolatie op afstand realistischer is dan het eilandmodel (althans voor de meeste situaties), is het potentieel nuttiger. Voor isolatie op afstand kunnen we de bevolkingsdichtheid en de verspreidingsafstand schatten, en de waarde van de buurtgrootte schatten, en dus de verwachte variatieniveaus van populatie tot populatie. Veel mensen proberen het eilandmodel toe te passen op ruimtelijk uitgebreide, continue populaties, maar het was niet echt ontworpen voor dergelijk gebruik.

    CONCLUSIES

    Dus vandaag hebben we eenvoudige ideeën behandeld over: onderverdeelde populaties , en laten zien hoe selectie in een fragmentarische omgeving kan polymorfismen behouden, zelfs bij willekeurige paring. We gingen toen verder met het bespreken van de evolutionaire effecten van migratie (het homogeniseert genfrequenties), besproken hoe differentiatie produceert een algeheel heterozygoot tekort (FNS) op metapopulatieniveau, ook al is er willekeurige paring binnen subpopulaties. Als differentiatie wordt veroorzaakt door genetische drift in kleine lokale populaties, dan is dit: FNS meet een soort inteelt.

    Vervolgens hebben we besproken hoe we deze maatstaf kunnen gebruiken om de evenwicht tussen drift en migratie . De eerste heeft de neiging om differentiatie te veroorzaken, de laatste om genfrequenties te homogeniseren. Dit is een drift/migratiebalans , maar je kunt je ook situaties voorstellen waarin de differentiatie wordt geproduceerd door fragmentarische selectie, waardoor a selectie/migratiesaldo . Geografische selectie die consistenter is over grotere gebieden, wordt uitgebreider behandeld in Evolutie in ruimte en tijd .

    FUTUYMA, DJ 1998. Evolutionaire biologie. Hoofdstuk 11 (pp. 314-329).

    Terug naar: BIOL 243 VELDCURSUS -- Startpagina
    Terug naar: BIOL 2007 TIJDSCHEMA


    Het Instituut voor Creatieonderzoek

    De meeste mensen hebben gehoord van "evolutionaire biologie". Maar de term "evolutie" wordt vaak in bredere zin (geleidelijk, naturalistische veranderingen gedurende lange tijd) toegepast op andere vakgebieden. Sommige mensen bestuderen geologie of astronomie vanuit een evolutionair perspectief. Maar heeft iemand ooit &ldquoevolutionaire wiskunde&rdquo gestudeerd? Wat zou een evolutionistische wiskundige bestuderen? Kan het bestaan ​​van getallen en wiskundige wetten worden verklaard door een tijd-en-toevallige naturalistische oorsprong?

    Laten we, om deze vragen te beantwoorden, eerst wat achtergrondmateriaal en definities bekijken. Wiskunde is de studie van de relaties en eigenschappen van getallen. Wat zijn dan cijfers?

    Dat lijkt misschien een voor de hand liggende vraag, omdat getallen zo fundamenteel zijn voor ons denken. Maar soms zijn deze fundamentele concepten het moeilijkst te definiëren. Misschien verklaart dit waarom verschillende woordenboeken zo'n breed scala aan verschillende definities van het woord "getal" geven. Een van de betere definities is "een concept van kwantiteit dat is of kan worden afgeleid van een enkele eenheid, de som van een verzameling eenheden, of nul.&rdquo 1

    Cijfers zijn concepten. Ze zijn dus abstract van aard. Ze bestaan ​​in de wereld van het denken en zijn niet materieel of fysiek. Je kunt een getal niet letterlijk aanraken, of zelfs maar zien, omdat ze niet van materie zijn gemaakt. Dit verwart sommige mensen omdat we vaak over geschreven exemplaren van getallen praten alsof ze het werkelijke aantal zijn. Stel dat ik het getal drie opschrijf. Als ik kijk naar wat ik heb geschreven, zie ik dan een echt getal? Welnee. Als ik dan uitwis wat ik heb geschreven, heb ik dan het getal drie vernietigd? Als wat ik schreef letterlijk drie is, heb ik er dan drie gewist als ik het uitwis? Duidelijk niet.

    De schriftelijke uitdrukking van het getal drie, een "getal", is slechts een weergave van het getal, niet het werkelijke getal. Het verwijderen van het cijfer zorgt er niet voor dat het nummer ophoudt te bestaan. In feite bestond het getal drie voordat iemand ooit het cijfer opschreef dat het vertegenwoordigt.

    Evenzo, als het woord "ldquolion" op een stuk papier is geschreven, vertegenwoordigt het een bepaald ding. Het wissen van het woord zou helemaal geen invloed hebben op de eigenlijke leeuw. Maar terwijl het woord "ldquolion" staat voor een fysieke realiteit, iets dat kan worden gezien en aangeraakt, vertegenwoordigt een cijfer een abstracte realiteit - iets dat niet kan worden gezien of aangeraakt, maar toch bestaat. Hoewel het concept van een getal kan worden toegepast op fysieke dingen, is het concept zelf niet fysiek.

    Als getallen niet materieel zijn, bestaan ​​ze dan wel?

    Sommige mensen denken misschien dat alleen fysieke dingen kunnen bestaan ​​en dat materie en energie alles omvatten. 2 Maar in het christelijke wereldbeeld kunnen we natuurlijk niet-materiële entiteiten hebben die wel bestaan. God is een duidelijk voorbeeld. Hij bestaat, maar bestaat niet uit materie of energie. Het christelijke wereldbeeld staat dus toe dat getallen echt bestaan, ook al zijn het geen materiële dingen. Getallen hebben eigenschappen die logisch zouden zijn als ze zouden bestaan. Sterker nog, als cijfers niet bestonden, zouden we ze niet kunnen gebruiken. (Probeer iets te gebruiken dat niet bestaat en dat is erg moeilijk!) Andere voorbeelden zijn logica, liefde en wetten. Het is duidelijk dat getallen reële, maar toch abstracte entiteiten zijn.

    Kinderen krijgen vaak les over getallen die beginnen met iets fysieks. Er zijn drie appels of drie rotsen. De appels en rotsen zijn fysiek, maar “three-ness&rdquo&rdquo is dat niet. Kwantiteit is een concept. Hoewel het kan worden toegepast op fysieke dingen, bestaat het los daarvan. Voor zover ik weet, heb ik bijvoorbeeld nog nooit 1.200.436.172 gevallen van een bepaald ding gezien. En toch heeft dat getal nog steeds betekenis. Ik weet dat het groter is dan 1.200.436.171 en kleiner dan 1.200.436.173, hoewel ik nog nooit zo'n hoeveelheid fysieke dingen heb geteld. Getallen bestaan ​​los van fysieke dingen, ook al kunnen ze worden toegepast op een aantal fysieke dingen.

    Kan een seculier wereldbeeld zin geven aan abstracte concepten zoals getallen?

    Wat zijn wetten van de wiskunde?

    Wiskundige wetten zijn regels die de relaties tussen getallen beschrijven. De commutatieve wet van optelling laat ons bijvoorbeeld zien dat 2+3=3+2. Er zijn veel wiskundewetten, en sommige kunnen logisch of wiskundig worden afgeleid uit andere wetten. Wiskundige wetten zijn (1) universeel, (2) invariant, (3) absoluut en (4) abstract. Laten we elk van deze achtereenvolgens bekijken.

    Wiskundige wetten zijn universeel en ze zijn overal van toepassing. Als we 2+3 in Europa optellen, krijgen we precies hetzelfde antwoord als in de Verenigde Staten. Overigens werken de wetten van de wiskunde net zo goed op Mars, Alpha Centauri, de Andromedanevel of in de kern van een verre quasar. Veel natuurwetten, waaronder de natuurwetten en de scheikundewetten, zijn wiskundig van aard. Dus als de wetten van de wiskunde in verschillende regio's van het universum anders zouden zijn, dan zouden de wetten van de natuurkunde en scheikunde vermoedelijk ook op een onvoorspelbare manier verschillen. Dit zou astronomie onmogelijk maken.

    Wiskundige wetten zijn onveranderlijk en veranderen niet met de tijd. Net zoals 2+3=5 vandaag, zo was het gisteren, en zo zal het morgen ook zijn. Alle wiskundige wetten zijn zodanig dat ze te allen tijde hetzelfde blijven. Ze zijn absoluut. Het is niet dat 2+3 gebruikelijk is eerder gelijk aan 5, het is altijd is gelijk aan 5. Er zijn absoluut geen uitzonderingen. En net als de getallen zelf zijn de wetten van de wiskunde abstract en conceptueel van aard. Ze kunnen niet worden gezien, gevoeld, verplaatst of gegeten. Natuurlijk kunnen we uitdrukkingen opschrijven die dergelijke wetten vertegenwoordigen, net zoals we getallen kunnen opschrijven die getallen vertegenwoordigen. Maar het wissen van de uitdrukking zal de wiskundige wet die het vertegenwoordigt niet uitwissen.

    Is wiskunde een uitvinding van de mensheid?

    Sommige mensen hebben verondersteld dat wiskunde een creatie van mensen is, zoals de drukpers of de verbrandingsmotor. Maar zijn getallen en wetten van de wiskunde werkelijk uitvindingen van de mens? Dingen die door mensen zijn ontworpen en gemaakt, hadden ook anders kunnen worden ontworpen en gemaakt. Wanneer twee mensen onafhankelijk hetzelfde soort dingen uitvinden, zijn er verschillen in het ontwerp en de constructie, omdat elke persoon een andere creatieve benadering heeft gekozen om een ​​technisch probleem op te lossen. Bovendien worden de ontwerpen van verschillende door de mens gemaakte constructies vaak verbeterd naarmate er innovatieve nieuwe oplossingen worden voorgesteld en nieuwe technologieën worden ontwikkeld.

    Als wiskunde door de mens was gemaakt, zouden we verwachten dat het deze kenmerken ook zou vertonen. We zouden verschillende wiskundige wetten verwachten voor verschillende wiskundigen, en verbeteringen aan dergelijke wetten naarmate de tijd vordert. Naarmate de samenleving veranderde, veranderden ook de wetten van de wiskunde. Is dit wat we vinden?

    De geschreven uitdrukking van wiskundige wetten is ongetwijfeld door de mens gemaakt. Er zijn verschillende notaties die op verschillende gebieden van de wiskunde worden gebruikt, en verschillende wiskundigen hebben in het verleden verschillende notaties gebruikt om wiskundige waarheden uit te drukken. Sommige notaties zijn nuttiger dan andere, terwijl minder bruikbare notaties vaak in onbruik raken. Deze verschillende symbolen zijn echter slechts verschillende manieren om dezelfde wiskundige realiteit uit te drukken. Romeinse cijfers drukken bijvoorbeeld dezelfde getallen uit als het meer bekende Arabische systeem. Alle wiskundigen hebben dezelfde wiskundige wetten, hoewel ze verschillende systemen en verschillende notaties kunnen gebruiken om die wetten uit te drukken.

    Wiskundige wetten worden ontdekt door mensen en opgeschreven door mensen. Maar ze zijn niet door mensen gemaakt. Zoals hierboven besproken, veranderen de wetten van de wiskunde niet met de tijd. Daarom bestonden ze al voordat er mensen waren. Ze kunnen dus duidelijk geen schepping van de mens zijn. De vergelijking 2+3=5 was waar lang voordat een mens erover nadacht, het besefte of het schreef.

    De oorsprong van wiskunde

    Hoe verklaren we dan de oorsprong en eigenschappen van getallen of de wetten van de wiskunde die ze beschrijven? Laten we eerst eens kijken naar de naturalistische of evolutionaire kijk. Met deze manier van denken proberen mensen de kenmerken van een modern object te verklaren door na te gaan hoe het in de loop van miljoenen of miljarden jaren geleidelijk is geëvolueerd uit iets minder complex. Als we dit concept zouden toepassen op wiskunde, zouden we vragen: & ldquo Waaruit zijn getallen geëvolueerd? Wat waren getallen voordat het getallen waren? Wanneer begon het fysieke universum wiskundige wetten te gehoorzamen?&rdquo

    Neem gewoon één nummer als een symbolisch geval. Van welk eenvoudiger nummer is het nummer 7 geëvolueerd? Was 7 eens 3? Moest 3 door 4, 5 en 6 gaan voordat het 7 werd? Wanneer zijn de negatieve getallen geëvolueerd? Of wat dacht je van de irrationele getallen? Wanneer begonnen deze getallen aan wiskundige wetten te gehoorzamen? Zijn de wetten van de wiskunde eerst geëvolueerd en later de getallen? Of was het omgekeerd?

    Als dit soort vragen gek klinken, is dat omdat ze dat zijn. De evolutie van getallen slaat nergens op. 7 is altijd 7 geweest, net zoals 3 altijd 3 is geweest. Evenzo was de uitdrukking 2+3=5 aan het begin der tijden even waar als nu. Wiskundige wetten en de getallen die ze beheersen zijn onveranderlijk en ze veranderen niet met de tijd en kunnen daarom nergens uit voortgekomen zijn!

    De seculiere zit echt vast als het op wiskunde aankomt. Hij weet dat wiskundige waarheden bestonden voordat mensen ze ontdekten. De banen van de planeten rond de zon werden bijvoorbeeld beschreven door de wiskundige formules die werden uitgedrukt in de wetten van Kepler voordat de mens bestond. En toch zijn de wetten van de wiskunde conceptueel van aard. Concepten bestaan ​​in een geest, ze zijn objecten van het denken. Dus hoe kan een conceptuele entiteit als wiskunde bestaan ​​voordat er een geest is om het te denken?

    Hoe komt het dat getallen conceptueel zijn en het resultaat zijn van een geest, maar dat ze verder gaan dan het vermogen van de menselijke geest om volledig te begrijpen (zoals oneindig) en dateren van vóór het bestaan ​​van de menselijke geest? Het antwoord is dat getallen niet het product zijn van a menselijk geest, maar eerder het product van de geest van God. Het verschrikkelijke dilemma waarmee de secularist wordt geconfronteerd, komt eenvoudigweg niet voor in het christelijke wereldbeeld. Het is geen probleem voor de bijbelse creationist om conceptuele entiteiten te hebben die vóór de menselijke geest bestaan, omdat de menselijke geest niet de enige geest is die bestaat in het christelijke wereldbeeld. Getallen zijn een weerspiegeling van Gods gedachten. Getallen bestonden vóór mensen omdat Gods gedachten vóór mensen bestonden.

    Wiskundige wetten zijn een weerspiegeling van hoe God over getallen denkt. De interne consistentie van de wiskunde is een weerspiegeling van de interne consistentie binnen de Godheid. De onveranderlijke aard van de wiskunde is een weerspiegeling van de onveranderlijke aard van God. Aangezien God buiten de tijd staat (2 Petrus 3:8), veranderen Zijn gedachten niet met de tijd en dus ook de wetten van de wiskunde. Wiskundige wetten zijn overal van toepassing omdat God alomtegenwoordig is (Jeremia 23:24). Wiskundige wetten zijn absoluut omdat God soeverein is en niet van gedachten verandert (1 Samuël 15:29). Wiskundige wetten zijn echt en toch niet fysiek, net zoals God echt is en niet fysiek in Zijn essentiële natuur.

    De bijbelse creationist kan ook begrijpen waarom het fysieke universum wiskundige wetten gehoorzaamt. God houdt het universum in stand door de uitdrukking van Zijn kracht. Dus natuurlijk zal het universum consistent zijn met de gedachten van God. Mensen kunnen over wiskunde nadenken en ze gebruiken omdat we gemaakt zijn naar het beeld van God. Zijn gedachten worden in ons weerspiegeld als we ergens goed over nadenken. We kunnen wiskunde gebruiken om problemen in het materiële universum te begrijpen en op te lossen, omdat het materiële universum wordt ondersteund door dezelfde geest die verantwoordelijk is voor de wetten van de wiskunde. De eigenschappen en het nut van wetten van de wiskunde zijn volkomen logisch voor de consequente christen. Maar wiskunde is gewoon niet vatbaar voor een naturalistische, evolutionaire verklaring.

    In 1960 publiceerde de natuurkundige Eugene Wigner een klassiek artikel vanuit zijn seculiere standpunt over het onderwerp waarom het fysieke universum wiskundige wetten gehoorzaamt. De titel van het artikel, "The Unreasonable Effectiveness of Mathematics in the Natural Sciences", benadrukt het probleem voor het seculiere wereldbeeld. Waarom gehoorzaamt het fysieke universum de wetten van de wiskunde? Hoewel hij geen gelovige is, stelt Wigner, &ldquo is het moeilijk om de indruk te vermijden dat een wonder ons hier confronteert & de twee wonderen van het bestaan ​​van natuurwetten en van het vermogen van de menselijke geest om ze te voorspellen.&rdquo Inderdaad, hoe kan een toeval van de natuur een ander gaan begrijpen? In zijn slotparagraaf stelt Wigner: "Het wonder van de geschiktheid van de taal van de wiskunde voor het formuleren van natuurwetten is een prachtig geschenk dat we noch begrijpen, noch verdienen."

    Wigner heeft volkomen gelijk dat de overeenstemming van abstracte wiskundige wetten met materiële dingen niet kan worden begrepen vanuit een seculier standpunt. Natuurlijk kan de bijbelse creationist het succes van de wiskunde verklaren bij het formuleren van wetenschappelijke wetten. We verwachten een dergelijke rationaliteit omdat het universum wordt ondersteund door de geest van God.

    Het is verleidelijk voor secularisten om een ​​naturalistische, evolutionaire verklaring aan te halen voor dingen die alleen waarheidsgetrouw kunnen worden verklaard door Gods ontwerp. Of het nu de ingewikkelde werking van een levend organisme is, of het bestaan ​​van het zonnestelsel, geleidelijke verandering in de tijd wordt beschouwd als de “schepper&rdquo&mdashniet God. Ze promoten het idee dat als je het maar genoeg tijd geeft, het onmogelijke onvermijdelijk wordt door geleidelijke, naturalistische verandering.

    Natuurlijk zijn er veel redenen om dergelijke vermoedens te verwerpen wanneer ze opduiken in de biologie of astronomie. Maar zelden hoor je een evolutionair verhaal over de oorsprong van de wiskunde, omdat het gewoon niet mogelijk is. Getallen kunnen niet geëvolueerd zijn omdat getallen niet kunnen veranderen. Voor het grootste deel proberen secularisten zelfs helemaal geen wiskunde uit te leggen. Wiskunde is een inherent creationistisch wetenschapsgebied. Er zijn scheppingsbiologen en evolutiebiologen. Er zijn scheppingsgeologen en evolutiegeologen. Maar als het op wiskunde aankomt, is iedereen een creationist.

    1. Collins Engels Woordenboek, 10e druk. 2009. Uitgeverij HarperCollins. Geplaatst op woordenboek.com, geraadpleegd op 10 oktober 2012.
    2. Deze opvatting wordt "materialisme" genoemd
    3. Wigner, EP 1960. De onredelijke effectiviteit van wiskunde in de natuurwetenschappen. Mededelingen over zuivere en toegepaste wiskunde. 13(1):1-14.

    * Dr. Lisle is directeur van Exacte Wetenschappen bij het Institute for Creation Research en behaalde zijn Ph.D. in astrofysica van de Universiteit van Colorado.

    Citeer dit artikel: Lisle, J. 2012. Evolutionaire wiskunde? Handelingen en feiten. 41 (12): 11-13.


    Zijn er voorbeelden van het toepassen van evolutionaire modellen? - Biologie

    Een algemene opvatting in de studie van de evolutie van gedrag is dat gedrag een genetische basis kan hebben. Dit wil niet zeggen dat al het gedrag genetisch is gebaseerd. Veel gedrag is volledig cultureel overgedragen of aangeleerd en heeft misschien weinig te maken met genetica (waarom zit je op dezelfde stoel?). Voor genetisch beïnvloed gedrag kunnen we ze behandelen zoals we elke andere genetisch gecontroleerde eigenschap van een organisme zouden behandelen: 1) als er genetisch bepaalde verschillen zijn in een gedrag, en 2) deze verschillen hebben invloed op de fitheid, 3) gedrag kan evolueren door natuurlijke selectie .

    Twee voorbeelden van genetisch gebaseerd gedrag: cricketlied. Verschillende soorten krekels hebben verschillende roepliedjes met verschillende kenmerken, bijv. inter-chirp-interval, pulsherhalingsfrequentie, enz. Hybriden tussen nauw verwante soorten vertonen vaak liedjes met tussenliggende kenmerken (pulsherhaling zal gemiddeld zijn, inter-pulsinterval zal gemiddeld zijn, enz. .) een hypothetisch voorbeeld met de tijd op de horizontale as en elke chirp = een groep verticale lijnen:

    Een ander voorbeeld (op grotere fylogenetische schaal) is het hoofd krabben met de achterpoot bij amnioten (reptielen, vogels, zoogdieren die met een vruchtzak). De meeste bereiken het achterbeen over de voorpoot om aan de kop te krabben, zoals vogels en zoogdieren doen. Dit suggereert dat dit gedrag een genetisch geprogrammeerde basis heeft en is geërfd door een veel hogere evolutie van gewervelde dieren.

    Gedrag wordt voor analyse meestal in twee componenten ontleed: naaste oorzaken/vragen waarin men vraagt ​​hoe het gedrag wordt uitgevoerd en uiteindelijke oorzaken/vragen waarin men vraagt ​​waarom het gedrag wordt uitgevoerd. Tinbergen heeft vier vragen geïdentificeerd die bij het analyseren van een gedrag moeten worden gesteld 1) wat is de oorzaak, 2) wat is de ontwikkeling (ontogenie), 3) wat is de huidige functie 4) wat is de fylogenetische geschiedenis. Een strikte cursus over evolutie richt zich meer op de laatste twee vragen (discussie over aanpassing/preadaptatie/exaptatie en de identificatie van huidig ​​nut versus historische oorsprong).

    Zilvermeeuwen broeden in grote kolonies op de grond en verdedigen territoria. Twee afzonderlijke oproepen die worden gebruikt voor 1) advertentie-nestsite ('choking'-oproep) en 2) als een territoriale claim (de 'schuine pose' en 'lange oproep'). De Drieteenmeeuw broedt ook in kolonies, maar nestelt op verticale kliffen en zijn nestplaats is zijn territorium en broedplaats. Bij deze soort vervult slechts één gedrag beide functies: "verstikkingsgedrag" is zowel defensief als onderdeel van partnerherkenning/paarvorming. Dit wordt gezien als een adaptieve gedragsverandering ten opzichte van de nestlocatie (steile klif).

    Er zijn veel gedragingen die op het eerste gezicht niet "adaptief" lijken. Kindermoord bij leeuwen werd door abnormale individuen eerst gezien als "abnormaal" gedrag omdat het niet "goed voor de soort" was (mannetjesleeuwen verdringen andere mannetjes uit groepen vrouwtjes en hun nakomelingen, en doden vaak de welpen). Het is waar dat het doden van zuigelingen op korte termijn geen effectief middel is om het aantal populaties van een soort te vergroten. BUT, we now know ( post W.D. Hamilton's 1963, 1964 papers on inclusive fitness and kin selection and G. C. Williams book on Adaptation and Natural Selection) that the more appropriate way to address such problems is to think about them in the context of whether the behavior is good for the individual .

    In analyzing infanticide from the perspective of gene thinking it is 1) not adaptive for a male lion to invest reproductive effort in an individual with whom he shares no genes and 2) once the infant is killed it is advantageous for the female to come into estrous and have more offspring with the new male (this will increase her reproductive output over leaving with the displaced male, and not benefiting from other advantages of group living: foraging, avoiding predation on young). Given the situation for both male and female, the observed behaviors make sense in terms of propagating ones genes .

    The role of the gene (or gene s !) as the unit that is relevant in the evolution play an important part in two influential books in the mid 1970s Sociobiology by E. O. Wilson, and The Selfish Gene by Richard Dawkins. To grossly oversimplify one of their main messages: "an organism is just DNAs way of making more DNA"

    If we take the case of bird migration we want to know how the bird navigates to the breeding location (solar and magnetic cues during flight), how the bird knows when to begin migration (internal clocks and changes in day length [physiological changes]). There is usually a high cost associated with migration so we also want to know why birds do it since many die in the process (more time for feeding, more available food). Individuals that do migrate must leave more offspring than those that do not - again gene thinking helps account for why the behavior exists

    Population genetic approaches to the evolution of traits rarely tell us why a phenotype affects fitness in a particular way the models usually look at whether fitness increases or not. The optimality approach to the analysis of behavior attempts to builds models where different behaviors are treated as the traits and asks which one of these behaviors might evolve. The approach generally ignores the mechanics of underlying genetic basis of the behavior (i.e., its mendelian and transmission genetics). Optimal models assume there is a genetic basis and treat each behavior as a haploid (asexual) trait that is inherited intact.

    While Gould and Lewontin (and many others) have criticized optimal models, the builders of optimal model (e.g., John Maynard-Smith, Univ. Sussex) argue that the models do not assume that the organisms are optimal (because there are constraints on evolution of traits), but by treating the problem as an optimality issue, it can tell you what kinds of behaviors might evolve.

    Two general type of optimal models: frequency independent models are designed independent of what other strategies are doing, and seek to define the conditions which might influence behavior (recall the "optimal foraging" model we described in the adaptation lecture where a bird assess, quality, availability, distance to food items, etc.).

    Frequency dependent models are ones where the strategy of one type depends on the strategies and frequencies of other types in the population. The general approach is to look for Evolutionary Stable Strategies (ESS) = a strategy that, if adopted by all, cannot be "invaded" by a mutant strategy. Here a strategy = the behavior of an individual in a certain situation. These types of model apply nicely to ritualized behaviors , distinct display behaviors which take the place of aggressive interactions. Maynard-Smith's approach involves:

    H = hawk who fights until the opponent retreats or will continue fighting injured with cost C

    D = dove who displays but will retreat if the opponent escalates

    V = payoff of winning an encounter

    C = cost of losing an encounter

    These values can be put into a payoff matrix:

    In encounter with:
    H NS
    Payoff to: H 1/2 (V-C) V
    NS 0 V/2

    H:H interaction = 1/2(V-C) because each individual hawk will win half of the time and lose half of the time. In the D:D interaction each will win half of the time and retreat half of the time (retreat with no cost). Which strategy is an ESS? Answer by asking if a strategy can invade. Can H invade a population of D's?: Is payoff (D against D) > payoff (H against D)? i.e., is V/2 > V? Answer = NO, so H can invade a population of D's.

    Is H an ESS? Is payoff (H against H) > payoff (D against H)? i.e., is 1/2(V-C) > 0? Answer: it depends on the values of V and C: if V > C then payoff to H will be positive and H is an ESS if V < C then payoff to H will be negative and neither D nor H will be favored (H will always invade a population of D's until H's become so frequent that they encounter each other frequently. D can invade a population of H's because H's tend to damage each other too much. In fact a population of all H's with V<C would go extinct. Thus which behavior evolves depends on the nature of the interactions.

    One can imagine many other games and payoff matrices that could be built to model other behaviors. The point of all this is to imagine the following: some species have ritualized displays that appear "civil" in an anthropomorphic sense. Have these behaviors evolved through a stage where hawks killed each other (C was high) to their current state where the cost C to engaging in a behavior is considerably less? This question could be addressed by comparing the behaviors of related species and applying the game theory approach.


    Building Phylogenetic Trees

    A phylogenetic tree sorts organisms into clades or groups of organisms that descended from a single ancestor using maximum parsimony.

    Leerdoelen

    Describe the cladistics as a method used to create phylogenetic trees

    Belangrijkste leerpunten

    Belangrijkste punten

    • Phylogenetic trees sort organisms into clades: groups of organisms that descended from a single ancestor.
    • Organisms of a single clade are called a monophyletic group.
    • Scientists use the phrase “descent with modification” because genetic changes occur even though related organisms have many of the same characteristics and genetic codes.
    • A characteristic is considered a shared-ancestral character if it is found in the ancestor of a group and all of the organisms in the taxon or clade have that trait.
    • If only some of the organisms have a certain trait, it is called a shared- derived character because this trait derived at some point, but does not include all of the ancestors in the clade.
    • Scientists often use a concept called maximum parsimony, which means that events occurred in the simplest, most obvious way, to aid in the tremendous task of describing phylogenies accurately.

    Sleutelbegrippen

    • monofyletisch: of, pertaining to, or affecting a single phylum (or other taxon) of organisms
    • derived: of, or pertaining to, conditions unique to the descendant species of a clade, and not found in earlier ancestral species
    • clades: groups of organisms that descended from a single ancestor
    • ancestral: of, pertaining to, derived from, or possessed by, an ancestor or ancestors as, an ancestral estate
    • maximale spaarzaamheid: the preferred phylogenetic tree is the tree that requires the least evolutionary change to explain some observed data

    Building Phylogenetic Trees

    After the homologous and analogous traits are sorted, scientists often organize the homologous traits using a system called cladistics. This system sorts organisms into clades: groups of organisms that descended from a single ancestor. For example, all of the organisms in the orange region evolved from a single ancestor that had amniotic eggs. Consequently, all of these organisms also have amniotic eggs and make a single clade, also called a monophyletic group. Clades must include all of the descendants from a branch point.

    Common ancestors: Lizards, rabbits, and humans all descend from a common ancestor that had an amniotic egg. Thus, lizards, rabbits, and humans all belong to the clade Amniota. Vertebrata is a larger clade that also includes fish and lamprey.

    Clades can vary in size depending on which branch point is being referenced. The important factor is that all of the organisms in the clade or monophyletic group stem from a single point on the tree. This can be remembered because monophyletic breaks down into “mono,” meaning one, and “phyletic,” meaning evolutionary relationship. Notice in the various examples of clades how each clade comes from a single point, whereas the non-clade groups show branches that do not share a single point.

    Shared Characteristics

    Organisms evolve from common ancestors and then diversify. Scientists use the phrase “descent with modification” because even though related organisms have many of the same characteristics and genetic codes, changes occur. This pattern repeats as one goes through the phylogenetic tree of life:

    1. A change in the genetic makeup of an organism leads to a new trait which becomes prevalent in the group.
    2. Many organisms descend from this point and have this trait.
    3. New variations continue to arise: some are adaptive and persist, leading to new traits.
    4. With new traits, a new branch point is determined (go back to step 1 and repeat).

    Examples of clades: All the organisms within a clade stem from a single point on the tree. A clade may contain multiple groups, as in the case of animals, fungi, and plants, or a single group, as in the case of flagellates. Groups that diverge at a different branch point, or that do not include all groups in a single branch point, are not considered clades.

    If a characteristic is found in the ancestor of a group, it is considered a shared-ancestral character because all of the organisms in the taxon or clade have that trait. Now, consider the amniotic egg characteristic in the same figure. Only some of the organisms have this trait to those that do, it is called a shared-derived character because this trait derived at some point, but does not include all of the ancestors in the tree. The tricky aspect to shared-ancestral and shared-derived characters is the fact that these terms are relative. The same trait can be considered one or the other depending on the particular diagram being used. These terms help scientists distinguish between clades in the building of phylogenetic trees.

    Choosing the Right Relationships

    Imagine being the person responsible for organizing all of the items in a department store properly an overwhelming task. Organizing the evolutionary relationships of all life on earth proves much more difficult: scientists must span enormous blocks of time and work with information from long-extinct organisms. Trying to decipher the proper connections, especially given the presence of homologies and analogies, makes the task of building an accurate tree of life extraordinarily difficult. Add to that the advancement of DNA technology, which now provides large quantities of genetic sequences to be used and analyzed. Taxonomy is a subjective discipline: many organisms have more than one connection to each other, so each taxonomist will decide the order of connections.

    To aid in the tremendous task of describing phylogenies accurately, scientists often use a concept called maximum parsimony, which means that events occurred in the simplest, most obvious way. For example, if a group of people entered a forest preserve to go hiking, based on the principle of maximum parsimony, one could predict that most of the people would hike on established trails rather than forge new ones. For scientists deciphering evolutionary pathways, the same idea is used: the pathway of evolution probably includes the fewest major events that coincide with the evidence at hand. Starting with all of the homologous traits in a group of organisms, scientists look for the most obvious and simple order of evolutionary events that led to the occurrence of those traits.


    These Examples of Analogous Structures Will Surely Surprise You

    The structural features that serve a common function in various species, but have different ancestral origins are called analogous structures, and this phenomenon is called analogy. Read this BiologyWise post to know more about such structures.

    The structural features that serve a common function in various species, but have different ancestral origins are called analogous structures, and this phenomenon is called analogy. Read this BiologyWise post to know more about such structures.

    Insane Similarity!

    Though differing in their evolutionary pathways, the eyes of humans and octopuses are almost the same regarding structure and appearance. Both organisms have stereoscopic vision, even if they belong to totally unrelated classes, i.e., Vertebrata and Cephalopoda, respectively.

    Wil je voor ons schrijven? Nou, we zijn op zoek naar goede schrijvers die het woord willen verspreiden. Neem contact met ons op, dan praten we verder.

    Convergent evolution has played a very important role in the development of complex life forms since the time of appearance of the first organisms. The features in organisms that perform the same functions, but have different evolutionary history are called analogous/convergent structures. This type of development of structures is also called homoplasy. For example, wings have the same functions for insects and birds, but there is no evolutionary similarity between them.

    Wings of birds and bats look similar in structure though they have evolved independently, but are related to each other because they adapted to a similar environment. This process is known as convergent evolution. Analogous traits are adopted due to this type of evolution. The tusks of elephants and the gnawing front teeth of the beaver are incisor teeth types. They have been inherited from common ancestors, but are modified with due course of evolution according to the respective uses, and now look very different from each other. Analogous and homologous structures are similar to each other, but show a major difference in their ancestral history. The latter are developed in different types of organisms, and have been derived from a common ancestor. The former do not have a common ancestor, yet are observed in organisms that have evolved separately.

    Vleugels

    Analogous structures are easily identifiable when wings of different organisms are studied. For example, the wings of a bird and insect perform the same function, i.e., flying or movement through the air. But, insects have evolved separately, whereas birds are the modern versions of the ancient dinosaurs both the classes are not related in any manner, though they exhibit similar features. Similarly, another example includes the study of wings of bats and butterflies. Both look very different from each other, but perform the same function of flying. It must be noted that in this case, bat is a flying mammal species, whereas butterflies are included under the category of insects. The comparison between both these organisms is represented in the accompanying image.

    Limbs

    Limbs of tetrapods and arthropods are analogous to each other, and they evolved after the Cambrian explosion, approximately 530 million years ago. Tetrapods evolved from fish more than 370 million years ago, while the ancestors of arthropods were terrestrial invertebrates. Thus, these structures were independently evolved. The legs of vertebrates and insects serve the same purpose, but both have different structures and evolutionary histories. Both the classes have been derived from two different origins. In the accompanying image, a representation can be seen, which compares the limbs of four different types of mammals: humans, horses, dolphins, and bats. The colored index points out to the difference in size and shape of the various body parts. In spite of this variation, the limbs are used for the same function, i.e., locomotion, whether it is in water, on land, or in the air.

    One of the most easily observed analogous similarity is with respect to the fins of various animals. For instance, the fins present in birds, like penguins, and mammals, like dolphins, serve the same purpose. But as both belong to a different class of vertebrates, their evolutionary line must be totally different. In spite of this, both organisms developed body parts that appear similar, but have more or less the same function. The same can be observed in case of fins belonging to sharks and dolphins. The former are categorized as a fish, while the latter are a variety of mammals that thrive in water. Thus, the fins have the same function in both organisms, i.e., navigation in the water, but the organisms themselves are totally unrelated to each other regarding their evolutionary path.

    Storage of Food

    A classic example of homoplasy regarding an inherent aspect of the organism is the similarity between sweet potato and potato. Both the species of vegetables have evolved along different lines and show the same function. i.e., food storage in their tuberous mass. But, potato is in the form of a stem that is buried underground, whereas sweet potato is a root. Similarly, potato and cactus are also majorly categorized as stems. But potato can be grown in agricultural fields, whereas cacti are mostly desert plants. Both of these plant species have evolved differently, but in their stem form, food is stored inside the tissues.

    Behavioral Characteristics

    Apart from the body part aspect, research in this field also tells us about homoplasy regarding the behavior of organisms. This has been observed especially when two birds of differing origins when kept together, may develop skills to voice out the same kind of a bird song. However, this is just possible on an experimental basis. Among birds, both New and Old World vultures look very similar, both have featherless necks and heads, and feed on carrion. But, apart from these similarities, they belong to different families. The former ones belong to the Cathartidae family, whereas the latter belongs to the Accipitridae family. New World vultures use both, sense of smell and vision to hunt for prey, whereas Old World vultures use only senses of vision for preying purposes and can spot a 3-foot prey from approximately 4 miles away. New World vultures have a stronger sense of smell than the Old World vultures. One of the best examples in this category is that of the duck-billed platypus, which is an egg-laying mammal. This behavioral evolution is dominantly seen in birds in case of vertebrates. Though the platypus looks like a bird and lays eggs, it is not related to the avian family by any other characteristic.

    Andere voorbeelden

    ✦ Analogy is quite different from homology where the structures are similar because they have a common embryonic origin. There are many reasons because of which the animals in nature resemble each other. Two insects of the same species might look similar due to the same color of spots inherited from the ancestors.

    Wil je voor ons schrijven? Nou, we zijn op zoek naar goede schrijvers die het woord willen verspreiden. Neem contact met ons op, dan praten we verder.

    ✦ Human beings, lizards, and whales have similar skeleton structures, although they have a different habitat and lifestyle.

    ✦ Humans use their limbs to throw a ball, whales use fins to swim, and lizards use their limbs to climb the walls. Each one of them are similar in structure, but vary with respect to detailed morphology.

    Evolutionary biologists call these structures as analogous.

    The ongoing process of evolution can be traced with the help of comparative anatomy. Several other evidences can be studied with the help of bio-geography, fossil records, and molecular records. Analogy is an aspect of evolutionary biology, which says that the structures are similar not because of embryonic origin, but due to the similarities in functions. Analogies evolve when the challenges and problems faced by two species are similar. Evolution then shapes both as being similar to each other, and hence, their structures are evolved.

    Gerelateerde berichten

    The animal kingdom is a wonderful one. It has so many different members, that are all equally interesting to study. Read this article on platyhelminthes examples to know more about&hellip

    Mutation, a change in the sequence of genes, is divided into various types such as beneficial, harmful, and neutral, based on their effects. We are here to discuss beneficial mutation&hellip

    Some examples of bacteria are Lactobacillus, nitrogen-fixing bacteria, Bifidobacterium, Helicobacter pylori, Staphylococcus, and Streptococcus. Read on, to know more about common bacteria and some bacterial strains that are pathogenic to&hellip


    There is no such thing as a truly selfless act

    It is another peaceful day on the savannah. Herds of buffalo mill around, chewing the cud and flicking their ears to keep the flies at bay. On their backs, tiny oxpecker birds hop here and there to remove tiny skin parasites, unnoticed by their large hosts.

    But there is a dark undertone to this tranquil scene. Closer examination has revealed that oxpeckers do more than simply clean their hosts' skin. Some of them are poking away at open wounds and feeding on buffalo blood.

    It seems like even this famous symbiotic arrangement between large herbivores and grooming birds is hampered by organisms' inherent tendency to be selfish.

    In fact, this might be a general rule. Mutualistic interactions in nature are often regarded as unstable, precisely because one partner will generally take advantage of the other given half a chance.

    This suggests that selfishness is a dominant force in nature an inevitable symptom of the "survival of the fittest" mantra. So is there any such thing as a truly selfless act? And how should we interpret human acts of charity?

    Darwin was a diligent thinker. He agonised over any example he came across of organisms behaving in a way that seemed to run counter to his idea of evolution through natural selection. He soon recognised altruism as "one special difficulty, which at first appeared to me to be [&hellip] fatal to the whole theory".

    "He who was ready to sacrifice his life," he fretted in De afdaling van de mens, "would often leave no offspring to inherit his noble nature." How can genes for selflessness propagate if the heroes carrying them spend more time doing good deeds than ensuring their own survival?

    Not only are these animals placing the safety of others above their own, they are playing with very high stakes

    All sorts of animals seem to be capable of acts of kindness. Primates groom their peers, birds warn each other when they see a predator, and African wild dogs will look after pups belonging to their fellow pack members.

    These altruistic behaviours do not necessarily carry a significant cost in terms of an individual's chances of survival, but some other examples do.

    Take Belding's ground squirrel. This rodent is found in the mountains of the north-western US, where it lives in sociable groups and provides a delicious snack for various birds of prey and predatory mammals.

    When a predator approaches a colony of ground squirrels, the individual who sees it will delay fleeing in order to emit a series of noises, alerting its fellows to the imminent danger.

    This is exactly what concerned Darwin. Not only are these animals placing the safety of others above their own, they are playing with very high stakes. Research has demonstrated that making certain calls increases the likelihood of an individual ground squirrel ending up as lunch.

    About 100 years after Darwin first published his theory, biologists finally formalised a hypothesis that could explain such baffling behaviour.

    Alarm calls are in fact a function of entrenched nepotism in squirrel society

    A potentially apocryphal story helps explain the basis of this hypothesis. When J.B.S. Haldane, co-founder of the "modern synthesis" of evolution, was asked if he would throw himself into a river to save his brother, he replied: "No, but I would to save two brothers or eight cousins."

    This is the concept of kin selection, which was formalised in 1963 by the highly influential biologist W.D. Hamilton.

    According to Hamilton, the altruistic behaviour of an individual ground squirrel is easy to explain when the selfless act is put into its proper context. One animal might be prepared to sacrifice its life &ndash and its ability to reproduce &ndash in order to raise the chances of its relatives surviving and breeding.

    Relatives share many of your genes, so they can be considered as proxies for your own evolutionary success and &ndash as per Haldane's statement &ndash the closer the relative, the better.

    Kin selection might explain the most extreme form of self-sacrifice in nature: eusociality

    Ground squirrels, it turns out, are a textbook example of kin selection.

    Paul Sherman, a researcher at Cornell University, spent three years in the 1970s monitoring populations of ground squirrels, paying particular attention to their familial relationships. His conclusion was that alarm calls are in fact a function of entrenched nepotism in squirrel society, with individuals more likely to emit them if there are relatives nearby.

    Hamilton also suggested that kin selection might explain the most extreme form of self-sacrifice in nature: eusociality.

    The average honeybee, ant or termite has pretty limited options in life. They inhabit highly cooperative colonies where, unless you are queen, you must pay the ultimate evolutionary price: your reproductive ability. The societies these animals form are what biologists call "eusocial" ones.

    Since Hamilton, kin selection has been the most popular explanation for this counterintuitive phenomenon, although there have been various modifications to his original proposal. The fact that ants in the same colony are all sisters explains why one member might sacrifice her reproductive capacity, and even her life, for the good of the colony.

    A vampire bat cannot go for more than 36 hours without a meal

    Arguments have been traded back and forth over whether or not eusociality results from kin selection alone, and indeed over how significant kin selection is in general.

    But whatever the conclusion, the idea of genetic ties lying at the heart of selfless behaviour is now an important tenet of evolutionary biology.

    However, there is another key theory concerning altruism that has proved rather more contentious.

    In 1984 Gerald Wilkinson from the University of Maryland, USA, reported on food sharing in vampire bats. This is a fairly disgusting process that involves bats regurgitating blood into each other's mouths, but it is also a necessary one. A vampire bat cannot go for more than 36 hours without a meal, so regular food sharing can save some animals from starving.

    Wilkinson's observations were of note because while the bats do live in groups with other family members, they were preferentially helping those who were the hungriest, not just those with whom they shared genes.

    What Wilkinson had uncovered was the best example to date of a concept, previously proposed by eminent evolutionary biologist Robert Trivers, known as reciprocal altruism.

    Reciprocal altruism is a model wherein animals help unrelated individuals and accept a short-term loss if it means a long-term gain. So if a starving bat is helped by a well-fed one, the action is done because of some deep, unconscious instinct that in the future the tables might be turned: today's starving bat might be tomorrow's well-fed one.

    This suggests that all forms of altruism evolve for selfish means, at least in terms of the survival of genes

    "You can think of this as 'social capital' &ndash when vampire bats go hungry they depend on a network of family and friends," says Gerald Carter, a researcher at the Smithsonian Tropical Research Institute and the University of Toronto, who previously completed a PhD under Wilkinson. Carter has since worked on strengthening the case for reciprocal altruism in these bats, responding to claims that even this behaviour can be ascribed to kin selection.

    While kin selection has seen wide acceptance both on theoretical and empirical grounds, reciprocal altruism has been harder to pin down, not least because it involves long-term &ndash even lifetime &ndash monitoring of animals to determine costs versus benefits.

    But the real issue with both kin selection and reciprocal altruism is that, by our standards, they are not particularly altruistic. Both seem to exist only because they actually benefit the "altruist", albeit in a roundabout sort of way.

    This suggests that all forms of altruism evolve for selfish means, at least in terms of the survival of genes. Trivers acknowledge this point when he stated that models of altruistic behaviour in terms of natural selection "take the altruism out of altruism".

    So where does that leave humans? Surely we are capable of no-strings-attached charitable acts?

    Perhaps we are, says Jonathan Birch, a philosopher of science at the London School of Economics and Political Science.

    I have seen nothing special about the human brain

    "We should distinguish 'biological altruism' from 'psychological altruism'," he says. "Biological altruism is action that has consequences for reproduction &ndash it causes the altruist to reproduce less and the beneficiary to reproduce more."

    "Psychological altruism is action motivated by concern for others &ndash something humans do a lot."

    The question is whether our psychological altruism &ndash what we might call "true altruism" &ndash is uniquely human or whether it has deeper evolutionary connections to the altruism seen in other animals.

    Michael Platt, a neurobiologist at Duke University, USA, who has spent years investigating the neurological mechanisms that underlie decision making in animals, thinks that animals and humans have more in common than we might imagine.

    The factors motivating us to be "psychologically" altruistic are probably shared with at least our primate cousins

    "From my own point of view, the notion of 'true altruism' is probably a bit misplaced," says Platt. "I have seen nothing special about the human brain that distinguishes motivated behaviours that benefit another individual compared with monkey brains, or even rat brains."

    Platt and his colleagues have undertaken behavioural experiments with rhesus macaques that reveal a degree of charitable behaviour to their fellows. Monkeys, like us, are social animals, and such behaviour might be an adaptive strategy that allowed us all to build and maintain social bonds.

    When the researchers conducted brain scans on the monkeys, they identified brain cells that are associated with giving rewards to another individual. Crucially, these cells inhabit a part of the brain that is active in humans when we are empathising with other individuals.

    This type of observation suggests that the factors motivating us to be "psychologically" altruistic are probably shared with at least our primate cousins, and maybe other animals as well.

    "When people are motivated to help a refugee from Syria, or give to Oxfam, I think that motivation is deriving from this brain circuitry," says Platt.

    More than any other animals, we are products of our culture

    "Of all the differences between man and the lower animals," wrote Darwin. "The moral sense or conscience is by far the most important." Does Platt's evidence that links our "true" altruism with the apparently selfish instincts of animals devalue this "moral sense", and the charitable actions that result from it?

    "Some people have suggested that evolutionary explanations of morality show it to be a kind of illusion. After all, natural selection doesn't care about right and wrong," says Birch. "But I think a lot of this involves overselling the role of natural selection, and underselling the role of cultural evolution."

    More than any other animals, we are products of our culture, and the addition of cultural evolution to the mix makes comprehending our own behaviour that extra bit more difficult.

    "It's less clear that cultural evolution is a fundamentally amoral process," says Birch. "So a story of human altruism as the product of cultural evolution is potentially more 'morality-friendly' than a story based solely on genetic evolution."

    But culture aside, there is a danger in entirely separating us from animals, and in writing off altruism by natural selection as inherently selfish.

    The capability for altruism displayed by chimpanzees, for example, has been compared with that observed in young human children. A paper published in January 2016 even seems to show voles consoling each other in times of distress behaviour that the researchers linked with similar neurochemistry to that of empathetic humans.

    If we can understand why people do this, I think we will be aiming towards a greater good

    "To suggest that monkeys and other non-human animals are just motivated by instinctive drives is belied by the evidence," says Platt. If we consider ourselves a species capable of selflessness, then we may have to conclude that at least some non-human species share that capability.

    "Drawing a hard and fast line between humans and animals would impede progress in understanding how and why we are motivated to give to others," he concludes.

    "Investigating this subject will hopefully tell us how to bring out those 'better angels of our nature'. If we can understand why people do this, I think we will be aiming towards a greater good."

    Join over five million BBC Earth fans by liking us on Facebook, or follow us on Twitter and Instagram.


    Examples of Cladogram

    Primates

    In the above cladogram of Primates, the various groups of primates being compared are listed on the top. The various nodes on the diagram represent the various common ancestors between the groups. The Apes, the group containing humans, and all the common ancestors (nodes) down to the lowest ape are considered a clade, or group of organisms with similar characters due to common descent. The clade could be extended to include everything except the Lemurs, Lorises, and the lowest node. If this were the case, the line leading to lemurs would be considered the outgroup, while the rest of the primates would be considered the ingroup. These terms are simply used to describe different groups when discussing them in scientific writing.

    Whales and Related Animals

    Looking at the top box of Cetaceamorpha, this branch represent walvisachtigen (whales and dolphins) and their related ancestors. Until the discovery of the various fossils that bridge the gap between hippos and whales, the phylogeny of this tree was in question. However, these fossils have started to close the gap between hippos and cetaceans, forming a series of small steps. Near the top of the diagram, the number of evolutionary changes jumps from 1 or 2 to 9 or 10 in each step. This represents an evolutionary gap that is still not understood. The ancestral forms of whales and dolphins presented on this cladogram would have been shallow-water animals, as seen by their functional limbs. As the ancestors of whales moved further out to sea, it becomes less and less likely that their fossilized remains will be found.

    Many characteristics were considered in the creation of this cladogram. For example, the outgroup Ferae is the only group that does not have some sort of hoof or large toes. In addition, the Ferae have specialized carnivorous teeth. The rest of the groups become distinguished on different derived characters, such as humps in the camels, the presence of a rumen in the Ruminantiaphorpha, and others. Whales are a particularly hard group to hypothesize about, due to the lack of fossil evidence and the vast physiological difference between whales and their closest relatives. Without limbs, for instance, it is impossible to know that whale are related to animals with limbs unless some evidence is found to that effect. Luckily for systematics, new methods of DNA analysis allow scientist to compare DNA directly, leading to a better understanding of how organisms are related and how changes happen between populations.

    Interpreting Cladograms

    In the following cladograms, it appears as if two different phylogenies are being presented. In the cladogram on the right, it appears that A is more closely related to C than in the cladogram on the left. This is simply a trick of presentation, but represents no meaning in terms of relatedness. These two cladograms do, in fact, represent a single phylogeny.

    When creating or reading cladogram, it is important to remember that the only important features of the cladogram are the lines and the nodes. In these two cladograms, the lengths of the lines are roughly the same and more importantly, the nodes are in the same places. In both diagrams, A and B share a node that is further away from the origin of the line in the diagram. This tells us that A and B are more closely related than C is to either group. The order of A and B, as well as the orientation of the lines, does not matter. A cladogram may be drawn left to right, right to left, top to bottom, or bottom to top. Some large cladograms are even fashioned in a circle to include all the groups they represent. In some cladograms, evolutionary time in millions of years is represented to give an approximation from the lengths of the lines.


    7. End Notes

    I hope that now you have gain enough understanding about what genetic algorithm is and also how to implement it using TPOT library. But this knowledge is not enough, if you don’t apply it somewhere.

    So try to implement it whether in any real world application or in a data science competition. If you face any difficulties, feel free to write on our discussion portal.

    Did you find this article helpful? Please share your opinions / thoughts in the comments section below.

    Learn, compete, hack and get hired!

    You can also read this article on our Mobile APP


    Bekijk de video: 2CC ANW Charles Darwin, Evolutie Theorie (December 2021).