Teemu Kuosmanen väittelee aiheesta Biologisten populaatioiden evoluution satunnaisuudesta ja kontrollista

FM Teemu Kuosmanen puolustaa väitöskirjaansa "On Stochasticity and Control of Evolving Populations" torstaina 4.6.2026 klo 12 Helsingin yliopiston päärakennuksen auditoriossa Karolina Eskelin (U3032, Fabianinkatu 33, 3. krs). Vastaväittäjänä toimii professori, johtaja Arne Traulsen (Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Saksa) ja kustoksena professori Ville Mustonen ((Helsingin yliopisto). Väitöstilaisuus pidetään englanniksi.

Teemu Kuosmasen väitöskirjatyö on osa Helsingin yliopiston tietojenkäsittelytieteen osastolla ja Bioinformatics and Evolution -ryhmässä tehtävää tutkimusta. Väitöskirjan ohjaajana on toiminut professori Ville Mustonen (Helsingin yliopisto).

Biologisten populaatioiden evoluution satunnaisuudesta ja kontrollista

Elämän monimuotoisuus ja elonkirjon rikkaus ovat evoluution aikaansaamaa. Evoluutioteoria voi niin ikään selittää, miksi vanhenemme, sairastumme syöpään tai miten lääkkeet menettävät tehonsa. Tieteen viimeaikainen kehitys on näyttänyt, että evoluutio voi satunnaisuudestaan huolimatta olla prosessina paljon ennustettavampi kuin mitä on aiemmin uskottu. Evoluutioteorian kehittäminen ja uudenlainen soveltaminen voikin tarjota ratkaisuja joihinkin aikamme suurimpiin haasteisiin aina luontokadon torjunnasta bioteknologian kehittämiseen ja lääkeresistenssin hallintaan. Evoluution tarkempi ennustaminen ja ohjaaminen vaativat kuitenkin syvällisempää teoreettista ja kvantitatiivista ymmärrystä evolutiivisten ja ekologisten prosessien yhteisestä eko-evolutiivisesta dynamiikasta.

Tässä väitöskirjassa kehitetään matemaattisia ja laskennallisia malleja, joita voidaan käyttää solupopulaatioissa tapahtuvan evoluution ymmärtämiseen, ennustamiseen ja biologisen kontrollin avulla tapahtuvaan ohjaamiseen. Kehitämme syntymä-kuolemaprosesseihin perustuvan mallin, joka täydentää populaatiogenetiikan tuloksia tilanteisiin, joissa myös populaatioiden säätely- ja takaisinkytkentämekanismeja otetaan paremmin huomioon. Lisäksi näytämme, miten klassiset evoluutioteorian perustulokset voidaan johtaa taustalla olevista syntymä-kuolemaprosesseista.

Väitöskirjassa keskitytään erityisesti stokastisuuden parempaan ymmärtämiseen, joka vaikuttaa oleellisesti kaikkiin biologisiin prosesseihin solutasolta populaatioiden ekologiaan ja evoluutioon. Näytämme, miten syntymis- ja kuolemistaajuuksien yhdessä määräämä demografinen nopeus vaikuttaa merkittävästi uusien mutaatioiden yleistymiseen populaatiossa ja tutkimme, miten demografinen nopeus voi muuttua evoluution myötä. Kiinnitämme huomiota myös eko-evolutiivisten prosessien ergodisuuteen havainnollistaen samalla joitakin ergodisuushypoteesin paikkansapitämättömyyden seurauksia.

Tutkimuksen tärkeimpiä sovelluskohteita ovat syövän ja lääkeresistenssin evoluutio, mitä varten sovellamme stokastista säätöteoriaa eko-evolutiivisessa viitekehyksessä. Ottamalla huomioon syöpä- ja mikrobilääkkeiden aiheuttamia mahdollisia evolutiivisia ja ekologisia vaikutuksia, pyrimme muotoilemaan tehokkaan hoitostrategian matemaattisesti evoluutioteoriaa hyödyntämällä. Tarkastelemme etenkin tapausta, jossa lääkehoito itsessään suurentaa solupopulaation muuntelukykyä konsentraatiosta riippuvaisesti, ja ratkaisemme optimaalisen hoitostrategian tässä erikoistapauksessa analyyttisesti.

Kokonaisuudessaan väitöskirjan sisältämät tutkimustulokset edistävät yhtenäisemmän eko-evoluutioteorian muodostumista ja sen perusteita, joiden kehittyminen on keskeistä evoluutioteorian yhä laajeneville sovellusmahdollisuuksille.

Väi­tös­kir­jan saa­ta­vuus

Väitöskirjan elektroninen versio tulee olemaan saatavilla Helsingin yliopiston avoimessa julkaisuarkistossa Heldassa osoitteessa .

Painettuja väitöskirjoja voi tiedustella väittelijältä itseltään: .