Razlika med mikroevolucijo in makroevolucijo

Mikroevolucija proti makroevoluciji

Mikroevolucija se nanaša na evolucijo populacij iste vrste. Čeprav se morda zdi precej ozko, pojem „mikroevolucija“ dejansko vključuje različne teme. Mikroevolucija je posebej pomembna za človeka, saj lahko vpogleda v kakršne koli razlike med človeško populacijo, ne glede na to, ali so te razlike v dovzetnosti za bolezni, višini, plodnosti ali kakšnem drugem dejavniku. Znanstveniki preučujejo razlike med populacijo ljudi, da bi dobili vpogled v vzroke bolezni. Preučevanje mikroevolucije nam pomaga tudi razumeti, kako patogeni pridobijo odpornost na antibiotike. Doslej opisane vrste mikroevolucije se nanašajo na evolucijo populacij, sestavljenih iz posameznih organizmov iste vrste. V večceličnih organizmih se mikroevolucija pojavlja tudi v populacijah naših celic. Zdravniki in znanstveniki preučujejo to vrsto mikroevolucije, da bi razumeli eno najpogostejših človeških bolezni: rak. Za razvoj in napredovanje raka v večini primerov potrebujejo številne mutacije, pregled celic v tumorju pa lahko omogoči vpogled v to, katere mutacije so se zgodile najprej in katere so se zgodile kasneje. Ta vrsta raziskav lahko določi mutacije, ki vodijo do rakavih metastaz (sposobnost širjenja na druga tkiva), če primerjamo mutacije v celicah, ki so potovale v druga tkiva s celicami, zataknjene v tumorju.

Po drugi strani se makroevolucija nanaša na evolucijo višjih taksonov, tj. Evolucijo, ki se dogaja na višji stopnji kot pri posamezni vrsti. Ko razmišljamo o makroevoluciji, pride na misel podoba filogenetskega drevesa ali drevesa življenja. Tema makroevolucije zajema izvor vrste, razhajanje vrst in podobnosti / razlike med vrstami. Študijo makroevolucije lahko uporabimo za določitev, zaradi česar so nekatere rastlinske vrste strupene, medtem ko so druge užitne ali zakaj so nekatere živali imune na bolezni, medtem ko so druge dovzetne. Od pregleda izumrlih vrst Homo do boljšega razumevanja naših prednikov do primerjave, kako se različni tipi patogenov izogibajo imunskemu sistemu, tema makroevolucije zajema veliko temeljev.

Kljub tem razlikam tako mikroevolucija kot makroevolucija vključujeta enaka načela in se pojavljata po istem mehanizmu. Tako mikroevolucija kot makroevolucija se pojavita kot posledica mutacije. Genomska DNK je nenehno podvržena mutaciji. To drži, ali se celica DNK hrani v jedru ali se aktivno kopira. Mutacije so spremembe v nukleotidnem zaporedju, ki jih povzročijo naključne poškodbe ali napake med podvajanjem ali popravljanjem. Poleg tega tako makro- kot mikroevolucija vključuje migracijo ali gibanje posameznikov med populacijami, pa tudi genetski odmik ali naključne spremembe pogostnosti določenih lastnosti ali mutacij znotraj populacije. Nazadnje sta mikroevolucija in makroevolucija produkta naravne selekcije. Naravna selekcija je širjenje ali izginjanje lastnosti v populaciji sčasoma (s povečanim ali zmanjšanim preživetjem ali razmnoževanjem), kar vodi v spremembo pogostosti genotipov v populaciji.

Da bi bolje razumeli naravno selekcijo, si omislimo to v kontekstu genske mutacije. Mutacija genomske DNK lahko da enega od treh rezultatov. Prvič, mutacija je lahko nevtralna, kar pomeni, da se celica ali organizem resnično ne spremeni. Ta vrsta mutacij se lahko vzdržuje ali pa se s časom izgubi (zaradi genetskega nanosa). Druga vrsta mutacij bi lahko dala ugoden rezultat, ki bi ustvarila bolj učinkovit protein ali dala celici ali organizmu še kakšno prednost. Tretja vrsta mutacije je škodljiva ali neugodna mutacija. Ta vrsta mutacije se običajno izgubi, saj imajo celice ali organizmi, ki prenašajo to mutacijo, zmanjšano stopnjo preživetja ali razmnoževanja.

Različna področja genoma so podvržena različnim številom mutacij. Na primer območja, ki ne vsebujejo genov ali ne zaporedij, ki vplivajo na gene, imajo hitrosti mutacij, ki so enaka pogostosti naključnih napak. Po drugi strani pa bo imel kritični gen zelo nizko stopnjo mutacije, saj bo skoraj vsaka mutacija v kritičnem genu škodljiva. Ti geni se imenujejo "zelo ohranjeni". Zaporedja zelo ohranjenih genov, kot so ribosomalni proteini, se lahko uporabijo za primerjave in hipoteze o makroevoluciji oddaljenih sorodnih organizmov (kot so bakterije in živali).

Drugi geni so se razvili v zadnjem času in so lahko značilni za določeno skupino organizmov. Analiza podobnosti zaporedja v teh genih lahko zagotovi informacije o tesno povezanih vrstah (makroevolucija) in se lahko celo uporabi za primerjavo razlik med populacijami ali posamezniki iste vrste (mikroevolucija). Na primer, virus gripe se hitro razvije, da se izogne ​​prepoznavanju imunskega sistema. V primeru gripe bi bile koristne kakršne koli spremembe (mutacije) proteina hemaglutinina na virusni površini, ki virusu pomagajo utajiti imunski sistem. Preiskava mikroevolucije gripe, ki jo povzročajo genomske mutacije v beljakovinah plašč, vsako leto sporoči proizvodnjo novih cepiv proti gripi..

Če povzamemo, makroevolucija in mikroevolucija predstavljata isti proces, ki ga poganjata naključna mutacija in naravna selekcija na različnih lestvicah. Čeprav je morda težko povezati spremembe, ki se pojavijo med mikroevolucijo (na primer razvoj odpornosti na zdravila), z makroevolucijskimi spremembami (kot je evolucija novih vrst), razmislite, koliko časa je potrebno za vsako. Mikroevolucijo lahko opazujemo v celotni življenjski dobi in jo lahko neposredno merimo. Mikroevolucija se pojavi z vsako novo generacijo in celo znotraj večceličnega organizma (kot pri raku). Makroevolucija traja veliko dlje časa in jo je treba gledati z druge perspektive. Življenje na Zemlji je mikroevolucijo doživljalo 3,8 milijarde let in to je veliko časa, da mikro dogodki ustvarijo makro rezultate.