Różnica między mikroewolucją a makroewolucją

Mikroewolucja vs makroewolucja

Mikroewolucja odnosi się do ewolucji populacji w tym samym gatunku. Chociaż może wydawać się raczej wąskie, termin „mikroewolucja” faktycznie obejmuje różne tematy. Mikroewolucja jest szczególnie interesująca dla ludzi, ponieważ może zapewnić wgląd w wszelkie różnice między ludami ludzkimi, niezależnie od tego, czy różnice są podatności. Naukowcy badali różnice między populacjami ludzi w celu uzyskania wglądu w przyczyny chorób. Badanie mikroewolucji pomaga nam również zrozumieć, w jaki sposób patogeny nabywają oporność na antybiotyki. Rodzaje opisanych do tej pory typów mikroewolucji odnoszą się do ewolucji populacji składających się z poszczególnych organizmów w tym samym gatunku. W organizmach wielokomórkowych mikroewolucja występuje również w populacjach naszych komórek. Lekarze i naukowcy badają tego rodzaju mikroewolucję, aby zrozumieć jedną z najbardziej rozpowszechnionych chorób ludzkich: rak. Rozwój i postęp raka wymaga wielu mutacji w większości przypadków, a badanie komórek w guza może zapewnić wgląd w to, które mutacje miały miejsce, a mutacje miały miejsce później. Ten rodzaj badań może wskazać mutacje, które prowadzą do przerzutów do raka (zdolność do rozprzestrzeniania się na inne tkanki) poprzez porównanie mutacji w komórkach, które podróżowały do ​​innych tkanek z komórkami, utknęły w guza.

Z drugiej strony makroewolucja odnosi się do ewolucji wyższych taksonów, i.mi. ewolucja występująca na poziomie wyższym niż w jednym gatunku. Myśląc o makroewolucji, przychodzi na myśl obraz filogenetycznego drzewa lub drzewa życia. Temat makroewolucji obejmuje pochodzenie gatunku, rozbieżność gatunków oraz podobieństwa/różnice między gatunkami. Badanie makroewolucji można zastosować do ustalenia, co sprawia, że ​​niektóre gatunki roślin toksyczne, podczas gdy inne są jadalne lub dlaczego niektóre zwierzęta są odporne na choroby, podczas gdy inne są podatne. Od badania wymarłych gatunków homo po lepsze zrozumienie naszych przodków po porównanie tego, w jaki sposób różne typy patogenów unikają układu odpornościowego, temat makroewolucji obejmuje wiele gruntów.

Pomimo tych różnic, zarówno mikroewolucja, jak i makroewolucja obejmują te same zasady i występują w tym samym mechanizmie. Zarówno mikroewolucja, jak i makroewolucja występują w wyniku mutacji. Genomowy DNA stale podlega niskiej szybkości mutacji. Jest to prawdą, czy DNA komórki jest przechowywane w jądrze, czy też jest aktywnie replikowane. Mutacje to zmiany w sekwencji nukleotydowej, które są spowodowane losowymi uszkodzeniami lub błędami podczas replikacji lub naprawy. Ponadto zarówno makro-, jak i mikroewolucja obejmuje migrację lub ruch osób między populacjami, a także dryf genetyczny lub losowe zmiany częstotliwości niektórych cech lub mutacji w populacji. Wreszcie, zarówno mikroewolucja, jak i makroewolucja są produktami doboru naturalnego. Wybór naturalny to rozprzestrzenianie się lub zniknięcie cechy w populacji w czasie (poprzez zwiększone lub zmniejszone przeżycie lub reprodukcję), co prowadzi do zmiany częstotliwości genotypów w populacji.

Aby lepiej zrozumieć dobór naturalny, rozważmy to w kontekście mutacji genów. Mutacja genomowego DNA może przynieść jeden z trzech wyników. Po pierwsze, mutacja może być neutralna, co oznacza, że ​​żadna prawdziwa zmiana w komórce lub organizmie nie występuje w wyniku mutacji. Ten rodzaj mutacji może być utrzymywany lub utracony z czasem (z powodu dryfu genetycznego). Drugi rodzaj mutacji może przynieść korzystny wynik, tworząc bardziej wydajne białko lub nadać inną przewagę komórce lub organizmu. Trzeci typ mutacji to szkodliwa lub niekorzystna mutacja. Ten rodzaj mutacji jest zwykle utracony, ponieważ komórki lub organizmy przenoszące tę mutację mogą mieć zmniejszenie wskaźników przeżycia lub reprodukcji.

Różne obszary genomu podlegają różnym wskaźnikom mutacji. Na przykład obszary, które nie zawierają genów lub żadnych sekwencji, które wpływają na geny, mają szybkości mutacji, które są równe częstotliwości błędów losowych. Z drugiej strony gen krytyczny będzie miał bardzo niski wskaźnik mutacji, ponieważ prawie każda mutacja w krytycznym genie będzie szkodliwa. Geny te są określane jako „wysoce konserwowane”. Sekwencje wysoce konserwowanych genów, takich białek rybosomalnych, można zastosować do porównań i hipotez na temat makroewolucji odległych organizmów (takich jak bakterie i zwierzęta).

Inne geny ewoluowały ostatnio i mogą być unikalne dla określonej grupy organizmów. Analiza podobieństw sekwencji w tych genach może dostarczyć informacji o ściśle powiązanych gatunkach (makroewolucja), a nawet można je wykorzystać do porównania różnic między populacjami lub osobami tego samego gatunku (mikroewolucja). Na przykład wirus grypy szybko ewoluuje, aby uniknąć rozpoznawania układu odpornościowego. W przypadku grypy wszelkie zmiany (mutacje) w białku hemaglutyniny na powierzchni wirusa, które pomagają wirusowi uniknąć układu odpornościowego, byłyby korzystne. Badanie mikroewolucji grypy spowodowanej mutacjami genomowymi w białkach płaszcza informuje o produkcji nowych szczepionek przeciw grypie każdego roku.

Podsumowując, makroewolucja i mikroewolucja reprezentują ten sam proces, napędzany losową mutacją i doborem naturalnym, w różnych skalach. Chociaż powiązanie zmian występujących podczas mikroewolucji (takich jak rozwój oporności na leki) może być trudne do zmian makroewolucyjnych (takich jak ewolucja nowych gatunków), rozważ ilość czasu wymaganego dla każdego. Mikroewolucję można zaobserwować w ciągu życia i można ją bezpośrednio zmierzyć. Mikroewolucja występuje z każdym nowym pokoleniem, a nawet w organizmie wielokomórkowym (jak w raku). Makroewolucja zajmuje znacznie dłużej i musi być oglądana z innej perspektywy. Życie na ziemi przechodzi mikroewolucję od 3.8 miliardów lat, i to dużo czasu na wydarzenia mikro na wyniki makro.