Różnica między mikroewolucją a makroewolucją

Mikroewolucja kontra makroewolucja

Mikroewolucja odnosi się do ewolucji populacji tego samego gatunku. Chociaż może się to wydawać dość wąskie, termin „mikroewolucja” obejmuje różne tematy. Mikroewolucja jest szczególnie interesująca dla ludzi, ponieważ może zapewnić wgląd w wszelkie różnice między populacjami ludzkimi, niezależnie od tego, czy różnice te dotyczą podatności na choroby, wzrostu, płodności lub innych czynników. Naukowcy badali różnice między populacjami ludzi, aby uzyskać wgląd w przyczyny chorób. Badanie mikroewolucji pomaga nam również zrozumieć, w jaki sposób patogeny nabywają oporność na antybiotyki. Opisane dotychczas typy mikroewolucji odnoszą się do ewolucji populacji składających się z pojedynczych organizmów w obrębie tego samego gatunku. W organizmach wielokomórkowych mikroewolucja występuje również w populacjach naszych komórek. Lekarze i naukowcy badają ten typ mikroewolucji, aby zrozumieć jedną z najbardziej rozpowszechnionych chorób u ludzi: raka. Rozwój i postęp raka wymaga w większości przypadków wielu mutacji, a badanie komórek w guzie może zapewnić wgląd w to, które mutacje wystąpiły najpierw, a które później. Ten rodzaj badań może wskazać mutacje prowadzące do przerzutów raka (zdolność do rozprzestrzeniania się na inne tkanki) poprzez porównanie mutacji w komórkach, które podróżowały do ​​innych tkanek z komórkami utkniętymi w guzie.

Makroewolucja natomiast odnosi się do ewolucji wyższych taksonów, tj. Ewolucji zachodzącej na poziomie wyższym niż w obrębie jednego gatunku. Myśląc o makroewolucji, przychodzi na myśl obraz drzewa filogenetycznego lub drzewa życia. Temat makroewolucji obejmuje pochodzenie gatunku, rozbieżność gatunków oraz podobieństwa / różnice między gatunkami. Badanie makroewolucji może być wykorzystane do ustalenia, co powoduje, że niektóre gatunki roślin są toksyczne, podczas gdy inne są jadalne lub dlaczego niektóre zwierzęta są odporne na choroby, podczas gdy inne są podatne. Od badania wymarłych gatunków Homo, aby lepiej zrozumieć naszych przodków, po porównanie, w jaki sposób różne typy patogenów unikają układu odpornościowego, temat makroewolucji obejmuje wiele gruntów.

Pomimo tych różnic zarówno mikroewolucja, jak i makroewolucja podlegają tym samym zasadom i zachodzą według tego samego mechanizmu. Zarówno mikroewolucja, jak i makroewolucja występują w wyniku mutacji. Genomowe DNA jest stale przedmiotem niskiej mutacji. Dzieje się tak niezależnie od tego, czy DNA komórki jest przechowywane w jądrze, czy aktywnie się replikuje. Mutacje to zmiany w sekwencji nukleotydowej spowodowane przypadkowym uszkodzeniem lub błędami podczas replikacji lub naprawy. Ponadto zarówno makro-, jak i mikroewolucja obejmuje migrację lub przemieszczanie się osobników między populacjami, a także dryf genetyczny lub przypadkowe zmiany w częstotliwości niektórych cech lub mutacji w populacji. Wreszcie, zarówno mikroewolucja, jak i makroewolucja są produktami doboru naturalnego. Dobór naturalny to rozprzestrzenianie się lub zanikanie cechy w populacji w czasie (poprzez zwiększone lub zmniejszone przeżycie lub rozmnażanie), co prowadzi do zmiany częstotliwości genotypów w populacji.

Aby lepiej zrozumieć dobór naturalny, rozważmy go w kontekście mutacji genów. Mutacja genomowego DNA może dać jeden z trzech wyników. Po pierwsze, mutacja może być neutralna, co oznacza, że ​​w wyniku mutacji nie zachodzą żadne rzeczywiste zmiany w komórce lub organizmie. Ten typ mutacji może zostać utrzymany lub może zostać utracony z czasem (z powodu dryfu genetycznego). Drugi typ mutacji może dawać korzystny wynik, wytwarzając bardziej wydajne białko lub nadając komórce lub organizmowi inne zalety. Trzeci typ mutacji to mutacja szkodliwa lub niekorzystna. Ten typ mutacji jest zwykle tracony, ponieważ komórki lub organizmy, które niosą tę mutację, mogą mieć zmniejszone wskaźniki przeżycia lub reprodukcji.

Różne obszary genomu podlegają różnym wskaźnikom mutacji. Na przykład obszary, które nie zawierają genów lub sekwencji, które wpływają na geny, mają wskaźniki mutacji równe częstotliwości błędów losowych. Z drugiej strony, gen krytyczny będzie miał bardzo niski wskaźnik mutacji, ponieważ prawie każda mutacja w genie krytycznym będzie szkodliwa. Geny te nazywane są „wysoce konserwatywnymi”. Sekwencje wysoce konserwowanych genów, takich jak białka rybosomalne, można wykorzystać do porównań i hipotez dotyczących makroewolucji odległych organizmów pokrewnych (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 blisko spokrewnionych gatunkach (makroewolucja), a nawet może być wykorzystana do porównania różnic między populacjami lub osobnikami tego samego gatunku (mikroewolucja). Na przykład wirus grypy ewoluuje szybko, aby uniknąć rozpoznania układu odpornościowego. W przypadku grypy korzystne byłyby wszelkie zmiany (mutacje) białka hemaglutyniny na powierzchni wirusa, które pomagają wirusowi uniknąć systemu odpornościowego. Badanie mikroewolucji grypy wywołanej mutacjami genomowymi w białkach płaszcza informuje o produkcji nowych szczepionek przeciw grypie.

Podsumowując, makroewolucja i mikroewolucja reprezentują ten sam proces, napędzany losową mutacją i selekcją naturalną, w różnych skalach. Chociaż powiązanie zmian zachodzących podczas mikroewolucji (takich jak rozwój oporności na leki) ze zmianami makroewolucyjnymi (np. Ewolucja nowych gatunków) może być trudne, należy rozważyć czas potrzebny na każdą z nich. Mikroewolucję można zaobserwować w ciągu całego życia i można ją bezpośrednio zmierzyć. Mikroewolucja występuje z każdym nowym pokoleniem, a nawet w organizmie wielokomórkowym (jak w przypadku raka). Makroewolucja zajmuje znacznie więcej czasu i musi być postrzegana z innej perspektywy. Życie na Ziemi przechodzi mikroewolucję od 3,8 miliarda lat, a to wiele czasu, aby mikro wydarzenia przyniosły wyniki makro.