Різниця між мікроеволюцією та макроеволюцією

Мікроеволюція проти макроеволюції

Під мікроеволюцією розуміється еволюція популяцій одного і того ж виду. Хоча це може здатися досить вузьким, термін «мікроеволюція» насправді включає різноманітні теми. Мікроеволюція представляє особливий інтерес для людини, оскільки вона може дати розуміння будь-яких відмінностей між людськими популяціями, незалежно від того, чи є ці відмінності у сприйнятливості до хвороб, зрості, фертильності чи іншому факторі. Вчені вивчають відмінності між популяціями людей, щоб отримати розуміння причин захворювань. Вивчення мікроеволюції також допомагає нам зрозуміти, як збудники набувають стійкості до антибіотиків. Описані досі типи мікроеволюції стосуються еволюції популяцій, що складаються з окремих організмів у межах одного виду. Усередині багатоклітинних організмів мікроеволюція відбувається також у популяціях наших клітин. Медики та вчені вивчають цей тип мікроеволюції, щоб зрозуміти одне з найпоширеніших захворювань людини: рак. Розвиток та прогресування раку вимагає багатьох мутацій у більшості випадків, а обстеження клітин пухлини може дати зрозуміти, які мутації відбулися спочатку та які мутації відбулися пізніше. Цей тип досліджень дозволяє точно визначити мутації, що призводять до метастазування раку (здатність поширюватися на інші тканини), порівнюючи мутації в клітинах, які подорожували в інші тканини з клітинами, застрягли в пухлині.

Макроеволюція, з іншого боку, стосується еволюції вищих таксонів, тобто еволюції, що відбувається на рівні вищому, ніж у одного виду. Думаючи про макроеволюцію, на думку приходить образ філогенетичного дерева або дерева життя. Тема макроеволюції охоплює походження виду, розбіжність видів та подібність / відмінності між видами. Вивчення макроеволюції може бути використане для визначення того, що робить певні види рослин токсичними, а інші їстівні або чому деякі тварини несприйнятливі до хвороб, а інші чутливі. З огляду вимерлих видів Homo, щоб краще зрозуміти наших предків до порівняння того, як різні типи збудників уникають імунної системи, тема макроеволюції охоплює багато підстав.

Незважаючи на ці відмінності, і мікроеволюція, і макроеволюція передбачають однакові принципи і відбуваються за одним і тим же механізмом. І мікроеволюція, і макроеволюція відбуваються як наслідок мутації. Геномна ДНК постійно піддається низькій швидкості мутації. Це вірно, чи зберігається ДНК клітини в ядрі, або вона активно реплікується. Мутації - це зміни в нуклеотидній послідовності, які викликані випадковим пошкодженням або помилками під час реплікації чи відновлення. Крім того, і макро-, і мікроеволюція передбачають міграцію, або переміщення особин між популяціями, а також генетичний дрейф або випадкові зміни частоти певних ознак або мутацій у популяції. Нарешті, і мікроеволюція, і макроеволюція є продуктами природного відбору. Природний відбір - це поширення чи зникнення ознаки у популяції з часом (через збільшення чи зменшення виживання чи розмноження), що призводить до зміни частоти генотипів у популяції.

Щоб краще зрозуміти природний відбір, давайте розглянемо це в контексті мутації генів. Мутація геномної ДНК може дати один з трьох результатів. По-перше, мутація може бути нейтральною, це означає, що в результаті мутації не відбувається реальних змін клітини чи організму. Цей тип мутацій може зберігатися або може втрачатися з часом (через генетичний дрейф). Другий тип мутації може дати сприятливий результат, виробляючи більш ефективний білок або надаючи інші клітини або організм інші переваги. Третій тип мутації - це згубна або несприятлива мутація. Цей тип мутації зазвичай втрачається, оскільки клітини або організми, що переносять цю мутацію, можуть мати знижені показники виживання або розмноження.

Різні ділянки геному піддаються різній швидкості мутації. Наприклад, області, які не містять генів або не мають послідовностей, що впливають на гени, мають коефіцієнт мутації, рівний частоті випадкових помилок. З іншого боку, критичний ген матиме дуже низьку швидкість мутації, оскільки майже будь-яка мутація критичного гена буде шкідливою. Ці гени називають «високозбереженими». Послідовності високозбережених генів, таких рибосомних білків, можна використовувати для порівняння та гіпотез про макроеволюцію віддалених споріднених організмів (таких як бактерії та тварини).

Інші гени еволюціонували останнім часом і можуть бути унікальними для певної групи організмів. Аналіз подібності послідовностей у цих генах може надати інформацію про близькоспоріднені види (макроеволюція) і навіть може бути використаний для порівняння відмінностей між популяціями або особинами одного виду (мікроеволюція). Наприклад, вірус грипу еволюціонує швидко, щоб уникнути розпізнавання імунної системи. У випадку грипу будь-які зміни (мутації) білка гемаглютиніну на вірусної поверхні, які допомагають вірусу ухилятися від імунної системи, були б вигідними. Дослідження мікроеволюції грипу, спричиненої геномними мутаціями білків оболонки, інформує про виробництво нових вакцин проти грипу щороку.

Підсумовуючи, макроеволюція та мікроеволюція являють собою один і той же процес, керований випадковою мутацією та природним відбором, у різних масштабах. Хоча може бути важко пов'язати зміни, які відбуваються під час мікроеволюції (наприклад, розвиток стійкості до лікарських засобів), до макроеволюційних змін (наприклад, еволюції нових видів), врахуйте кількість часу, яка потрібна кожному. Мікроеволюцію можна спостерігати протягом життя і її можна безпосередньо виміряти. Мікроеволюція відбувається з кожним новим поколінням і навіть всередині багатоклітинного організму (як у раку). Макроеволюція займає набагато більше часу, і її потрібно розглядати з іншого погляду. Життя на Землі зазнає мікроеволюції протягом 3,8 мільярда років, і це дуже багато часу для мікроподій для отримання макрорезультатів.