Microevolution and Macroevolution
Microevolution odnosi się do ewolucji populacji w obrębie tego samego gatunku. Chociaż może wydawać się to dość wąskie, termin "mikroewolucja" obejmuje w rzeczywistości wiele różnych tematów. 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 chorobę, wzrostu, płodności lub jakiegoś innego czynnika. Naukowcy badali różnice między populacjami ludzi, aby uzyskać wgląd w przyczyny chorób. Badanie mikroewolucji pomaga również zrozumieć, w jaki sposób patogeny nabywają oporność na antybiotyki. Opisane dotychczas rodzaje 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 rodzaj mikroewolucji, aby zrozumieć jedną z najbardziej rozpowszechnionych chorób człowieka: raka. Rozwój i progresja raka wymaga w większości przypadków wielu mutacji, a badanie komórek w guzie może dostarczyć wglądu w to, która mutacja (mutacje) nastąpiła pierwsza i które mutacje nastąpiły później. Ten rodzaj badań może wskazać mutacje, które prowadzą do przerzutów nowotworowych (zdolność do rozprzestrzeniania się do innych tkanek) poprzez porównywanie mutacji w komórkach, które podróżowały do innych tkanek z komórkami utknęły w guzie.
Z kolei makroewolucja odnosi się do ewolucji wyższych taksonów, tj. Do rozwoju zachodzącego 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, rozbieżności gatunków oraz podobieństwa / różnice między gatunkami. Badanie makroewolucji można wykorzystać do określenia, co powoduje, że pewne 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, porównując, w jaki sposób różne typy patogenów unikają układu odpornościowego, temat makroewolucji obejmuje wiele aspektów.
Pomimo tych różnic, zarówno mikroewolucja jak i makroewolucja obejmują te same zasady i zachodzą w tym samym mechanizmie. Zarówno mikroewolucja jak i makroewolucja występują w wyniku mutacji. Genomowe DNA podlega ciągłej niskiej mutacji. Jest to prawdą, czy DNA komórki jest przechowywane w jądrze, czy jest aktywnie replikowane. Mutacje są zmianami w sekwencji nukleotydów, które są spowodowane przypadkowym uszkodzeniem lub błędami podczas replikacji lub naprawy. Ponadto zarówno makro- jak i mikroewolucja obejmuje migrację lub ruch jednostek między populacjami, jak również dryf genetyczny lub przypadkowe zmiany w częstotliwości pewnych cech lub mutacji w obrębie populacji. Wreszcie, zarówno mikroewolucja jak i makroewolucja są produktami doboru naturalnego. Selekcja naturalna to rozprzestrzenianie się lub zanikanie cechy w populacji w czasie (poprzez zwiększone lub zmniejszone przeżycie lub reprodukcję), która prowadzi do zmiany częstości występowania genotypów w populacji.
Aby lepiej zrozumieć dobór naturalny, rozważmy to w kontekście mutacji genowej. Mutacja genomowego DNA może dać jeden z trzech wyników. Po pierwsze, mutacja może być neutralna, co oznacza, że w wyniku mutacji nie następuje żadna realna zmiana w komórce lub organizmie. Ten rodzaj mutacji może być zachowany lub może zostać utracony wraz z upływem czasu (z powodu dryfu genetycznego). Drugi rodzaj mutacji może dać korzystny wynik, wytwarzając bardziej wydajne białko lub nadając komórce lub organizmowi inną korzyść. Trzeci rodzaj mutacji to szkodliwa lub niekorzystna mutacja. Ten rodzaj mutacji jest zwykle tracony, ponieważ komórki lub organizmy niosące tę mutację mogą mieć zmniejszone wskaźniki przeżycia lub reprodukcji.
Różne obszary genomu podlegają różnym wskaźnikom mutacji. Na przykład obszary, które nie zawierają genów lub nie mają sekwencji wpływających na geny, mają współczynniki mutacji równe częstotliwości błędów losowych. Z drugiej strony, gen krytyczny będzie miał bardzo niski wskaźnik mutacji, ponieważ niemal każda mutacja w genie krytycznym będzie szkodliwa. Te geny są określane jako "wysoce konserwatywne". Sekwencje wysoce konserwatywnych genów, takich jak białka rybosomalne, można wykorzystać do porównań i hipotez dotyczących makroewolucji odległych organizmów (takich jak bakterie i zwierzęta).
Inne geny ewoluowały jeszcze niedawno i mogą być unikalne dla określonej grupy organizmów. Analiza podobieństw sekwencji w tych genach może dostarczyć informacji na temat blisko spokrewnionych gatunków (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 będą wszelkie zmiany (mutacje) białka hemaglutyniny na powierzchni wirusa, które pomagają wirusowi uniknąć systemu immunologicznego. Badanie mikroewolucji grypy wywołane mutacjami genomowymi w białkach płaszcza informuje każdego roku o nowych szczepionkach przeciw grypie.
Podsumowując, makroewolucja i mikroewolucja reprezentują ten sam proces, oparty na losowej mutacji i selekcji naturalnej, w różnych skalach. Chociaż może być trudne powiązanie zmian zachodzących podczas mikroewolucji (takich jak rozwój lekooporności) ze zmianami makroewolucyjnymi (takimi jak ewolucja nowych gatunków), należy wziąć pod uwagę czas wymagany dla każdego z nich. Microevolution można zaobserwować w ciągu całego życia i można go zmierzyć bezpośrednio. Mikroewolucja występuje z każdym nowym pokoleniem, a nawet w organizmie wielokomórkowym (jak w przypadku raka). Macroevolution zajmuje znacznie więcej czasu i musi być oglądany z innej perspektywy. Życie na ziemi przechodzi mikroewolucję przez 3,8 miliarda lat, a to bardzo dużo czasu dla mikro zdarzeń, aby uzyskać makro wyniki.
