Разница между микроэволюцией и макроэволюцией

Микроэволюция против Макроэволюции

Микроэволюция относится к эволюции популяций в пределах одного и того же вида. Хотя это может показаться довольно узким, термин «микроэволюция» фактически охватывает множество тем. Микроэволюция представляет особый интерес для людей, потому что она может дать представление о любых различиях между человеческими популяциями, будь то различия в восприимчивости к болезням, росте, фертильности или некотором другом факторе. Ученые изучают различия между популяциями людей, чтобы понять причины болезней. Изучение микроэволюции также помогает нам понять, как патогены приобретают устойчивость к антибиотикам. Типы микроэволюции, описанные до настоящего времени, относятся к эволюции популяций, состоящих из отдельных организмов одного и того же вида. В многоклеточных организмах микроэволюция также происходит в популяциях наших клеток. Врачи и ученые изучают этот тип микроэволюции, чтобы понять одну из самых распространенных болезней человека: рак. Развитие и прогрессирование рака требуют многих мутаций в большинстве случаев, и исследование клеток в опухоли может дать представление о том, какие мутации произошли первыми, а какие произошли позже. Этот тип исследования может выявить мутации, которые приводят к метастазированию рака (способность распространяться в другие ткани), сравнивая мутации в клетках, которые попали в другие ткани с клетками, застрявшими в опухоли..

Макроэволюция, с другой стороны, относится к эволюции более высоких таксонов, то есть эволюции, происходящей на уровне выше, чем в пределах одного вида. Когда мы думаем о макроэволюции, на ум приходит образ филогенетического дерева или дерева жизни. Тема макроэволюции охватывает происхождение вида, расхождение видов и сходства / различия между видами. Изучение макроэволюции может быть использовано для определения того, что делает определенные виды растений токсичными, в то время как другие съедобны, или почему некоторые животные невосприимчивы к болезням, в то время как другие восприимчивы. Тема макроэволюции охватывает множество вопросов: от изучения вымерших видов гомо до лучшего понимания наших предков и сравнения того, как различные типы патогенов избегают иммунной системы..

Несмотря на эти различия, как микроэволюция, так и макроэволюция включают одни и те же принципы и происходят по одному и тому же механизму. И микроэволюция, и макроэволюция происходят как следствие мутации. Геномная ДНК постоянно подвержена мутации. Это верно независимо от того, хранится ли клеточная ДНК в ядре или активно реплицируется. Мутации - это изменения в нуклеотидной последовательности, вызванные случайным повреждением или ошибками во время репликации или репарации. Кроме того, как макро-, так и микроэволюция включают миграцию или перемещение особей между популяциями, а также генетический дрейф или случайные изменения частоты определенных признаков или мутаций в популяции. Наконец, как микроэволюция, так и макроэволюция являются продуктами естественного отбора. Естественный отбор - это распространение или исчезновение признака в популяции с течением времени (за счет увеличения или уменьшения выживаемости или размножения), что приводит к изменению частоты генотипов в популяции..

Чтобы лучше понять естественный отбор, давайте рассмотрим его в контексте генной мутации. Мутация геномной ДНК может привести к одному из трех результатов. Во-первых, мутация может быть нейтральной, что означает, что в результате мутации не происходит никаких реальных изменений в клетке или организме. Этот тип мутации может сохраняться или может быть потерян со временем (из-за генетического дрейфа). Мутация второго типа может привести к благоприятному исходу, вырабатывая более эффективный белок или придавая клетке или организму какое-то другое преимущество. Третий тип мутации - это вредная или неблагоприятная мутация. Этот тип мутации обычно теряется, поскольку клетки или организмы, которые несут эту мутацию, могут иметь сниженные показатели выживания или размножения..

Различные области генома подвержены различным скоростям мутации. Например, области, которые не содержат генов или не имеют последовательностей, влияющих на гены, имеют частоту мутаций, равную частоте случайных ошибок. С другой стороны, критический ген будет иметь очень низкую частоту мутаций, потому что почти любая мутация в критическом гене будет вредной. Эти гены называются «высоко консервативными». Последовательности высококонсервативных генов, таких как рибосомные белки, могут быть использованы для сравнения и гипотез о макроэволюции отдаленно связанных организмов (таких как бактерии и животные).

Другие гены появились совсем недавно и могут быть уникальными для определенной группы организмов. Анализ сходства последовательностей в этих генах может предоставить информацию о близкородственных видах (макроэволюция) и даже может использоваться для сравнения различий между популяциями или особями одного и того же вида (микроэволюция). Например, вирус гриппа быстро развивается, чтобы избежать распознавания иммунной системы. В случае гриппа любые изменения (мутации) в белке гемагглютинина на вирусной поверхности, которые помогают вирусу уклониться от иммунной системы, были бы полезны. Изучение микроэволюции гриппа, вызванной геномными мутациями белков оболочки, позволяет ежегодно выпускать новые вакцины против гриппа..

Таким образом, макроэволюция и микроэволюция представляют собой один и тот же процесс, обусловленный случайной мутацией и естественным отбором, в разных масштабах. Хотя может быть трудно связать изменения, которые происходят во время микроэволюции (такие как развитие лекарственной устойчивости) с макроэволюционными изменениями (такими как эволюция новых видов), рассмотрите количество времени, которое требуется для каждого. Микроэволюция может наблюдаться в течение всей жизни и может быть измерена напрямую. Микроэволюция происходит с каждым новым поколением и даже внутри многоклеточного организма (как при раке). Макроэволюция занимает гораздо больше времени и должна рассматриваться с другой точки зрения. Жизнь на Земле переживала микроэволюцию в течение 3,8 миллиардов лет, и это много времени для микро событий для получения макро результатов.