Erinevus mikroevolutsiooni ja makroevolutsiooni vahel

Mikroevolutsioon vs makroevolutsioon

Mikroevolutsioon viitab sama liigi populatsioonide arengule. Ehkki see võib tunduda üsna kitsas, hõlmab mõiste "mikroevolutsioon" tegelikult mitmesuguseid teemasid. Mikrorevolutsioon pakub inimestele erilist huvi, kuna see võib anda ülevaate inimpopulatsioonide vahelistest erinevustest, olgu need erinevused haiguste vastuvõtlikkuses, pikkuses, viljakuses või mõnes muus teguris. Teadlased on uurinud inimeste populatsioonide erinevusi, et saada ülevaade haiguste põhjustest. Mikroevolutsiooni uurimine aitab meil ka mõista, kuidas patogeenid omandavad antibiootikumiresistentsuse. Siiani kirjeldatud mikroevolutsiooni tüübid viitavad sama liigi üksikutest organismidest koosnevate populatsioonide arengule. Mitmerakuliste organismide mikroevolutsioon toimub ka meie rakkude populatsioonides. Arstid ja teadlased uurivad seda tüüpi mikroevolutsiooni, et mõista ühte kõige levinumat inimese haigust: vähki. Vähi tekkeks ja progresseerumiseks on enamikul juhtudel vaja palju mutatsioone ning tuumorirakkude uurimine võib anda ülevaate sellest, millised mutatsioonid esmalt juhtusid ja millised mutatsioonid hiljem. Seda tüüpi uuringute abil on võimalik tuvastada mutatsioone, mis viivad vähktõve metastaaside tekkimiseni (võime levida teistesse kudedesse), võrreldes mutatsioone rakkudes, mis rändasid teistesse kudedesse rakkudega, mis on ummikus.

Makroevolutsioon viitab teiselt poolt kõrgemate taksonite evolutsioonile, st evolutsioonile, mis toimub kõrgemal tasemel kui ühe liigi sees. Makroevolutsioonile mõeldes tuleb meelde pilt fülogeneetilisest või elupuust. Makroevolutsiooni teema hõlmab liigi päritolu, liikide lahknemist ja liikide sarnasusi / erinevusi. Makroevolutsiooni uuringut saab kasutada selleks, et teha kindlaks, mis muudab teatavad taimeliigid mürgiseks, teised on söödavad või miks mõned loomad on haiguste suhtes immuunsed, teised aga vastuvõtlikud. Alates väljasurnud homoliikide uurimisest, et meie esivanematest paremini aru saada, kuni selleni, kuidas erinevad patogeenid immuunsussüsteemi väldivad, hõlmab makroevolutsiooni teema palju alust.

Nendele erinevustele vaatamata on nii mikroevolutsioonil kui ka makroevolutsioonil samad põhimõtted ja sama mehhanism. Nii mikroevolutsioon kui ka makroevolutsioon toimuvad mutatsiooni tagajärjel. Genoomse DNA mutatsioon toimub pidevalt. See on tõsi, kas raku DNA on tuumas või kui seda replitseeritakse aktiivselt. Mutatsioonid on nukleotiidijärjestuse muutused, mis on põhjustatud juhuslikest kahjustustest või vigadest replikatsiooni või parandamise käigus. Lisaks hõlmavad nii makro- kui ka mikroevolutsioon migratsiooni või üksikisikute liikumist populatsioonide vahel, samuti geneetilist triivi või juhuslikke muutusi teatud tunnuste või mutatsioonide sageduses populatsioonis. Ja lõpuks, nii mikroevolutsioon kui ka makroevolutsioon on loodusliku valiku tooted. Looduslik valik on tunnuse levimine või kadumine elanikkonnas aja jooksul (suurenenud või vähenenud ellujäämise või taastootmise kaudu), mis põhjustab genotüüpide sageduse muutumist populatsioonis.

Loodusliku valiku paremaks mõistmiseks kaalugem seda geenimutatsiooni kontekstis. Genoomse DNA mutatsioon võib anda ühe kolmest tulemusest. Esiteks võib mutatsioon olla neutraalne, mis tähendab, et mutatsiooni tagajärjel ei toimu raku ega organismi tegelikke muutusi. Seda tüüpi mutatsiooni võib säilitada või see võib aja jooksul kaduda (geneetilise triivi tõttu). Teist tüüpi mutatsioonid võivad anda soodsa tulemuse, tootes efektiivsemat valku või andes rakule või organismile mõne muu eelise. Kolmas mutatsioonitüüp on kahjulik või ebasoodne mutatsioon. Seda tüüpi mutatsioonid kaovad tavaliselt, kuna rakkudel või organismidel, mis seda mutatsiooni kannavad, võib ellujäämise või paljunemise määr olla vähenenud.

Genoomi erinevates piirkondades kehtivad erinevad mutatsioonikiirused. Näiteks piirkondades, mis ei sisalda geene või ei sisalda geene mõjutavaid järjestusi, on mutatsioonimäärad võrdsed juhuslike vigade sagedusega. Teisest küljest on kriitilisel geenil väga madal mutatsioonimäär, kuna peaaegu iga mutatsioon kriitilises geenis on kahjulik. Neid geene nimetatakse "väga konserveerituteks". Kõrgelt konserveerunud geenide järjestusi, näiteks ribosomaalseid valke, saab kasutada võrdluste tegemiseks ja hüpoteeside loomiseks kaugelt suguluses olevate organismide (näiteks bakterid ja loomad) makroevolutsiooni kohta.

Teised geenid on arenenud hiljuti ja võivad olla ainulaadsed kindla organismirühma suhtes. Nendes geenides esinevate järjestuste sarnasuste analüüsimine võib anda teavet tihedalt seotud liikide kohta (makroevolutsioon) ja seda saab kasutada isegi sama liigi populatsioonide või isendite erinevuste võrdlemiseks (mikroevolutsioon). Näiteks gripiviirus areneb kiiresti, et vältida immuunsussüsteemi äratundmist. Gripi puhul on eelistatud hemaglutiniini valgu muutused (mutatsioonid) viiruse pinnal, mis aitavad viirusel immuunsussüsteemist kõrvale hoida. Karvavalkude genoommutatsioonidest põhjustatud gripi mikroevolutsiooni uurimine annab teada uute gripivaktsiinide tootmisest igal aastal.

Kokkuvõtlikult võib öelda, et makro- ja mikroevolutsioon tähistavad sama protsessi, juhindudes juhuslikest mutatsioonidest ja looduslikust valikust, erineva ulatusega. Ehkki mikroevolutsiooni ajal (nt ravimresistentsuse kujunemine) toimuvate muutuste seostamine makroevolutsiooniliste muutustega (näiteks uute liikide evolutsiooniga) võib olla keeruline, kaaluge igaühe jaoks vajaminevat aega. Mikroevolutsiooni saab elu jooksul jälgida ja seda saab otseselt mõõta. Mikrorevolutsioon toimub iga uue põlvkonnaga ja isegi mitmerakulises organismis (nagu vähk). Makroevolutsioon võtab palju kauem aega ja seda tuleb vaadelda teisest vaatenurgast. Maakera elus on mikrorevolutsioon läbi teinud 3,8 miljardit aastat ja see on palju aega, et mikrosündmused annaksid makrotulemusi.