Verschil tussen Microevolution en Macroevolution

Microevolutie versus macro-evolutie

Microevolutie verwijst naar de evolutie van populaties binnen dezelfde soort. Hoewel het nogal smal lijkt, omvat de term 'microevolutie' eigenlijk een verscheidenheid aan onderwerpen. Microevolutie is van bijzonder belang voor de mens, omdat het inzicht kan verschaffen in eventuele verschillen tussen menselijke populaties, of deze verschillen nu in vatbaarheid voor ziekte, lengte, vruchtbaarheid of een andere factor zijn. Wetenschappers hebben de verschillen tussen populaties van mensen bestudeerd om inzicht te krijgen in de oorzaken van ziekten. De studie van micro-evolutie helpt ons ook te begrijpen hoe ziekteverwekkers antibioticaresistentie verkrijgen. De soorten micro-evolutie die tot nu toe zijn beschreven, verwijzen naar de evolutie van populaties bestaande uit individuele organismen binnen dezelfde soort. Binnen multicellulaire organismen komt microevolutie ook voor in populaties van onze cellen. Artsen en wetenschappers bestuderen dit type micro-evolutie om een ​​van de meest voorkomende ziekten bij de mens te begrijpen: kanker. De ontwikkeling en progressie van kanker vereist in de meeste gevallen veel mutaties en het onderzoeken van cellen in een tumor kan inzicht geven in welke mutatie (s) het eerst plaatsvond en welke mutaties later plaatsvonden. Dit soort onderzoek kan mutaties aantonen die leiden tot kankermetastasen (het vermogen om zich naar andere weefsels te verspreiden) door mutaties in cellen die naar andere weefsels reisden te vergelijken met cellen die in de tumor vastzitten.

Macro-evolutie verwijst daarentegen naar de evolutie van hogere taxa, d.w.z. evolutie die optreedt op een niveau hoger dan binnen een enkele soort. Bij het denken aan macro-evolutie komt een beeld van een fylogenetische boom of de boom van het leven voor de geest. Het onderwerp macro-evolutie omvat de oorsprong van een soort, soortendiversiteit en overeenkomsten / verschillen tussen soorten. De studie van macro-evolutie kan worden gebruikt om te bepalen wat bepaalde plantensoorten toxisch maakt terwijl andere eetbaar zijn of waarom sommige dieren immuun zijn voor ziekten, terwijl andere vatbaar zijn. Uit onderzoek van uitgestorven homo-soorten om onze voorouders beter te begrijpen en te vergelijken hoe verschillende soorten ziekteverwekkers het immuunsysteem vermijden, heeft het onderwerp macro-evolutie veel grond nodig.

Ondanks deze verschillen impliceren zowel micro-evolutie als macro-evolutie dezelfde principes en treden ze op met hetzelfde mechanisme. Zowel micro-evolutie als macro-evolutie treden op als een gevolg van mutatie. Genomisch DNA is voortdurend onderhevig aan een lage mutatiesnelheid. Dit is waar, of het DNA van een cel in de kern wordt opgeslagen of dat het actief wordt gerepliceerd. Mutaties zijn veranderingen in de nucleotidesequentie die worden veroorzaakt door willekeurige schade of fouten tijdens replicatie of reparatie. Bovendien omvatten zowel macro- als micro-evolutie migratie, of de beweging van individuen tussen populaties, evenals genetische drift, of willekeurige veranderingen in de frequentie van bepaalde kenmerken of mutaties binnen een populatie. Ten slotte zijn zowel micro-evolutie als macro-evolutie producten van natuurlijke selectie. Natuurlijke selectie is het verspreiden of verdwijnen van een eigenschap in een populatie in de loop van de tijd (door verhoogde of verminderde overleving of voortplanting) die leidt tot een verandering in de frequentie van genotypen in de populatie.

Voor een beter begrip van natuurlijke selectie, laten we dit in de context van genmutatie beschouwen. De mutatie van genomisch DNA kan een van de drie uitkomsten produceren. Ten eerste kan de mutatie neutraal zijn, wat betekent dat er geen echte verandering in de cel of het organisme optreedt als gevolg van de mutatie. Dit type mutatie kan worden behouden of kan na verloop van tijd verloren gaan (door genetische drift). Het tweede type mutatie kan een gunstig resultaat opleveren, een efficiënter eiwit produceren of een ander voordeel aan de cel of het organisme geven. Het derde type mutatie is een schadelijke of ongunstige mutatie. Dit type mutatie is meestal verloren, omdat cellen of organismen die deze mutatie dragen, een verminderde mate van overleving of voortplanting kunnen hebben.

Verschillende gebieden van het genoom zijn onderhevig aan verschillende mutatiesnelheden. Bijvoorbeeld hebben gebieden die geen genen bevatten of geen sequenties die genen beïnvloeden mutatiesnelheden die gelijk zijn aan de frequentie van willekeurige fouten. Aan de andere kant zal een kritisch gen een zeer lage mutatiesnelheid hebben, omdat bijna elke mutatie in een kritisch gen schadelijk zal zijn. Deze genen worden 'in hoge mate geconserveerd' genoemd. De sequenties van sterk geconserveerde genen, zoals ribosomale eiwitten, kunnen worden gebruikt om vergelijkingen en hypotheses te maken over macroevolutie van verre verwante organismen (zoals bacteriën en dieren).

Andere genen zijn recenter geëvolueerd en kunnen uniek zijn voor een specifieke groep organismen. Het analyseren van sequentiegelijkenissen in deze genen kan informatie verschaffen over nauw verwante soorten (macro-evolutie) en kan zelfs worden gebruikt om verschillen tussen populaties of individuen van dezelfde soort (micro-evolutie) te vergelijken. Het influenzavirus evolueert bijvoorbeeld snel om herkenning van het immuunsysteem te voorkomen. In het geval van influenza zouden eventuele veranderingen (mutaties) in het hemagglutinine-eiwit op het virale oppervlak die het virus helpen het immuunsysteem te ontwijken, voordelig zijn. Onderzoek van influenza micro-evolutie veroorzaakt door genomische mutaties in manteleiwitten informeert de productie van nieuwe influenzavaccins elk jaar.

Samengevat vertegenwoordigen macro-evolutie en micro-evolutie hetzelfde proces, aangedreven door willekeurige mutatie en natuurlijke selectie, op verschillende schalen. Hoewel het moeilijk kan zijn om de veranderingen die optreden tijdens micro-evolutie (zoals de ontwikkeling van resistentie tegen geneesmiddelen) te koppelen aan macro-evolutionaire veranderingen (zoals de evolutie van nieuwe soorten), moet u overwegen hoeveel tijd voor elke soort nodig is. Microevolutie kan binnen een leven worden waargenomen en kan direct worden gemeten. Microevolutie treedt op bij elke nieuwe generatie en zelfs binnen een multicellulair organisme (zoals bij kanker). Macroevolutie duurt veel langer en moet vanuit een ander perspectief bekeken worden. Het leven op aarde ondergaat al 3,8 miljard jaar micro-evolutie en dat is veel tijd voor micro-evenementen om macro-resultaten te produceren.