Microevolution: הגדרה, תהליך, מיקרו מול מאקרו ודוגמאות

צ'ארלס דרווין היה בריאתן וחוקר טבע וגאולוג מיומן. במהלך מסע באוקיינוס ​​בשנות ה -30 של המאה ה -20, התצפיות של דרווין על חיי בעלי חיים וצמחים בקרב איי גלפגוס הביאו אותו לפתח את תורת האבולוציה שלו. הוא החזיק ברעיון במשך 20 שנה מבלי לפרסם אותו, עד אלפרד רוסל וואלאס, שהעלה את אותם רעיונות באופן עצמאי, שכנע אותו לחלוק אותם עם העולם.

הם הציגו את ממצאיהם בפני הקהילה המדעית יחד, אך ספרו של דרווין בנושא נמכר הרבה יותר טוב. הוא זכור הרבה יותר טוב עד היום, ואילו וואלאס נשכח בעיקר מהציבור הרחב.

צ'ארלס דארווין ואלפרד רוסל וואלאס הציג לעולם את התיאוריות שלהם על האבולוציה באמצע המאה העשרים. ברירה טבעית הוא המנגנון העיקרי המניע את האבולוציה, ואפשר לחלק את האבולוציה לשני סוגים:

• התפתחות מקרו
• מיקרו-אבולוציה

שני סוגים אלה הם קצוות שונים של אותו ספקטרום. שניהם מתארים את השינוי הגנטי המתמיד המתרחש אצל מינים חיים בתגובה לסביבה אך בדרכים שונות בתכלית.

התפתחות מקרו מתייחס לשינויים גדולים באוכלוסייה לאורך תקופות זמן ארוכות מאוד, כגון מין המסתעף לשני מינים נפרדים. מיקרו-אבולוציה הכוונה לתהליך אבולוציוני בקנה מידה קטן לפיו מאגר הגנים של אוכלוסיה משתנה על פני תקופה קצרה, בדרך כלל כתוצאה מברירה טבעית.

אבולוציה הוא שינוי הדרגתי של מין לאורך תקופה ארוכה. דרווין עצמו לא השתמש במונח אבולוציה אלא השתמש בביטוי "מוצא עם שינויים"בספרו משנת 1859 שהציג לעולם את מושג האבולוציה," על מקור המינים באמצעי הברירה הטבעית. "

ברירה טבעית פועל על אוכלוסייה שלמה של מין בבת אחת ולוקח דורות רבים, לאורך אלפי או מיליוני שנים רבות.

הרעיון היה שחלק ממוטציות הגן מועדפות על ידי סביבתו של מין; במילים אחרות, הם עוזרים לצאצאים שברשותם לעשות עבודה טובה יותר בהישרדות ובהתרבות. אלה עוברים בתדירות הולכת וגוברת עד שהצאצא עם הגן המוטציה כבר אינו מאותו המין כמו האדם המקורי עם מוּטָצִיָה.

מיקרו-התפתחות ומקרו-התפתחות הם שני צורות התפתחות. שניהם מונעים מאותם מנגנונים. בנוסף לבחירה הטבעית, מנגנונים אלה כוללים:

• מבחר מלאכותי
• מוּטָצִיָה
• סחף גנטי
• זרימת גנים

מיקרו-התפתחות מתייחסת לשינויים אבולוציוניים בתוך מין (או אוכלוסיה יחידה של מין) לאורך פרק זמן קצר יחסית. השינויים לעיתים קרובות משפיעים רק על תכונה אחת באוכלוסיה, או על קבוצה קטנה של גנים.

התפתחות מקרו מתרחשת לאורך תקופות זמן ארוכות מאוד, לאורך דורות רבים. התפתחות מקרו מתייחסת להתפשטות של מין לשני מינים או להיווצרות קבוצות סיווג טקסונומיות חדשות.

התפתחות מיקרו מתרחשת כאשר קורה שינוי בגן או בגנים השולטים בתכונה אחת באורגניזם בודד. שינוי זה הוא בדרך כלל מוטציה, כלומר שינוי אקראי שקורה ללא סיבה מיוחדת. ה מוּטָצִיָה אינו מספק שום יתרון עד שהוא מועבר לצאצאים.

כאשר מוטציה זו אכן מעניקה לצאצאים יתרון בחיים, התוצאה היא כי הצאצאים מסוגלים יותר להביא צאצאים בריאים. גם לצאצאים מהדור הבא שירשו את המוטציה הגנטית יתרון ויהיה להם סיכוי רב יותר לצאצאים בריאים, והתבנית תימשך.

מבחר מלאכותי יש תוצאות דומות במידה ניכרת על אוכלוסיית מינים לברירה הטבעית. למעשה, דרווין הכיר את השימוש בבחירה מלאכותית בחקלאות ובתעשיות אחרות, ומנגנון זה עורר את תפיסתו לגבי תהליך מקביל שקורה בטבע.

שני התהליכים כוללים עיצוב של מין גנום דרך כוחות חיצוניים. היכן שההשפעה של הברירה הטבעית היא טִבעִי סביבה ומעצבת תכונות המותאמות בצורה הטובה ביותר לשרוד ולהתרבות בהצלחה, הברירה המלאכותית היא התפתחות המושפעת על ידי בני האדם על צמחים, בעלי חיים ואורגניזמים אחרים.

בני אדם השתמשו בבחירה מלאכותית במשך אלפי שנים על מנת לביית מיני בעלי חיים שונים, החל מהזאב (אשר פעם אחת מבויתת, מסועפת לכלב, מין נפרד) וממשיכה עם חיות משא ובעלי חיים אחרים שיכולים לשמש תחבורה או אוכל.

בני אדם גידלו רק את בעלי החיים שהיו בעלי התכונות הנחשקות ביותר למטרתם וחזרו על כך בכל דור. זה נמשך עד, למשל, הסוסים שלהם היו צייתניים וחזקים, וכלביהם היו ידידותיים, מיומנים על שותפים לציד והזעיקו את בני האדם מפני איומים הבאים.

בני אדם השתמשו גם בבחירה מלאכותית על צמחים, הצמחו להתרבות עד שהיו קשים יותר, היו בעלי תשואות טובות יותר והוחזקו מאפיינים רצויים אחרים שאולי אינם תואמים את הסביבה הטבעית היו מובילים את הצמחים בהדרגה לקראת. הברירה המלאכותית נוטה לקרות הרבה יותר מהר מאשר הברירה הטבעית, אם כי זה לא תמיד המקרה.

באוכלוסיה קטנה, במיוחד באיזור גיאוגרפי בלתי נגיש כמו אי או עמק, למוטציה מועילה זו יכולה להיות השפעה מהירה יחסית על אוכלוסיית המינים. בקרוב, הצאצאים עם היתרון יהיו רוב האוכלוסייה. שינויים מיקרו-אבולוציוניים אלה נקראים סחף גנטי.

כאשר אוכלוסיה עם מספר מועט של אנשים נחשפת ליחידים חדשים שמביאים חדשים אללים (מוטציות חדישות) למאגר הגנים, נקרא השינוי המהיר יחסית לאוכלוסיה זרימת גנים. על ידי הגדלת המגוון הגנטי של האוכלוסייה, ייתכן שהמין פחות יתפצל לשני מינים חדשים.

דוגמה למיקרו-אבולוציה תהיה כל תכונה שמתוודעת לאוכלוסייה קטנה לאורך זמן קצר יחסית תקופה, דרך היסחפות גנטית אקראית או הכנסת אנשים חדשים עם מרכיב גנטי חדשני אוּכְלוֹסִיָה.

לדוגמא, יכול להיות אלל המספק למין ציפור מסוים שינוי בעיניו המאפשר לו חדות ראייה טובה למרחקים ארוכים יותר מחבריו. כל הציפורים שיורשות אלל זה מסוגלות לזהות תולעים, פירות יער ומקורות מזון אחרים רחוקים יותר ומגבהים גדולים יותר מהעופות האחרים.

הם ניזונים טוב יותר ומסוגלים לעזוב את הקן לציד ולזונה לפרקי זמן קצרים לפני שהם חוזרים לבטחון מפני טורפים. הם שורדים כדי להתרבות בתדירות גבוהה יותר מהעופות האחרים; ה תדר האלל גדל באוכלוסייה, מה שמוביל ליותר ציפורים מאותו המין עם ראייה חדה למרחקים ארוכים.

דוגמא נוספת היא חיידקית עמידות לאנטיביוטיקה. האנטיביוטיקה הורגת את כל תאי החיידק למעט אלה שאינם מגיבים להשפעותיו. אם חסינות החיידק הייתה א תורשתי תכונה, אז התוצאה של הטיפול האנטיביוטי הייתה שהחסינות הועברה לדור הבא של תאי חיידקים, וגם הם יהיו עמידים לאנטיביוטיקה.