Sự khác biệt giữa Microevolution và Macroevolution

Microevolution vs Macroevolution

Microevolution đề cập đến sự tiến hóa của các quần thể trong cùng một loài. Mặc dù có vẻ khá hẹp, thuật ngữ 'microevolution' thực sự bao gồm nhiều chủ đề khác nhau. Microevolution được con người đặc biệt quan tâm, bởi vì nó có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về bất kỳ sự khác biệt nào giữa các quần thể người, cho dù những khác biệt này là về tính nhạy cảm của bệnh, chiều cao, khả năng sinh sản, hoặc một số yếu tố khác. Các nhà khoa học đã nghiên cứu sự khác biệt giữa các nhóm dân cư để có cái nhìn sâu sắc về nguyên nhân gây bệnh. Nghiên cứu về vi tiến hóa cũng giúp chúng ta hiểu làm thế nào mầm bệnh thu được kháng kháng sinh. Các loại vi tiến hóa được mô tả cho đến nay đề cập đến sự tiến hóa của các quần thể bao gồm các sinh vật riêng lẻ trong cùng một loài. Trong các sinh vật đa bào, vi tiến hóa cũng xảy ra trong quần thể tế bào của chúng ta. Các bác sĩ và các nhà khoa học nghiên cứu loại vi tiến hóa này để hiểu một trong những bệnh phổ biến nhất ở người: ung thư. Sự phát triển và tiến triển của ung thư đòi hỏi nhiều đột biến trong hầu hết các trường hợp và kiểm tra các tế bào trong khối u có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về (các) đột biến xảy ra trước và đột biến nào xảy ra sau đó. Loại nghiên cứu này có thể xác định chính xác các đột biến dẫn đến di căn ung thư (khả năng lây lan sang các mô khác) bằng cách so sánh các đột biến trong các tế bào di chuyển đến các mô khác với các tế bào bị mắc kẹt trong khối u.

Mặt khác, sự tiến hóa vĩ mô đề cập đến sự tiến hóa của phân loại cao hơn, tức là sự tiến hóa xảy ra ở cấp độ cao hơn trong một loài. Khi nghĩ về sự tiến hóa vĩ mô, một hình ảnh của một cây phát sinh hoặc cây sự sống hiện lên trong tâm trí. Chủ đề của tiến hóa vĩ mô bao gồm nguồn gốc của một loài, sự phân kỳ loài và sự tương đồng / khác biệt giữa các loài. Nghiên cứu về tiến hóa vĩ mô có thể được sử dụng để xác định điều gì làm cho một số loài thực vật độc hại trong khi những loài khác có thể ăn được hoặc tại sao một số động vật miễn dịch với bệnh trong khi những loài khác dễ mắc bệnh. Từ việc kiểm tra các loài Homo đã tuyệt chủng để hiểu rõ hơn về tổ tiên của chúng ta đến việc so sánh các loại mầm bệnh khác nhau tránh hệ thống miễn dịch như thế nào, chủ đề về sự tiến hóa vĩ mô bao gồm rất nhiều nền tảng.

Mặc dù có những khác biệt này, cả vi tiến hóa và vĩ mô đều liên quan đến các nguyên tắc giống nhau và xảy ra theo cùng một cơ chế. Cả microevolution và macroevolution xảy ra như là kết quả của đột biến. DNA bộ gen liên tục chịu tỷ lệ đột biến thấp. Điều này đúng cho dù DNA của tế bào đang được lưu trữ trong nhân hay nếu nó đang được sao chép tích cực. Đột biến là sự thay đổi trong trình tự nucleotide được gây ra bởi thiệt hại ngẫu nhiên hoặc sai lầm trong quá trình sao chép hoặc sửa chữa. Ngoài ra, cả vĩ mô và vi tiến hóa đều liên quan đến di cư, hoặc sự di chuyển của các cá thể giữa các quần thể, cũng như sự trôi dạt di truyền, hoặc thay đổi ngẫu nhiên về tần số của các đặc điểm hoặc đột biến nhất định trong quần thể. Cuối cùng, cả microevolution và macroevolution đều là sản phẩm của chọn lọc tự nhiên. Chọn lọc tự nhiên là sự lan rộng hoặc biến mất của một tính trạng trong quần thể theo thời gian (thông qua tăng hoặc giảm tỷ lệ sống hoặc sinh sản) dẫn đến thay đổi tần số kiểu gen trong quần thể.

Để hiểu rõ hơn về chọn lọc tự nhiên, chúng ta hãy xem xét nó trong bối cảnh đột biến gen. Sự đột biến của DNA bộ gen có thể tạo ra một trong ba kết quả. Đầu tiên, đột biến có thể là trung tính, có nghĩa là không có thay đổi thực sự đối với tế bào hoặc sinh vật xảy ra do kết quả của đột biến. Loại đột biến này có thể được duy trì hoặc có thể bị mất theo thời gian (do sự trôi dạt di truyền). Loại đột biến thứ hai có thể tạo ra kết quả thuận lợi, tạo ra protein hiệu quả hơn hoặc truyền một số lợi thế khác cho tế bào hoặc sinh vật. Loại đột biến thứ ba là đột biến có hại hoặc không thuận lợi. Loại đột biến này thường bị mất, vì các tế bào hoặc sinh vật mang đột biến này có thể làm giảm tỷ lệ sống sót hoặc sinh sản.

Các khu vực khác nhau của bộ gen có thể có tỷ lệ đột biến khác nhau. Đối với các khu vực không chứa gen hoặc không có trình tự ảnh hưởng đến gen có tỷ lệ đột biến bằng tần số của các lỗi ngẫu nhiên. Mặt khác, một gen quan trọng sẽ có tỷ lệ đột biến rất thấp, bởi vì hầu như bất kỳ đột biến nào trong một gen quan trọng sẽ gây khó chịu. Những gen này được gọi là "bảo tồn cao". Trình tự của các gen được bảo tồn cao, như protein ribosome, có thể được sử dụng để so sánh và đưa ra giả thuyết về sự tiến hóa vĩ mô của các sinh vật có liên quan xa (như vi khuẩn và động vật).

Các gen khác đã phát triển gần đây hơn và có thể là duy nhất cho một nhóm sinh vật cụ thể. Phân tích sự tương đồng về trình tự trong các gen này có thể cung cấp thông tin về các loài có liên quan chặt chẽ (tiến hóa vĩ mô) và thậm chí có thể được sử dụng để so sánh sự khác biệt giữa các quần thể hoặc cá thể của cùng một loài (microevolution). Chẳng hạn, virus cúm tiến hóa nhanh chóng để tránh sự nhận biết hệ thống miễn dịch. Trong trường hợp cúm, bất kỳ thay đổi (đột biến) nào trong protein hemagglutinin trên bề mặt virus giúp virus trốn tránh hệ thống miễn dịch sẽ là lợi thế. Kiểm tra vi phân cúm do đột biến gen trong protein áo cho biết việc sản xuất vắc-xin cúm mới hàng năm.

Tóm lại, macroevolution và microevolution đại diện cho cùng một quá trình, được thúc đẩy bởi đột biến ngẫu nhiên và chọn lọc tự nhiên, ở các quy mô khác nhau. Mặc dù có thể khó liên kết các thay đổi xảy ra trong quá trình vi tiến hóa (như phát triển kháng thuốc) với các thay đổi vĩ mô (như sự tiến hóa của các loài mới), hãy xem xét lượng thời gian cần thiết cho mỗi loài. Microevolution có thể được quan sát trong vòng đời và có thể được đo trực tiếp. Microevolution xảy ra với mọi thế hệ mới và ngay cả trong một sinh vật đa bào (như trong ung thư). Macroevolution mất nhiều thời gian hơn và phải được nhìn từ một góc độ khác. Sự sống trên trái đất đã trải qua quá trình vi phân trong 3,8 tỷ năm và đó là rất nhiều thời gian để các sự kiện vi mô tạo ra kết quả vĩ mô.