Еволюція

Мікроеволюція і макроеволюція — порівняльна характеристика



Відповідно до теорії природного відбору, видоутворення – це створення нових видів шляхом генетичних модифікацій раніше існуючих. Зміни в генетичному коді називаються еволюцією.

Існує один конкретний аспект еволюції, якому необхідно приділити увагу – це штучна відмінність між тим, що називається «мікроеволюція» і «макроеволюція». Ці два терміни часто використовуються креаціоністами в їх спробах критикувати еволюційну теорію.

Мікроеволюція - визначення

Історія та визначення

Еволюція є результатом змін у генетичному коді. Гени кодують основні характеристики, які буде мати життєва форма, і немає ніякого відомого механізму, що запобігає невеликі зміни (мікроеволюція), що призводять в результаті до макроеволюції.

Вперше ці терміни були використані в 1927 році російським вченим Юрієм Філіпченко в його книзі «еволюція і варіація», проте дискусія про зв’язок між макроеволюцією і мікроеволюцією велася ще з 1860-х років, коли еволюція стала загальноприйнятою ідеєю після публікації книги «Походження видів» Чарльза Дарвіна.

Перша теорія макроеволюції, розроблена біологом Жаном-Батистом Ламарком, стверджувала, що люди розвивають риси, які вони використовують, і потім передають їх нащадкам.

Екологічні зміни змінили “потреби” виду, що змусило його розвинути різні ознаки, що призвели до трансмутації.

Грегор Йоганн Мендель, австрійський чернець, широко відомий як “батько сучасної генетики”, вважав, що закони спадкування не дають засобів до існування для макроеволюції. Хоча праці Менделя були опубліковані в 1866 році, його теорія ігнорувалася до початку двадцятого століття, частково тому що вона була опублікована в журналі, який не читало наукове товариство.

Дарвін, з іншого боку, не бачив принципових відмінностей між мікроеволюцією і макроеволюцією і вважав, що вони є одним напрямком біологічного прогресу. Але він підтвердив, що безумовно, чітка лінія розмежування між ними не проведена.

З відкриттям ДНК і генів генетична мутація отримала визнання як механізм варіації.

Ця теорія еволюції, що розвивається, була пізніше названа сучасним еволюційним синтезом і досі зберігає своє видатне становище. Синтетична модель еволюції відповідала мікроеволюції та макроеволюції, стверджуючи, що єдиною різницею між ними були час і масштаб.

Сьогодні ці терміни залишаються у відносно обмеженому використанні. Їх можна знайти в деяких наукових текстах, але в цілому для більшості біологів вони не мають значення. Для вчених немає суттєвої різниці між мікроеволюцією і макроеволюцією. І те і інше відбувається однаково і з одних і тих же причин, тому не потрібно їх диференціювати.

Проблема, пов’язана із застосуванням термінів мікроеволюція і макроеволюція, полягає в тому, що визначення того, що становить вид, не завжди встановлюється.

Це може ускладнити межі, які, як стверджують деякі, існують між ними.

Мікроеволюція2

Подібність і відмінності мікроеволюції і макроеволюції

Обидва процеси відбуваються в природі за однією схемою: спадковість, мінливість, природний відбір і репродуктивна ізоляція. Але в той час як мікроеволюція пояснює диверсифікацію на індивідуальному рівні протягом відносно коротких періодів, макроеволюція визначає модифікування у великих популяціях, часто тягнуть за собою катастрофічні зміни навколишнього середовища. Ці процеси завершуються утворенням нових видів.

Макроеволяція є результатом мікроеволюції – найпершого етапу.

Вона відноситься до модифікації генофонду популяції з плином часу, що призводить до невеликих змін в організмі одного і того ж виду. З іншого боку, макроеволюція відноситься до корінного модифікування організмів, ці зміни поступово призводять до того, що можуть утворитися абсолютно нові типи, класи, і види організмів. Тобто відбувається надвидова еволюція.

Хоча відмінності спостерігаються у всіх формах життя, будь то вірус, рослина, бактерії, тварини або люди, ця диверсифікація є єдиним фактором, який відрізняє кожного один від одного.

Видоутворення - визначення

Таблиця порівняння мікро- і макроеволюції

Ознаки Мікроеволюція Макроеволюція
Схожість
Фактори еволюції за Дарвіном Мінливість. Боротьба за виживання.
Головна рушійна сила еволюції Природний добір
Наслідки Різноманіття видів, пристосованість організмів
Відмінності
Процес щодо виду Внутрішньовидовий Надвидовий
Межі еволюції В межах виду В межах роду і вище
Виникненням якої нової групи починається цей процес? Популяції Групи видів одного роду
Виникненням якої нової систематичної групи організмів завершується цей процес? Виду Класу, типа
Початок і кінець процесу Мікроеволюція Макроеволюція
Доступність для спостереження Так Ні

Критерії та структура

Мікроеволюція виду – це зміна в геномі або генофонді за відносно короткий період геологічного часу шляхом трансформацій а успішно відтворюваних особинах в популяції. Причиною змін є:

  • мутація;
  • генетичний дрейф;
  • потік генів;
  • природний добір.

Мутації вважаються однією з найбільш ймовірних причин варіацій, що призводить до появи нових алелів. Вони виникають через помилки реплікації, ультрафіолетового випромінювання, вірусів і мутагенних хімічних речовин.

Природний відбір займає тисячі років і приносить помітні зміни.

Є численні випадки природного відбору, такі як будинкові горобці, які були введені в 1852 році в Північну Америку. З того часу вони розвивалися з різними характеристиками, які залежали від місця їх проживання. Іншим прикладом може служити стійкість мікроорганізмів до антибіотиків.

Макроеволюція - визначення

Генетичний дрейф спостерігається в невеликих популяціях, де еволюція відбувається через випадкові зміни частоти алелів. Ефекти “вузького місця” говорять, що генофонд випадково дрейфує, коли населення зменшується в результаті будь-якого лиха, яке вбиває не селективно. “Ефекти засновників”, коли кілька особин відокремлені від своєї популяції, можуть призвести до генетичного дрейфу.

Міграція генів – це їх передача за допомогою фізичних рухів алелів в популяції, що означає — потік генів відбувається, коли будь-які особини мігрують між популяціями.

Природний відбір розглядається як великомасштабні зміни, які спостерігаються в організмі, але ці зміни займають тисячі років. Цей термін також слідує концепції універсального загального походження всіх живих організмів.

Еволюція2

Сучасний синтез

В рамках сучасного синтезу початку XX століття макроеволюція розглядається як сукупний ефект мікроеволюції. Таким чином, різниця між мікро- і макроеволюцією не є принциповою, єдина відмінність між ними полягає в часі і масштабі.

Однак час не є обов’язковим відмітним фактором, макроеволюція може відбуватися без поступового об’єднання невеликих змін. Дублювання всього генома призводить до видоутворення протягом одного покоління, це особливо часто зустрічається у рослин.

Зміни в генах, що регулюють розвиток, також важливі для видоутворення через великі і відносно раптові зміни в морфології тварин. Є багато способів простежити макроеволюцію, спостерігаючи за змінами в:

  • генетика;
  • морфологія;
  • таксономія;
  • екології та поведінка організмів.

Еволюція3

Типи змін

У міру збільшення таксономічного розмаїття чотирилапих мали стимули для переходу на новий спосіб життя, де спочатку ресурси можуть здаватися необмеженими, є небагато конкурентів і можливий притулок від небезпеки.

І, оскільки екологічна різноманітність зростає, таксони диверсифікуються від своїх предків набагато більшою мірою серед фауни з більш відмінною, інноваційною або більш гнучкою адаптацією.

Молекулярна еволюція відбувається через невеликі зміни на молекулярному або клітинному рівні. Протягом тривалого періоду часу це може мати великий вплив на генетику організмів. Таксономічний відбір відбувається за рахунок невеликих змін між популяціями, а потім і видами.

Морфологічна еволюція видно через невеликі зміни в морфології організму. Це добре помітно у китоподібних, у яких протягом всієї ранньої еволюції групи задні кінцівки все ще були присутні.

Однак протягом мільйонів років вони регресували і ставали внутрішніми.

Різкі перетворення з однієї біологічної системи в іншу, наприклад, перехід життя з води на землю або перехід від безхребетних до хребетних, рідкісні. Протягом еволюційної історії життя з’явилося лише кілька основних біологічних типів.

Еволюція5

Коли життєві форми роблять такі гігантські скачки, вони практично не зустрічають конкурентів і можуть використовувати безліч доступних Ніш після адаптивного випромінювання. Це може призвести до конвергентної еволюції, оскільки порожні ніші заповнені тим, що зустрічає їх життєва форма. Предмети, що вивчаються в рамках макроеволюції, включають:

  • Адаптивні випромінювання, такі як кембрійський вибух.
  • Зміни в біорізноманітті в часі.
  • Еволюція генома, така як горизонтальне перенесення генів, злиття генома при ендосимбіозах і адаптивні зміни розміру генома.
  • Масові вимирання.
  • Оцінка темпів диверсифікації, включаючи темпи видоутворення і вимирання.
  • Суперечка між пунктуальною рівновагою і поступовістю.
  • Роль розвитку у формуванні еволюції, особливо таких тем, як гетерохронність і фенотипова пластичність.

Докази процесу

Палеонтологія, еволюційна біологія розвитку, порівняльна геноміка і геномна біостратиграфія вносять більшу частину доказів в патерни і процеси макроеволюції. Один із прикладів ембріологічних доказів макроеволюції-присутність одних і тих же структур у зародків рептилій і ссавців.

Знайдені скам’янілості встановлюють спадкову лінію як рослин, так і тварин, і визначають періоди пунктуального рівноваги в обох.

Скельні пласти можна використовувати для датування скам’янілостей, тому що організми, з яких були отримані копалини, загинули і в кінцевому рахунку були поховані в породі. Це робить можливим відносне датування скам’янілостей, визначаючи їх вік у порівнянні з іншими шарами породи.

Наймолодші гірські породи і містяться в них скам’янілості знаходяться ближче до поверхні землі і старіють у міру того, як глибше вони виявляються в корі. Крім того, шари гірських порід в сусідніх областях можуть вести себе протягом багатьох років однаково, якщо вони складаються з такого ж матеріалу або мінералу.

Еволюція6

Еволюційна історія області вибудувана в шарах гірських порід, які разом створюють мозаїку, що дозволяє простежити макроеволюцію або основні події в історії життя на Землі.

Оскільки палеонтологи виявляють скам’янілості в шарі породи, вони можуть робити припущення на основі сучасних форм життя про умови навколишнього середовища, які існували в той час.

Наприклад, виявлення скам’янілості папороті вкаже на теплий або помірний клімат, достатню кількість опадів, і все це — умови, які підтримують зростання сучасних папоротей.

Це також може надати підказки, пов’язані з іншими копалинами, щоб пролити світло на тваринне життя, яке існувало в той час. Наприклад, дане середовище, яке підтримує папороті, також, ймовірно, буде підтримувати травоїдних тварин, таких як равлики або пасуться тварини, що харчуються папоротями.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *