Mikroevolution ist die Änderungen in Allel-Frequenzen, die mit der Zeit innerhalb einer Bevölkerung vorkommen. Diese Änderung ist wegen vier verschiedener Prozesse: Veränderung, Auswahl (natürlich und künstlich), Genfluss und genetischer Antrieb.

Bevölkerungsgenetik ist der Zweig der Biologie, die die mathematische Struktur für die Studie des Prozesses der Mikroevolution zur Verfügung stellt. Ökologische Genetik beschäftigt sich mit dem Beobachten der Mikroevolution in freier Wildbahn. Gewöhnlich sind erkennbare Beispiele der Evolution Beispiele der Mikroevolution; zum Beispiel, Bakterienbeanspruchungen, die antibiotischen Widerstand haben.

Unähnlichkeit mit der Makroevolution

Mikroevolution kann mit der Makroevolution gegenübergestellt werden, die das Ereignis von groß angelegten Änderungen in Genfrequenzen in einer Bevölkerung im Laufe eines geologischen Zeitabschnitts ist (d. h. aus der verlängerten Mikroevolution bestehend). Der Unterschied ist größtenteils eine der Annäherung. Mikroevolution ist reductionist, aber Makroevolution ist holistisch. Jede Annäherung bietet verschiedene Einblicke in den Evolutionsprozess an. Makroevolution kann als die Summe von langen Zeiträumen der Mikroevolution gesehen werden, und so sind die zwei qualitativ identisch quantitativ verschieden seiend.

Die vier Prozesse

Veränderung

Veränderungen sind Änderungen in der DNA-Folge eines Genoms einer Zelle und werden durch Radiation, Viren, transposons und mutagenic Chemikalien, sowie Fehler verursacht, die während meiosis oder DNA-Erwiderung vorkommen. Fehler werden besonders häufig im Prozess der DNA-Erwiderung im polymerization des zweiten Ufers eingeführt. Diese Fehler können auch durch den Organismus selbst durch Zellprozesse wie Hyperveränderung veranlasst werden.

Während des Prozesses der DNA-Erwiderung kommen Fehler gelegentlich im polymerization des zweiten Ufers vor. Diese Fehler, genannt Veränderungen, können einen Einfluss auf den Phänotyp eines Organismus besonders haben, wenn sie innerhalb der Protein-Codierfolge eines Gens vorkommen. Fehlerraten sind gewöhnlich — 1 Fehler in allen 10-100 Millionen Basen — wegen der "Korrektur lesenden" Fähigkeit der DNA polymerases sehr niedrig. (Ohne Fehlerraten Korrektur zu lesen, sind ein tausendfacher höher; weil sich viele Viren auf die DNA und RNS polymerases verlassen, die an Korrektur lesender Fähigkeit Mangel haben, erfahren sie höhere Veränderungsraten.) Prozesse, die die Rate von Änderungen in der DNA vergrößern, werden mutagenic genannt: Mutagenic-Chemikalien fördern Fehler in der DNA-Erwiderung, häufig durch das Stören der Struktur der Grundpaarung, während UV Radiation Veränderungen durch die Schädigung der DNA-Struktur veranlasst. Der chemische Schaden an der DNA kommt natürlich ebenso vor, und Zellen verwenden DNA-Reparatur-Mechanismen, Fehlanpassungen und Einbrüche der DNA — dennoch zu reparieren, die Reparatur scheitert manchmal, die DNA in seine ursprüngliche Folge zurückzugeben.

In Organismen, die chromosomale Überkreuzung verwenden, um DNA und Wiedervereinigungsgene auszutauschen, können Fehler in der Anordnung während meiosis auch Veränderungen verursachen. Fehler in der Überkreuzung sind besonders wahrscheinlich, wenn ähnliche Folgen Partnerchromosomen veranlassen, eine falsche Anordnung anzunehmen; das macht einige Gebiete in Genomen anfälliger für das Ändern auf diese Weise. Diese Fehler schaffen große Strukturänderungen in der DNA-Folge — Verdoppelungen, Inversionen oder Auswischen von kompletten Gebieten oder das zufällige Austauschen von ganzen Teilen zwischen verschiedenen Chromosomen (genannt Versetzung).

Veränderungen können einen Einfluss auf den Phänotyp eines Organismus besonders haben, wenn sie innerhalb der Protein-Codierfolge eines Gens vorkommen. Fehlerraten sind gewöhnlich — 1 Fehler in jeder 10 Millionen 100 Millionen Basen — wegen der "Korrektur lesenden" Fähigkeit der DNA polymerases sehr niedrig. Ohne das Korrekturlesen sind Fehlerraten ein tausendfacher höher. Der chemische Schaden an der DNA kommt natürlich ebenso vor, und Zellen verwenden DNA-Reparatur-Mechanismen, Fehlanpassungen und Einbrüche der DNA zu reparieren. Dennoch scheitert die Reparatur manchmal, die DNA in seine ursprüngliche Folge zurückzugeben.

Veränderung kann auf mehrere verschiedene Typen der Änderung in DNA-Folgen hinauslaufen; diese können entweder keine Wirkung haben, das Produkt eines Gens verändern, oder das Gen davon abhalten zu fungieren. Studien in der Fliege-Taufliege melanogaster weisen darauf hin, dass, wenn eine Veränderung ein durch ein Gen erzeugtes Protein ändert, das wahrscheinlich, mit ungefähr 70 Prozent dieser Veränderungen habende zerstörende Effekten und der Rest schädlich sein wird, der entweder neutral oder schwach vorteilhaft ist. Wegen der zerstörenden Effekten, die Veränderungen auf Zellen haben können, haben Organismen Mechanismen wie DNA-Reparatur entwickelt, um Veränderungen zu entfernen. Deshalb ist die optimale Veränderungsquote für eine Art ein Umtausch zwischen Kosten einer hohen Veränderungsrate, wie schädliche Veränderungen und die metabolischen Kosten, Systeme aufrechtzuerhalten, um die Veränderungsrate wie DNA-Reparatur-Enzyme zu reduzieren. Viren, die RNS als ihr genetisches Material verwenden, haben schnelle Veränderungsraten, die ein Vorteil sein können, da sich diese Viren ständig und schnell entwickeln, und so den Verteidigungsantworten z.B des menschlichen Immunsystems ausweichen werden.

Veränderungen können große Abteilungen der DNA einschließen, die kopiert gewöhnlich durch die genetische Wiederkombination wird. Diese Verdoppelungen sind eine Hauptquelle des Rohstoffs, um neue Gene mit Zehnen zu Hunderten von Genen zu entwickeln, die in Tiergenomen jede Million Jahre kopiert sind. Die meisten Gene gehören größeren Familien von Genen der geteilten Herkunft. Neuartige Gene werden durch mehrere Methoden, allgemein durch die Verdoppelung und Veränderung eines Erbgens, oder durch das Wiederkombinieren von Teilen von verschiedenen Genen erzeugt, um neue Kombinationen mit neuen Funktionen zu bilden.

Hier handeln Gebiete als Module, jeder mit einer besonderen und unabhängigen Funktion, die zusammen gemischt werden kann, um Gene zu erzeugen, die neue Proteine mit neuartigen Eigenschaften verschlüsseln. Zum Beispiel verwendet das menschliche Auge vier Gene, um Strukturen dass Sinnlicht zu machen: drei für die Farbenvision und ein für die Nachtvision; alle vier sind aus einem einzelnen Erbgen entstanden. Ein anderer Vorteil, ein Gen (oder sogar ein komplettes Genom) zu kopieren, besteht darin, dass das Überfülle vergrößert; das erlaubt einem Gen im Paar, eine neue Funktion zu erwerben, während die andere Kopie die ursprüngliche Funktion durchführt. Andere Typen der Veränderung schaffen gelegentlich neue Gene davon, vorher DNA zu nichtcodieren.

Auswahl

Auswahl ist der Prozess durch der erbliche Charakterzüge machen die es wahrscheinlicher für einen Organismus, um zu überleben und sich erfolgreich zu vermehren, werden mehr in einer Bevölkerung über aufeinander folgende Generationen üblich.

Es ist manchmal wertvoll, zwischen der natürlich vorkommenden Auswahl, Zuchtwahl und Auswahl zu unterscheiden, die eine Manifestation von Wahlen ist, die von Menschen, künstlicher Auswahl gemacht sind. Diese Unterscheidung ist ziemlich weitschweifig. Zuchtwahl ist dennoch der dominierende Teil der Auswahl.

Die natürliche genetische Schwankung innerhalb einer Bevölkerung von Organismen bedeutet, dass einige Personen erfolgreicher überleben werden als andere in ihrer aktuellen Umgebung. Faktoren, die Fortpflanzungserfolg betreffen, sind auch, ein Problem wichtig, das Charles Darwin in seinen Ideen auf der sexuellen Auswahl entwickelt hat.

Zuchtwahl folgt dem Phänotyp oder den erkennbaren Eigenschaften eines Organismus, aber die genetische (erbliche) Basis jedes Phänotyps, der einen Fortpflanzungsvorteil gibt, wird mehr in einer Bevölkerung üblich werden (sieh Allel-Frequenz). Mit der Zeit kann dieser Prozess auf Anpassungen hinauslaufen, die Organismen für besondere ökologische Nischen spezialisieren und schließlich auf das Erscheinen der neuen Arten hinauslaufen können.

Zuchtwahl ist einer der Ecksteine der modernen Biologie. Der Begriff wurde von Darwin in seinem groundbreaking 1859-Buch Auf dem Ursprung der Arten eingeführt, in denen Zuchtwahl analog zur künstlichen Auswahl beschrieben wurde, wird ein Prozess, durch den Tiere und Werke mit Charakterzügen als wünschenswert durch menschliche Züchter betrachtet haben, für die Fortpflanzung systematisch bevorzugt. Das Konzept der Zuchtwahl wurde ohne eine gültige Theorie der Vererbung ursprünglich entwickelt; zur Zeit des Schreibens von Darwin war nichts über die moderne Genetik bekannt. Die Vereinigung der traditionellen darwinistischen Evolution mit nachfolgenden Entdeckungen in der klassischen und molekularen Genetik wird die moderne Entwicklungssynthese genannt. Zuchtwahl bleibt die primäre Erklärung für die anpassungsfähige Evolution.

Genetischer Antrieb

Genetischer Antrieb ist die Änderung in der Verhältnisfrequenz, in der eine Genvariante (Allel) in einer Bevölkerung wegen der zufälligen Stichprobenerhebung vorkommt. D. h. die Allele in der Nachkommenschaft in der Bevölkerung sind eine zufällige Probe von denjenigen in den Eltern. Und Chance hat eine Rolle in der Bestimmung, ob ein bestimmtes Individuum überlebt und sich vermehrt. Eine Allel-Frequenz einer Bevölkerung ist der Bruchteil oder Prozentsatz seiner Genkopien im Vergleich zur Gesamtzahl von Genallelen, die eine besondere Form teilen.

Genetischer Antrieb ist ein Entwicklungsprozess, der zu Änderungen in Allel-Frequenzen mit der Zeit führt. Es kann Genvarianten veranlassen, völlig zu verschwinden, und genetische Veränderlichkeit dadurch zu reduzieren. Im Gegensatz zur Zuchtwahl, die Genvarianten üblicher oder weniger üblich abhängig von ihrem Fortpflanzungserfolg macht, werden die Änderungen wegen des genetischen Antriebs durch den anpassungsfähigen oder Umweltdruck nicht gesteuert, und können vorteilhaft, neutral, oder für den Fortpflanzungserfolg schädlich sein.

Die Wirkung des genetischen Antriebs ist in kleinen Bevölkerungen größer, und in großen Bevölkerungen kleiner. Kräftiger Debatte-Lohn unter Wissenschaftlern über die ziemliche Bedeutung des genetischen Antriebs im Vergleich zur Zuchtwahl. Ronald Fisher hat die Ansicht gehabt, dass genetischer Antrieb höchstens eine geringe Rolle in der Evolution spielt, und das die dominierende Ansicht seit mehreren Jahrzehnten geblieben ist. 1968 hat Motoo Kimura die Debatte mit seiner neutralen Theorie der molekularen Evolution wieder angezündet, die behauptet, dass die meisten Änderungen im genetischen Material durch den genetischen Antrieb verursacht werden. Die Vorhersagen der neutralen Theorie, die auf dem genetischen Antrieb gestützt ist, passen neue Daten auf ganzen Genomen gut nicht: Diese Daten weisen darauf hin, dass sich die Frequenzen von neutralen Allelen in erster Linie wegen der Auswahl an verbundenen Seiten, aber nicht wegen des genetischen Antriebs mittels des Stichprobenfehlers ändern.

Genfluss

Genfluss ist der Austausch von Genen zwischen Bevölkerungen, die gewöhnlich derselben Arten sind. Beispiele des Genflusses innerhalb einer Art schließen die Wanderung und dann Fortpflanzung von Organismen oder den Austausch des Blütenstaubs ein. Die Genübertragung zwischen Arten schließt die Bildung von hybriden Organismen und horizontale Genübertragung ein.

Wanderung in oder aus einer Bevölkerung kann Allel-Frequenzen, sowie das Einführen genetischer Schwankung in eine Bevölkerung ändern. Einwanderung kann neues genetisches Material zur feststehenden Genlache einer Bevölkerung hinzufügen. Umgekehrt kann Auswanderung genetisches Material entfernen. Da Barrieren für die Fortpflanzung zwischen zwei abweichenden Bevölkerungen für die Bevölkerungen erforderlich sind, neue Arten zu werden, kann Genfluss diesen Prozess durch das Verbreiten genetischer Unterschiede zwischen den Bevölkerungen verlangsamen. Genfluss wird durch Bergketten, Ozeane und Wüsten oder sogar künstliche Strukturen wie die Große Wand Chinas gehindert, das den Fluss von Pflanzengenen gehindert hat.

Je nachdem, wie weit zwei Arten seit ihrem neusten gemeinsamen Ahnen abgewichen sind, kann es noch für sie möglich sein, Nachkommenschaft, als mit Pferden und Esel zu erzeugen, der sich vermählt, um Maulesel zu erzeugen. Solche Hybriden, sind wegen der zwei verschiedenen Sätze von Chromosomen allgemein unfruchtbar, die unfähig sind, sich während meiosis zu paaren. In diesem Fall können sich nah verwandte Arten regelmäßig kreuzen, aber Hybriden werden dagegen ausgewählt, und die Arten werden verschieden bleiben. Jedoch werden lebensfähige Hybriden gelegentlich gebildet, und diese neuen Arten können entweder Eigenschaften-Zwischenglied zwischen ihren Elternteilarten haben, oder einen völlig neuen Phänotyp besitzen. Die Wichtigkeit von der Kreuzung im Schaffen neuer Arten von Tieren ist unklar, obwohl Fälle in vielen Typen von Tieren mit dem grauen Laubfrosch gesehen worden sind, der ein besonders gut studiertes Beispiel ist.

Kreuzung, ist jedoch, ein wichtiges Mittel der Artbildung in Werken, da polyploidy (mehr als zwei Kopien jedes Chromosoms zu haben), in Werken mehr sogleich geduldet wird als in Tieren. Polyploidy ist in Hybriden wichtig, weil er Fortpflanzung, mit den zwei verschiedenen Sätzen von Chromosomen jedes Imstandesein erlaubt, sich mit einem identischen Partner während meiosis zu paaren. Polyploids haben auch mehr genetische Ungleichheit, die ihnen erlaubt, Inzucht-Depression in kleinen Bevölkerungen zu vermeiden.

Horizontale Genübertragung ist die Übertragung des genetischen Materials von einem Organismus bis einen anderen Organismus, der nicht seine Nachkommenschaft ist; das ist unter Bakterien am üblichsten. In der Medizin trägt das zur Ausbreitung des antibiotischen Widerstands, als bei, wenn Bakterien Widerstand-Gene erwerben, kann es sie anderen Arten schnell übertragen. Die horizontale Übertragung von Genen von Bakterien zu eukaryotes wie die Hefe Saccharomyces cerevisiae und die adzuki Bohne Käfer Callosobruchus chinensis kann auch vorgekommen sein. Ein Beispiel von Übertragungen der größeren Skala ist der eukaryotic bdelloid rotifers, die scheinen, eine Reihe von Genen von Bakterien, Fungi und Werken erhalten zu haben. Viren können auch DNA zwischen Organismen tragen, Übertragung von Genen sogar über biologische Gebiete erlaubend. Groß angelegte Genübertragung ist auch zwischen den Vorfahren von eukaryotic Zellen und prokaryotes, während des Erwerbs von Chloroplasten und mitochondria vorgekommen.

Genfluss ist die Übertragung von Allelen von einer Bevölkerung zu einem anderen.

Wanderung in oder aus einer Bevölkerung kann für eine gekennzeichnete Änderung in Allel-Frequenzen verantwortlich sein. Einwanderung kann auch auf die Hinzufügung neuer genetischer Varianten zur feststehenden Genlache einer besonderen Art oder Bevölkerung hinauslaufen.

Es gibt mehrere Faktoren, die die Rate des Genflusses zwischen verschiedenen Bevölkerungen betreffen. Einer der bedeutendsten Faktoren ist Beweglichkeit, weil die größere Beweglichkeit einer Person dazu neigt, ihm größeres wanderndes Potenzial zu geben. Tiere neigen dazu, beweglicher zu sein, als Werke, obwohl Blütenstaub und Samen große Entfernungen von Tieren oder Wind getragen werden können.

Der aufrechterhaltene Genfluss zwischen zwei Bevölkerungen kann auch zu einer Kombination der zwei Genlachen führen, die genetische Schwankung zwischen den zwei Gruppen reduzierend. Es ist aus diesem Grund, dass Genfluss stark gegen die Artbildung, durch das Wiederkombinieren der Genlachen der Gruppen, und so, die Reparatur der sich entwickelnden Unterschiede in der genetischen Schwankung handelt, die zu voller Artbildung und Entwicklung der Tochter-Arten geführt hätte.

Zum Beispiel, wenn eine Art des Grases an beiden Seiten einer Autobahn wächst, wird Blütenstaub wahrscheinlich von einer Seite bis ander und umgekehrt transportiert. Wenn dieser Blütenstaub im Stande ist, das Werk fruchtbar zu machen, wo es endet und erzeugen Sie lebensfähige Nachkommenschaft, dann sind die Allele im Blütenstaub effektiv im Stande gewesen, sich von der Bevölkerung auf einer Seite der Autobahn zum anderen zu bewegen.

Ursprung und Missbrauch des Begriffes

Ursprung

Der Begriff Mikroevolution wurde zuerst vom Botaniker Robert Greenleaf Leavitt in der Zeitschrift Botanical Gazette 1909 gebraucht, richtend, was er das "Mysterium" dessen genannt hat, wie Formlosigkeit zur Form führt.

:.. Die Produktion der Form von der Formlosigkeit in der Ei-abgeleiteten Person, der Multiplikation von Teilen und der regelmäßigen Entwicklung der Ungleichheit unter ihnen, in einer wirklichen Evolution, deren jeder die Tatsachen feststellen kann, aber von denen keiner das Mysterium in jedem bedeutenden Maß zerstreut hat. Diese 'Mikroevolution bildet einen integralen Bestandteil des großartigen Evolutionsproblems und liegt an der Basis davon, so dass wir den geringen Prozess werden verstehen müssen, bevor wir den allgemeineren gründlich umfassen können...

Jedoch gebrauchte Leavitt den Begriff, um zu beschreiben, was wir jetzt Entwicklungsbiologie nennen würden; erst als russischer Entomologe Yuri Filipchenko die Begriffe "Makroevolution" und "Mikroevolution" 1927 in seiner Arbeit der Deutschen Sprache gebraucht hat, "Schwankung von Variabilität und", dass es seinen modernen Gebrauch erreicht hat. Der Begriff wurde später in die englisch sprechende Welt von Theodosius Dobzhansky in seinem Buch Genetik und der Ursprung der Arten (1937) gebracht.

Missbrauch

Der Begriff 'Mikroevolution' ist kürzlich populär in der Antievolutionsbewegung, insbesondere unter der jungen Erde creationists geworden, um zwischen Entwicklungsänderungen unter Bevölkerungen zu unterscheiden, die sich (Mikroevolution) und Änderungen unter Bevölkerungen kreuzen können, die sich (Makroevolution) nicht kreuzen können. Das Hauptargument ist, dass die Änderung außer dem Art-Niveau ähnliche genug Änderungen sowohl in einem Mann als auch in Frau in demselben Platz und Zeit verlangen würde, und dass sich jene zwei würden erfolgreich kreuzen müssen, um eine nachhaltige Bevölkerung zu schaffen. Dieser vereinfachte Einwand ignoriert die langsame und allmähliche Natur der Entwicklungsänderung: An nichts tut Evolution schlagen das "plötzliche" Äußere oder die Geburt einer Person oder Personen ohne die Kapazität vor, sich mit ihrer Bevölkerung zu vermählen, aber behauptet als sein Hauptmechanismus die allmähliche Anhäufung von (umweltsmäßig günstigen) Änderungen, die in einer langen Folge von Geburten vorkommen. Artbildung oder "Makroevolution", kommt vor, wenn Mitglieder einer Bevölkerung, vorher einer Art gehörend, nicht mehr dem Genossen mit Mitgliedern einer anderen Bevölkerung - so das Schaffen ihrer eigenen Arten fähig sind.

betrachtet, hat der Versuch, qualitativ zwischen der Mikroevolution und Makroevolution zu differenzieren, keine wissenschaftliche Basis durch jede wissenschaftliche Hauptströmungsorganisation einschließlich der amerikanischen Vereinigung für die Förderung der Wissenschaft. Gegen den Glauben unter den Antievolutionsbewegungsbefürwortern ist die Evolution von Lebensformen außer dem Art-Niveau ("Makroevolution", d. h. Artbildung) tatsächlich beobachtet und von Wissenschaftlern bei zahlreichen Gelegenheiten dokumentiert worden.

Der Anspruch, dass Mikroevolution von der Makroevolution qualitativ verschieden ist, ist falsch, wie der Hauptunterschied zwischen den zwei Prozessen ist, dass man innerhalb von einigen Generationen vorkommt, während der andere mehr als Tausende von Jahren (d. h. ein quantitativer Unterschied) stattfindet. Im Wesentlichen beschreiben sie denselben Prozess; obwohl die Evolution außer dem Art-Niveau auf Anfang und Ende von Generationen hinausläuft, die sich nicht kreuzen konnten, haben die Zwischengenerationen gekonnt. Sogar Änderungen in der Zahl von Chromosomen können durch Zwischenstufen verantwortlich gewesen werden, in denen sich ein einzelnes Chromosom in generational Stufen oder vielfacher Chromosom-Sicherung teilt. Ein gut dokumentiertes Beispiel ist der Chromosom-Unterschied zwischen Menschen und großen Menschenaffen.

Siehe auch

• Makroevolution

Außenverbindungen

• Mikroevolution (UC Berkeley)
• Mikroevolution gegen die Makroevolution