Große Gedanken über kleine Evolution: Mikroevolution

Große Gedanken über kleine Evolution: Mikroevolution

Charles Darwin wurde am 12. Februar 1809 vor über 200 Jahren geboren. Sein Name ist eng mit Evolutionstheorien und den Begriffen "Überleben des Stärkeren" und "natürliche Selektion" verbunden. Wenn man an die Darwinsche Evolution denkt, denkt man normalerweise an Dinge wie Affen oder Schimpansen, die sich zu Menschen entwickeln, und über verwirrende Fossilien von Schädeln und undenkbar lange langsame geologische Zeit. Heute werde ich nur über Evolution sprechen, die wir bei Bakterien und Inse

In Diesem Artikel:
kurz Generationen und schnelle Veränderungen machen Mikroevolution
Fortpflanzung (darum geht es, nicht um den Hokey Pokey) ist nur mit jenen Generationen erfolgreich, die sich effektiv fortpflanzen. Nachdem wir mit Bakterien begonnen haben, die sich in wenigen Minuten vermehren können, werfen wir einen Blick auf einige Fehler. Das Konzept einer Generation, die nicht in Jahren oder Altersgruppen, sondern in Augenblicken, Tagen oder Wochen gemessen wird, kann etwas gewöhnungsbedürftig sein. Es gibt Bakterien, die ihre Koloniegröße in weniger als 10 Minuten verdoppeln können. Wir können Mikroevolution jeden Tag bei der Arbeit sehen, besonders wenn wir wissen, wonach wir suchen müssen. Evolution bedeutet nur Veränderung.

Antibiotika-resistente Bakterien.
Was passiert hier ist, dass die Krankheit verursachenden Bakterien Hunderttausende von Atomen in seiner reproduktiven DNA beteiligt ist. Ein Fehler, all diese Atome zu kopieren und sie genau an die richtige Stelle zu setzen (als Übertragungsfehler bezeichnet), verleiht den Bakterien manchmal Widerstand. Wenn ein Übertragungsfehler auftritt, der Bakterien erlaubt, gegen Antibiotika zu überleben, zum Beispiel, wird dieser spezielle Bakterienstamm und seine vielen, vielen Nachkommen den ganzen Platz für sich haben. Anstatt 2,5 Kinder haben sie große, laute Familien von 10 oder 15 Kindern oder sogar 500.000!

Bevor Sie es wissen, sind alle Bakterien, die für das Antibiotikum anfällig waren, tot, und nur die beständig die anderen bleiben. Sie haben eine Population von Bakterien, die sich entwickelt haben beständig zu Bakterien! Wenn wir eine bakterielle Infektion haben, die wir beseitigen müssen, müssen die Bakterien sein empfindlich zu dem Antibiotikum, das wir verwenden.

Betrachten wir zum Beispiel und Penicilline.verursacht Pickel, erleidet, Zellulitis, ein

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d Sepsis, zusätzlich zu einer nicht schädlichen Haut Bakterien in den meisten Fällen... Wenn es pathogen werden, ist es im Allgemeinen anfällig (oder empfindlich) Penicilline, die gut funktionieren, um die meisten Populationen zu eliminieren Aber angenommen, es gibt (für mein Beispiel) 100 Kolonienund einer von ihnen ist beständig zu Methicillin, sowie andere Antibiotika in der Penicillin-Familie. Die 99 werden ausgelöscht werden, weil sie es sind empfindlich zum Antibiotikum. Ein wird bleiben. Leider, dieser ist sehr gesund und glücklich. Der gesamte Wettbewerb wurde ausgerottet. Das eine resistente Bakterium hat fünfzig Kinder, die jeweils fünfzig Kinder haben, die jeweils fünfzig Kinder haben, und deshalb eine Mutation, die eine Bakterienkolonie erlaubt beständig zu Methicillin haben wir einen ausgewachsenen Fall von (oder MRSA). Wir alle haben gehört, wie gefährlich MRSA für kleine Kinder, gebrechliche ältere Menschen und andere Hochrisikopatienten sein kann.

Das Foto links (© Dr. Graham Beards) zeigt zwei Petrischalen voller Bakterien; Die weißen Scheiben werden mit Antibiotika imprägniert und auf die Bakterienkolonien gelegt, die in diesen flachen Schalen wachsen. Die klaren oder transparenten Bereiche weisen Antibiotika auf, die die Bakterien effektiv abwischen; das Bakterium ist empfindlich zu den Antibiotika-Scheiben in der Schale auf der Oberseite. In der Schale auf dem Boden gibt es weniger klare Bereiche um die Antibiotika; das Bakterium ist beständig zu den meisten dieser Antibiotika! Die resistenten Bakterien haben sich entwickelt, weil die Umgebung perfekt ist, damit resistente Bakterien wachsen können.

Penicillin wurde 1923 von Alexander Fleming entdeckt und 1945 erstmals ausgegeben. Seitdem ist der Einsatz von Antibiotika von Ärzten, Pflegepersonal und Tierpflegern gestiegen. Die Entwicklung von Bakterien, die nur teilweise für Antibiotika empfänglich sind, macht Antibiotika-resistente Infektionen zu einem der besorgniserregendsten Gesundheitsprobleme für das Gesundheitswesen im 21. Jahrhundert.

Fruchtfliegen und dunkle gegen leichte Motten
Wenn du Mittelschul-Biologie an meiner Schule gelernt hast, hast du Fruchtfliegen studiert, . Ich weiß nicht, was meine Lehrerin gedacht hat, aber sie schickte mich mit einem Glas Fruchtfliegeneier und etwas Fruchtfliegenfutter nach Hause, die ich sorgfältig in meinem Rucksack unter meinen schmutzigen Turnschuhen verstaute. Es war entweder der erste Urlaubstag oder ein Schneetag; Es könnte sein, dass ich einfach nicht daran dachte, an sie zu denken... Wie auch immer, ich schaffte es. Als ich nach einigen Tagen oder Wochen wieder meinen Rucksack fand, flogen tausende Fruchtfliegen in mein Gesicht. Die Generationen in einer Fruchtfliege sind nur 10 Tage lang, von der Fliege bis zum Ei, der Puppe und der Paarung fliegen sie wieder.

Der Grund, warum so junge, unerfahrene Biologen (glaube ich, ich war in der sechsten Klasse) zu studieren Fruchtfliegen sind, dass die Fliegen zu zufälligen Mutationen in ihrer Augenfarbe, Beinlänge und anderen leicht identifizierbaren Eigenschaften neigen. Studenten und Wissenschaftler können die Gene der Fruchtfliege studieren und sezieren, um zu sehen, welche Farbe Augen, welche Art von Borsten und andere veränderbare Eigenschaften es besitzt.

Ein interessanter Fall der Evolution trat im Westen nach der industriellen Revolution auf.Fabriken und Kraftwerke in Großbritannien wurden spe

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Flügel schwarzen Rauch, durch Kohle erzeugt. Viele Arten von Motten auf den Britischen Inseln begannen im 19. Jahrhundert dunkler zu werden, vermutlich als Reaktion auf die Luftverschmutzung durch die industrielle Revolution in Englands Städten. Einer von diesen, die gepfefferte Motte, , wird oft als ein Beispiel für natürliche Selektion verwendet. Es ist auf der ganzen Welt gefunden. Wir haben zufällig 1848 in Manchester, England, einen Bericht über eine dunkle Form von gepfeffertem Nachtfalter, aber die meisten der gepfefferten Nachtfalter in diesem Bereich waren leicht, so dass sie sich mit der Farbe des Baumes, auf dem sie ruhten, vermischen konnten. Die meisten Bäume in diesem Teil der Welt waren entweder hell oder mit bleichen Flechten bedeckt.

Vogel fängt die Motten an und reißt sie aus ihren Verstecken. In verschmutzten Wäldern hat die dunkle Form eine viel größere Chance unerkannt zu überleben als die Lichtform. Kannst du auf diesem Bild rechts beide Arten von Motten sehen? Der Dunkle ist nahe dem dunklen Knoten; das Licht ist praktisch unsichtbar, aber es ist unten, rechts und senkrecht zum Dunklen.

1866 wurde berichtet, dass es häufiger vorkam, eine dunkle oder schwarze gepfefferte Motte zu finden als eine helle oder blasse, und um 1895 wurde berichtet, dass 98% der gepfefferten Motten in Manchester dunkel waren! Was hat diese dramatische Veränderung verursacht? Die meisten Biologen stimmen überein, dass die Veränderung der Farbe der Motten durch die Veränderung der Farbe der Bäume verursacht wurde. Verschmutzte Bäume zeigten die blassen Motten zu leicht; Diese Motten wurden alle zu einem Abendessen für die Gläubigen. Sobald die Wälder verschmutzt waren, wurden die dunklen Motten getarnt und hatten eine viel bessere Überlebenschance, um sich fortzupflanzen.
In jüngster Zeit, mit Vorschriften über Luftverschmutzung und Luftqualitätsstandards, steigt die Population leichter oder blasser Motten auf das Niveau des frühen 19. Jahrhunderts. Dies scheint ein klares Beispiel für die natürliche Selektion (die Vögel) zu sein, die Druck auf die Bevölkerung ausübt. Es ist jedoch nicht völlig transparent. War es eine Verschmutzung der Baumfärbung, hatten die Motten etwas in der verschmutzten Luft oder waren dort Schwermetalle vorhanden? War es der Wechsel von mit Flechten bedeckten Bäumen (heller) zu Bäumen ohne Flechten (dunkler)? Wir können dankbar sein, dass ein paar Hinweise von dieser interessanten und erzieherischen Veränderung in der Mottenfärbung übrig geblieben sind, um uns dabei zu helfen, über Evolution - Mikroevolution - nachzudenken.

Ich habe das humorvolle Foto des Schimpansen mit einer Krawatte beigefügt, um zu betonen, dass ich NICHT über die Evolution der Menschheit diskutiere, die über Milliarden Jahre hinweg stattgefunden haben soll. Ich spreche einfach über Mikroevolution, die als "Evolution in kleinem Maßstab - innerhalb einer einzigen Population" definiert werden kann.

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