Μπορεί η επιλογή να εξηγήσει τις πολυάριθμες μικρές διαφορές που έχουν βρει οι μοριακοί βιολόγοι μεταξύ πρωτεϊνών και άλλων μακρομορίων;
* Η παραλλαγή είναι η πρώτη ύλη: Η εξέλιξη με φυσική επιλογή βασίζεται στην προϋπάρχουσα διακύμανση του πληθυσμού. Οι μεταλλάξεις, η πηγή νέων παραλλαγών, συμβαίνουν σε μοριακό επίπεδο, οδηγώντας σε αλλαγές στις αλληλουχίες DNA. Αυτές οι αλλαγές μπορούν να επηρεάσουν την αλληλουχία αμινοξέων των πρωτεϊνών, τη δομή άλλων μακρομορίων και ακόμη και τη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.
* Επιλεκτική πίεση: Το περιβάλλον ασκεί πιέσεις επιλογής. Αυτό σημαίνει ότι ορισμένες παραλλαγές μπορεί να είναι πιο επωφελείς από άλλες σε ένα δεδομένο περιβάλλον. Για παράδειγμα, μια μικρή αλλαγή σε μια πρωτεΐνη μπορεί να την καταστήσει πιο αποτελεσματική σε μια συγκεκριμένη λειτουργία ή μια αλλαγή σε ένα μακρομόριο μπορεί να βοηθήσει έναν οργανισμό να αντισταθεί στη νόσο.
* Διαφορική αναπαραγωγή: Τα άτομα με πλεονεκτήματα είναι πιο πιθανό να επιβιώσουν, να αναπαράγουν και να μεταβιβάσουν αυτά τα χαρακτηριστικά στους απογόνους τους. Με την πάροδο του χρόνου, η συχνότητα των ευεργετικών διακυμάνσεων αυξάνεται στον πληθυσμό, ενώ οι λιγότερο ευνοϊκές διακυμάνσεις μειώνονται.
* Συσσώρευση μικρών αλλαγών: Αυτή η διαδικασία επιλογής και διαφορικής αναπαραγωγής οδηγεί στη συσσώρευση μικρών αλλαγών σε σχέση με τις γενιές. Αυτές οι μικρές αλλαγές, ακόμη και αν μεμονωμένα μικρές, μπορούν να προσθέσουν σημαντικές διαφορές μεταξύ πληθυσμών ή ειδών με την πάροδο του χρόνου.
Παραδείγματα:
* Αιμοσφαιρίνη: Διαφορετικά είδη έχουν διαφορετικές εκδόσεις της αιμοσφαιρίνης, της πρωτεΐνης που μεταφέρει οξυγόνο στο αίμα. Αυτές οι διαφορές μπορούν να αντικατοπτρίζουν τις προσαρμογές σε διαφορετικά περιβάλλοντα (π.χ. υψηλότερα υψόμετρα, διαφορετικά επίπεδα οξυγόνου).
* ένζυμα: Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που καταλύουν συγκεκριμένες χημικές αντιδράσεις. Μικρές αλλαγές στις αλληλουχίες αμινοξέων τους μπορούν να μεταβάλλουν τη δραστηριότητά τους, την εξειδίκευση ή τη σταθερότητα τους, επιτρέποντάς τους να ταιριάζουν καλύτερα σε διαφορετικές μεταβολικές ανάγκες.
* Αντισώματα: Το ανοσοποιητικό σύστημα χρησιμοποιεί αντισώματα για να αναγνωρίσει και να εξουδετερώνει τα παθογόνα. Η συντριπτική ποικιλομορφία των αντισωμάτων παράγεται μέσω μεταλλάξεων και επιλογής, επιτρέποντάς μας να προσαρμοστούμε σε νέες απειλές.
Σημαντικές εκτιμήσεις:
* ουδέτερη εξέλιξη: Όχι όλες οι μοριακές διαφορές καθοδηγούνται αναγκαστικά από την επιλογή. Ορισμένες αλλαγές μπορεί να είναι ουδέτερες, πράγμα που σημαίνει ότι δεν έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην ικανότητα. Αυτές οι αλλαγές μπορούν να συσσωρευτούν τυχαία λόγω της γενετικής μετατόπισης.
* πολυπλοκότητα: Η αλληλεπίδραση μεταξύ επιλογής, γενετικής μετατόπισης και άλλων εξελικτικών δυνάμεων είναι πολύπλοκη και μπορεί να ποικίλει ανάλογα με το συγκεκριμένο μόριο και το περιβάλλον.
* Περιορισμένα στοιχεία: Ενώ μπορούμε συχνά να συμπεράνουμε την επιλογή από τα μοριακά δεδομένα, μπορεί να είναι δύσκολο να αποδειχθεί οριστικά οι ακριβείς επιλεκτικές πιέσεις που έχουν διαμορφώσει συγκεκριμένες διαφορές.
Συνοπτικά, η επιλογή είναι μια ισχυρή δύναμη που μπορεί να εξηγήσει τις πολυάριθμες μικρές διαφορές που βλέπουμε μεταξύ των πρωτεϊνών και άλλων μακρομορίων. Αυτές οι διαφορές είναι συχνά το αποτέλεσμα των προσαρμογών σε συγκεκριμένα περιβάλλοντα, επιτρέποντας στους οργανισμούς να ευδοκιμήσουν σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών.
