Cell ยีนเป็นเพียงแม่แบบสำหรับสร้างเอนไซม์ ซึ่งหมายความว่าในพืชหรือสัตว์ใดๆก็ตาม แท้จริงแล้วมีแม่แบบ 2 แบบสำหรับเอนไซม์ทุกตัว ในบางกรณี เทมเพลตทั้ง 2 จะเหมือนกัน แต่ในหลายกรณีเทมเพลตทั้ง 2 จะแตกต่างกัน นี่คือตัวอย่างที่รู้จักกันดีจากต้นถั่วที่ช่วยให้เข้าใจว่ายีนคู่หนึ่ง สามารถโต้ตอบกันได้อย่างไร ถั่วสามารถสูงหรือสั้นความแตกต่างมาจาก Carol Deppe ในหนังสือ Breed your own Vegetable Varieties
ในการสังเคราะห์ฮอร์โมนพืชที่เรียกว่าจิบเบอเรลลิน มักจะเป็นรูปแบบที่พบในธรรมชาติ ในหลายกรณี เวอร์ชันสั้นมีรูปแบบที่ใช้งานน้อยกว่าของเอนไซม์ ที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ฮอร์โมน ดังนั้น พืชจึงสั้นกว่าเราเรียกยีน 2 ตัวว่าเป็นอัลลีลของกันและกันเมื่อพวกมันสืบทอดมาเป็นทางเลือกแทนกัน ในแง่โมเลกุลอัลลีลเป็นรูปแบบต่างๆของยีนเดียวกัน อาจมีอัลลีลของยีนมากกว่า 2 อัลลีลในประชากรของสิ่งมีชีวิต แต่สิ่งมีชีวิตใดก็ตามมีอัลลีลมากที่สุดเพียง 2 อัลลีล
พืชที่เตี้ยมักจะไม่สามารถแข่งขันกับพืชที่มีรูปร่างสูงในป่าได้ มนุษย์กลายพันธุ์ตัวเตี้ยบนต้นไม้สูงเป็นหย่อมๆจะถูกบัง ปัญหานั้นไม่เกี่ยวข้องเมื่อมนุษย์ปลูกพืชเป็นหย่อม โดยไม่มีอะไรนอกจากพืชเตี้ยและพืชเตี้ยอาจโตเร็วกว่าต้นสูง หรืออาจอาศัยน้อยกว่าในสายฝนหรือลม พวกเขายังอาจมีสัดส่วนของธัญพืชที่สูงกว่าพืชที่เหลือ พืชที่เตี้ยกว่าจึงมีประโยชน์ในฐานะพืชที่เพาะปลูก การกลายพันธุ์หรืออัลลีลที่เฉพาะเจาะจงนั้นไม่ได้ดีในตัวของมันเอง
แต่เฉพาะในบริบทบางอย่างเท่านั้น อัลลีลที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตที่ดีกว่าในสภาพอากาศร้อน อาจส่งเสริมการเจริญเติบโตที่ด้อยกว่าในสภาพอากาศหนาวเย็น สิ่งหนึ่งที่ควรสังเกตในคำพูดของ Deppe คือการกลายพันธุ์ในยีนเดี่ยวอาจไม่มีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตหรือลูกหลานของมัน ตัวอย่างเช่น ลองนึกภาพสัตว์ที่มียีนที่เหมือนกัน 2 ชุดในอัลลีลเดียว การกลายพันธุ์เปลี่ยน 1 ใน 2 ยีนในทางที่เป็นอันตราย สมมติว่าเด็กได้รับยีนกลายพันธุ์จากพ่อ แม่มีส่วนในยีนปกติ
ดังนั้นจึงอาจไม่มีผลกับลูกเช่นในกรณีของยีนถั่วสั้น ยีนกลายพันธุ์อาจคงอยู่ไปหลายชั่วอายุคน และไม่เคยมีใครสังเกตเห็นจนกระทั่งถึงจุดหนึ่ง ทั้งพ่อและแม่ของเด็กมีส่วนในสำเนาของยีนกลายพันธุ์ เมื่อยกตัวอย่างจากคำพูดของ Deppe คุณอาจได้ต้นถั่วเตี้ยเพราะพืชไม่ได้สร้างจิบเบอเรลลินในปริมาณปกติ สิ่งที่ควรสังเกตอีกอย่างคือยีนรูปแบบต่างๆมากมายสามารถลอยอยู่ในสปีชีส์หนึ่งได้ การรวมกันของทุกรุ่นของยีนทั้งหมดในสปีชีส์เรียกว่ากลุ่มยีนของสปีชีส์
กลุ่มยีนเพิ่มขึ้นเมื่อการกลายพันธุ์เปลี่ยนยีน และการกลายพันธุ์นั้นยังคงอยู่ กลุ่มยีนจะลดลงเมื่อยีนตาย หนึ่งในตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของวิวัฒนาการสามารถพบเห็นได้ในเซลล์ เพื่อให้เข้าใจกระบวนการได้ดีขึ้น เราจะมาดูกันว่าเกิดอะไรขึ้นในเซลล์นี้ ตัวอย่างที่ง่ายที่สุดของวิวัฒนาการ กระบวนการวิวัฒนาการกระทำต่อเซลล์ โดยการสร้างการกลายพันธุ์ใน DNA ไม่ใช่เรื่องแปลกที่สาย DNA ในแบคทีเรียอีโคไลจะเสียหาย รังสีเอกซ์ รังสีคอสมิก
ปฏิกิริยาเคมีจรจัดสามารถเปลี่ยนหรือทำลายสายดีเอ็นเอได้ ในกรณีส่วนใหญ่ เซลล์เฉพาะที่มี DNA กลายพันธุ์จะตาย ซ่อมแซมส่วนที่เสียหายหรือไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้ กล่าวอีกนัยหนึ่งการกลายพันธุ์ส่วนใหญ่ไม่ไปไหน แต่บ่อยครั้งการกลายพันธุ์จะอยู่รอดจริงๆและเซลล์จะแพร่พันธุ์ ตัวอย่างเช่น ลองนึกภาพเซลล์ที่เหมือนกันหลายเซลล์ที่อาศัยอยู่ในจานเพาะเชื้อ ด้วยอาหารที่เพียงพอและอุณหภูมิที่เหมาะสม พวกมันสามารถเพิ่มเป็น 2 เท่าทุกๆ 20 นาทีนั่นคืออีโคไล
ซึ่งแต่ละเซลล์สามารถทำซ้ำสายดีเอ็นเอและแยกออกเป็น 2 Cell ใหม่ได้ภายใน 20 นาที ลองจินตนาการว่ามีคนเทยาปฏิชีวนะลงในจานเพาะเชื้อ ยาปฏิชีวนะจำนวนมากฆ่าแบคทีเรียโดยการทำให้เอนไซม์ตัวใดตัวหนึ่งที่แบคทีเรียต้องการในการดำรงชีวิต ตัวอย่างเช่น ยาปฏิชีวนะทั่วไปชนิดหนึ่งทำให้กระบวนการของเอนไซม์ที่สร้างผนังเซลล์สูงขึ้น แบคทีเรียไม่สามารถขยายพันธุ์ได้และตายในที่สุด เมื่อยาปฏิชีวนะเข้าไปในจานแบคทีเรียทั้งหมดควรตาย
แต่ลองนึกภาพว่าในบรรดาแบคทีเรียหลายล้านตัวที่อาศัยอยู่ในจานนั้น หนึ่งในนั้นเกิดการกลายพันธุ์ที่ทำให้เอนไซม์สร้างผนังเซลล์แตกต่างจากปกติ เนื่องจากความแตกต่างโมเลกุลของยาปฏิชีวนะจึงไม่จับกับเอนไซม์อย่างเหมาะสม ดังนั้น จึงไม่ส่งผลกระทบต่อมัน อีโคไลเพียงเซลล์เดียวจะอยู่รอดได้ และเนื่องจากเซลล์ข้างเคียงของมันตายไปหมดแล้ว มันสามารถแพร่พันธุ์และครอบครองจานเพาะเชื้อได้ ขณะนี้มีเชื้ออีโคไลสายพันธุ์หนึ่งที่มีภูมิคุ้มกันต่อยาปฏิชีวนะชนิดนั้นๆ
ในตัวอย่างนี้คุณจะเห็นวิวัฒนาการในที่ทำงาน การกลายพันธุ์ของ DNA แบบสุ่มสร้างเซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะ เซลล์ไม่ได้รับผลกระทบจากยาปฏิชีวนะที่ฆ่าสิ่งอื่นๆทั้งหมด เซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะนี้ในสภาพแวดล้อมของจานเพาะเชื้อสามารถอยู่รอดได้ อีโคไลนั้นเกิดขึ้นง่ายพอๆกับสิ่งมีชีวิต และเนื่องจากพวกมันขยายพันธุ์อย่างรวดเร็ว คุณจึงสามารถเห็นผลกระทบของวิวัฒนาการในช่วงเวลาปกติได้ ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา แบคทีเรียหลายชนิดมีภูมิคุ้มกันต่อยาปฏิชีวนะ
ในทำนองเดียวกันแมลงจะมีภูมิคุ้มกันต่อยาฆ่าแมลง เพราะพวกมันขยายพันธุ์อย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น ยุงที่ดื้อต่อดีดีทีมีวิวัฒนาการมาจากยุงทั่วไป ในกรณีส่วนใหญ่ วิวัฒนาการเป็นกระบวนการที่ช้ากว่ามาก ความเร็วของการกลายพันธุ์ ตามที่กล่าวไว้ในหัวข้อที่แล้วมีหลายสิ่งหลายอย่าง ที่สามารถทำให้เกิดการกลายพันธุ์ของ DNA รวมถึงรังสีเอกซ์ รังสีคอสมิก รังสีนิวเคลียร์ ปฏิกิริยาเคมีแบบสุ่มในเซลล์ ดังนั้น การกลายพันธุ์จึงค่อนข้างธรรมดา
การกลายพันธุ์เกิดขึ้นในอัตราที่คงที่ในทุกประชากร แต่ตำแหน่งและประเภทของการกลายพันธุ์ทั้งหมดนั้นสุ่มสมบูรณ์ สิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ เช่น มนุษย์มีการกลายพันธุ์เฉลี่ยประมาณหนึ่งครั้งต่อเซลล์สืบพันธุ์สิบเซลล์ เซลล์สืบพันธุ์คือเซลล์เพศไม่ว่าสเปิร์มหรือไข่ก็ตาม นั่นคือมีโอกาสร้อยละ 10 ที่สเปิร์มหรือเซลล์ไข่ใดๆที่ผลิตขึ้นจะมีเซลล์ใหม่ และการเปลี่ยนแปลงที่สืบทอดได้ในคำสั่งทางพันธุกรรมที่สร้างรุ่นต่อไป การกลายพันธุ์เหล่านี้เกิดขึ้นแบบสุ่มและเกือบจะเป็นอันตราย
มีนิวคลีโอไทด์ประมาณ 1 คู่ในพันเท่านั้นที่มีการเปลี่ยนแปลงแบบสุ่มทุกๆ 200,000 ปี ถึงกระนั้นก็ตามในประชากร 10,000 คน การแทนที่นิวคลีโอไทด์ที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะถูกทดลองประมาณ 50 ครั้งในช่วงเวลา 1 ล้านปี ซึ่งเป็นช่วงเวลาสั้นๆเมื่อเทียบกับวิวัฒนาการของสายพันธุ์ ความแปรปรวนส่วนใหญ่ที่สร้างขึ้นในลักษณะนี้ จะเป็นผลเสียต่อสิ่งมีชีวิตและจะถูกเลือกต่อต้านในประชากร อย่างไรก็ตาม เมื่อลำดับพันธุ์หายากมีประโยชน์ มันก็จะขยายพันธุ์อย่างรวดเร็ว
โดยการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ดังนั้น จึงสามารถคาดหวังได้ว่าในสปีชีส์ใดๆก็ตาม การทำงานของยีนส่วนใหญ่จะได้รับการปรับให้เหมาะสม โดยการกลายพันธุ์และการเลือกจุดแบบสุ่ม ตามหนังสือวิวัฒนาการโดย รูธ มัวร์เป็นไปได้ที่จะเร่งการกลายพันธุ์ด้วยรังสี มุลเลอร์จึงใส่แมลงวันผลไม้หลายร้อยตัวลงในแคปซูลเจลาติน แล้วยิงเอกซเรย์ใส่พวกมันจากนั้นแมลงวันที่ฉายรังสี จะถูกนำไปผสมพันธุ์กับแมลงที่ไม่ได้รับการรักษา
ภายในเวลา 10 วัน ลูกหลานหลายพันคนต่างพากันส่งเสียงพึมพำ เกี่ยวกับอาหารกล้วยบดของพวกมัน และมุลเลอร์ก็เฝ้าดูการระเบิดที่มนุษย์สร้างขึ้นอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน มีแมลงวันตาโปนแบน ตาสีม่วง เหลืองและน้ำตาลบางตัวมีขนหยิกบางตัวไม่มีขน การกลายพันธุ์กระตุ้นกระบวนการวิวัฒนาการ โดยการจัดหายีนใหม่ในกลุ่มยีนของสปีชีส์
บทความที่น่าสนใจ : ริมฝีปาก อธิบายเกี่ยวกับกล้ามเนื้อของริมฝีปากและกล้ามเนื้อรอบดวงตา
