От зората на генетиката в началото на 20-ти век биолозите спорят дали еволюцията се движи повече от случайни мутации или от първоначалното разнообразие в генофонда.
Наличието на много генетични опции за избор може да накара естествения подбор да се задвижи много по-бързо в началото, но дали генетичните мутации, които се случват с времето, допринасят повече за оцеляването на видовете в крайна сметка?
За да се опитат да разрешат този дългогодишен спор веднъж завинаги, изследователи от Мичиганския щатски университет са тествали адаптивната способност на 72 различни популации от бактерии Escherichia coli в продължение на 2000 поколения (около 300 дни).
Всяка популация от бактерии е проектирана да има различно количество генетично разнообразие в началото на експеримента.
В единия край на спектъра популацията е отгледана от един клонинг, така че всяка клетка е генетично идентична с всяка друга клетка.
В средата на спектъра популациите са отгледани от една съществуваща популация от бактерии.
В далечния край на спектъра популациите на E. coli са създадени чрез смесване на няколко съществуващи популации, създавайки максимално възможно количество генетично разнообразие.
Всяка популация е хранена с глюкоза в началото на експеримента. За да се тества адаптивността, различни групи от тези бактериални популации са взети и размножени в различна среда на растеж, като им се осигурява аминокиселината D-серин вместо глюкоза за техните енергийни нужди.
Когато се достига 500-то и 2000-то поколение популациите се тестват за способността им да се конкурират за хранителни ресурси срещу обикновен конкурент (който е друг щам на E. coli със средно ниво на адаптация).
Всички проби от E. coli са получени от "Проект за дългосрочна експериментална еволюция" (Long-term Experimental Evolution Project), който стартира през 1988 г. от един от съавторите на наскоро пунликуваната статия, еволюционния биолог Ричард Ленски (Richard E. Lenski).
Когато всяка популация от бактерии е измерена за нивото на нейната приспособеност към средата на D-серин преди да настъпи каквато и да е еволюция, по-генетично разнообразните популации се справят по-добре от клонингите.
В ранните етапи на експеримента (около 50 поколения) богатството от генетично разнообразие в първоначалната популация е важно за адаптацията.
Но до 500-то поколение разнообразието в началото на експеримента „вече няма значение“, тъй като новите мутации са „достатъчно големи“, пишат авторите в своя препринт, достъпен на BioRxiv преди партньорската проверка .
До 500-то и 2000-то поколение няма "разлики в адаптацията" между всички различни популации от бактерии, въпреки различията в приспособеността в началото.
„Всяка полза от съществуващите вариации в безполовите популации често може да бъде краткотрайна, както видяхме в нашия експеримент, защото тази вариация ще бъде прочистена, когато новите полезни мутации се закрепят“, пишат изследователите.
Въпреки че тепърва ще бъде проверен от научната общност и публикуван в рецензирано списание, този резултат може да се сложи край на най-продължителния спор в еволюционната биология, когато става въпрос за бактерии.
Но няма „правилен“ отговор по отношение на относителната важност на устойчивите вариации и новите мутации за адаптация в природата, пишат изследователите.
Учените, работещи върху различни модели, са склонни да „подчертават единия или другия източник на генетични вариации“, добавят те.
Учените, изучаващи животни и растения, са склонни да подчертават разнообразието на генофонда като основен източник на еволюционен капацитет, защото не е практично да се чака стотици години, докато мутациите смесят нещата.
Тези, които изучават бактерии и вируси, са склонни да гледат на мутациите като на основен източник на еволюция.
Но наистина и двете сили – мутацията и съществуващото генетично разнообразие – „могат да допринесат последователно, едновременно и дори синергично за процеса на адаптация чрез естествен подбор“, отбелязват изследователите.
Справка: Experimental Test of the Contributions of Initial Variation and New Mutations to 2 Adaptive Evolution in a Novel Environment
Minako Izutsu and Richard E. Lenski, bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2022.05.31.494207
Източник:
Breeding 2,000 Generations of Bacteria May Have Solved This Major Debate in Biology
FELICITY NELSON, ScienceAlert
Още по темата
Животът
5500 нови РНК вирусни вида, открити в океана. Проследяване на произхода на вирусите и произхода на живота
Животът
Еволюцията работи с "белязани карти" при избора на вариации
Животът
Как мутациите си намират мястото. Скорост и локализация на мутациите по данни от 21 век
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари