21-летний эксперимент вновь подтвердил теорию Дарвина

Связь между геномной и адаптивной эволюцией довольно трудна для изучения и имеет свои законы. В частности, полезные мутации появляются с удивительной равномерностью, нейтральные же крайне непостоянны, – утверждают авторы эксперимента (фото G.L. Kohuth/Michigan State University).

 

Подведены предварительные итоги опыта, который специалисты из университета Мичигана (Michigan State University) вели на протяжении 21 года. Титанический эксперимент по наблюдению за работой естественного отбора поможет в медицинских исследованиях и развитии биотехнологий.

Ричард Ленски (Richard Lenski), почётный профессор микробиологии, ещё в 1988 году начал выращивать быстро воспроизводящиеся культуры одноклеточной бактерии E. coli. Учёный считал, что если генетическая мутация даёт кишечной палочке преимущество в борьбе за пищу, то это правило должно распространяться и на всю популяцию.

Сначала команда Ленски периодически замораживала бактерии для последующего изучения, затем была разработана технология полноценного генетического секвенирования.

"Геном развивается с удивительно постоянной скоростью, в том же ритме, что и адаптация бактерий. Но потом вдруг происходит скачок частоты мутаций, и создаётся новая динамика отношений", – говорит Ричард Ленски. На снимке профессор справа, рядом ассистент Джеффри Бэррик (Jeffrey Barrick) (фото G.L. Kohuth/Michigan State University).

К 20-тысячному поколению бактерий исследователи обнаружили в живых клетках 45 мутаций. Они, в полном соответствии с теорией Дарвина, принесли определённые преимущества своим владельцам.

В поколении "26 тысяч" возникла мутация, влияющая на метаболизм ДНК, после чего частота мутаций по всему геному возросла драматически и к сорокатысячному поколению достигла отметки в 653, но учёные не уверены, что все они были полезными.

Мутации генов, участвующих в репликации ДНК человека, наблюдаются при некоторых видах рака и микробных инфекциях. "Прогрессирование болезни, в принципе, аналогично эволюционному процессу, — говорят учёные. – Эксперименты, подобные этому, помогают нам лучше понять ход этих заболеваний".

Хотя эволюция по Дарвину уже подтверждалась другими исследованиями (к примеру, мы рассказывали о предоставивших доказательства птицах , насекомых и динозаврах), она никогда прежде не моделировалась столь детально и в течение такого количества циклов. Статья о результатах многолетней работы Ленски со товарищи опубликована в Nature. Детали также можно найти в пресс-релизе университета.

Источник: PhysOrg.com