|
Эволюция не останавливается даже в неизменной окружающей среде
|
|
|
|
МОСКВА, 14 ноя — РИА Новости. Результаты 25-летнего эксперимента на кишечных палочках показали, что даже при неизменных условиях окружающей среды организмы не перестают развиваться, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
|
|
|
|
Ричард Ленски (Richard Lenski) из университета штата Мичиган в Ист-Лансинге (США) и его коллеги начали свой эксперимент в 1988 году. Они поместили 12 идентичных популяций кишечной палочки в пробирки с жидкостью с питательными веществами и 25 миллиграммами глюкозы на литр и стали наблюдать за их эволюцией.
|
|
|
|
Каждый день ученые переносили по 1% бактерий в новые пробирки. Каждые 75 дней, что соответствует примерно 500 поколениям бактерий, ученые замораживали часть из них в качестве резерва, на случай, если с бактериями что-то случится и если понадобится "отмотать" эволюцию назад и запустить процесс заново с нужного момента.
|
|
|
|
Исследователи замеряли степень приспособленности бактерий к окружающей среде по тому, насколько быстрее своих предков они размножались. Сначала приспособленность кишечных палочек росла резко, но через некоторое время начала замедляться. К настоящему моменту она выросла на 70%. Приспособленность всех 12 линий бактерий выросла примерно одинаково, хотя эволюционные пути у них были разными. Так, у половины линий появились дефекты в механизме починки ДНК, однако вместо того, чтобы вымереть, они стали мутировать быстрее, чем их сородичи.
|
|
|
|
Интересный результат возник на третьем году эксперимента, когда сменилось 6,5 тысячи поколений бактерий. В одной из пробирок появились два разных типа кишечных палочек. Бактерии одного типа образовывали колонии, состоящие из относительно мелких клеток, а другого — колонии, состоящие из больших клеток. Ленски ждал, что либо один из типов бактерий вытеснит другой, либо они оба будут вытеснены каким-то третьим типом. Однако в пробирке сохранились оба типа бактерий, образовавшие экосистему, взаимодействие в которой позволяло выживать обоим.
|
|
|
|
В начале 2000-х Ленски увлекся возможностями компьютерного симулирования эволюционных процессов и чуть было не забросил эксперимент с бактериями. Однако он все же не сделал этого, и в январе 2003 года они преподнесли исследователям новый сюрприз.
|
|
Новый вид
|
|
|
|
Однажды Ленски и его коллеги обнаружили, что жидкость в одной из пробирок помутнела. Ученые предположили загрязнение и заменили популяцию ее последним замороженным образцом. Через три недели жидкость снова помутнела. На этот раз исследователи более пристально изучили эту популяцию и обнаружили, что бактерии выработали новый способ питания. Вместо того, чтобы потреблять глюкозу, которой в растворе не так уж много, они перешли на цитраты (соли и эфиры лимонной кислоты). Это позволило им заселить пробирку гораздо плотнее, чем другим бактериям.
|
|
|
|
"Отматывая" эволюцию назад при помощи замороженных образцов, ученые установили, что способность питаться цитратами развивали несколько поколений, непосредственно предшествовавших появлению любителей цитратов. Это доказывает, что к появлению бактерий, питающихся цитратами, привела цепочка из нескольких мутаций, а не какое-то одно генетическое изменение.
|
|
|
|
Свои результаты Ленски и его коллеги представили научному сообществу в 2008 году. Они полагают, что бактерий-любителей цитратов можно считать новым видом.
|
|
Бесконечная эволюция
|
|
|
|
Принято считать, что, когда организмы попадают в новую среду, они сначала быстро приспосабливаются к ней, а когда им это удается, развитие останавливается. Последние результаты Ленски и его коллег опровергают эту точку зрения.
|
|
|
|
Ученые измерили приспособленность всех 12 бактериальных популяций в 41 точке их эволюционного пути. Ученые обнаружили, что пика своей приспособленности бактерии достигли примерно на 10-тысячном поколении, через 5 лет после начала эксперимента. Однако и сейчас, спустя 50 тысяч поколений, их развитие хоть и замедлилось, но не прекратилось совсем.
|
|
|
|
"Понятие пика приспособленности оказалось более эфемерным, чем я думал. Я думаю, приспособленность организмов может продолжать расти в течение миллионов лет", — пояснил Ленски.
|
|
|
|
Таким образом, ученые показали, что эволюция живых организмов не прекращается, даже если условия окружающей среды не изменяются.
|
|
|
|
Ленски не собирается прекращать свой эксперимент. "Становится все более и более очевидным, что краткосрочных экспериментов недостаточно. Каждой микробиологической лаборатории с достаточным количеством людей стоит задуматься о том, чтобы провести 20-тилетний эксперимент", — считает он.
|
|
|
|
http://ria.ru/science/20131114/976952363.html
|
