Еволюцията не спира дори в неизменна среда

Резултатите от 25-годишен експеримент с ешерихия коли показали, че дори при неизменни условия на околната среда организмите не престават да се развиват.

Ричард Ленски от университета на Мичиган в Ийст Лансинг (САЩ) и колегите му започнали своя експеримент през 1988 г. Те поставили 12 идентични популации ешерихия коли в съд с течност с хранителни вещества и 25 мг глюкоза на литър и започнали да наблюдават тяхната еволюция.

Всеки ден учените премествали по 1% от бактериите на ново място. На всеки 75 дни, което съответства на около 500 поколения бактерии, учените замразявали част от тях като резерва, в случай че с бактериите се случи нещо и ако се наложи да „развият” еволюцията назад и да пуснат процеса отново от необходимия момент.

Изследователите измервали степента на приспособеност на бактериите към околната среда според това колко по-бързо се размножавал те от своите предци. Отначало приспособеността на Е. коли нараснала рязко, но след известно време започнала да се забавя. Към този момент тя е нараснала със 70%.

Приспособеността на всички 12 популации бактерии нараснала приблизително еднакво, макар че еволюционните им пътища били различни. При половината от колониите се появили дефекти в механизма за възстановяване на ДНК, но вместо да измрат, те започнали да мутират по-бързо от другите.

Интересен резултат възникнал на третата година от експеримента, когато се сменили 6500 поколения бактерии. В една от пробите се появили два различни типа Е. коли. Бактериите от единия тип образували колонии, състоящи се от относително малки клетки, а другият – колонии с по-големи клетки.

Ленски чакал единият от типовете да измести другия или и двата да бъдат изместени от трети тип. Но в пробите се съхранили двата типа бактерии, образуващи екосистема, взаимодействието с която им позволявало заедно да оцелеят.

В началото на XXI век Ленски се увлякъл по възможността за компютърно симулиране на еволюционните процеси и едва не захвърлил експеримента с бактериите. Но все пак не го направил и през януари 2003 година те му поднесли нова изненада.

Новият вид

Веднъж Ленски и колегите му открили, че течността в една от пробите потъмняла. Учените предположили замърсяване и заменили популацията с последния й замразен образец. След три седмици течността отново помътняла. Този път изследователите по-внимателно изучили тази популация и открили, че бактериите изработили нов начин на хранене. Вместо да употребяват глюкозата, която не била толкова много в разтвора, те преминали на цитрати (соли и естери на лимонена киселина). Това им позволило да заселят пробата доста по-плътно от другите бактерии.

„Развивайки” еволюцията назад със замразените образци, учените установили, че способността да се хранят с цитрати се развивала от няколко поколения, непосредствено предшестващи появата на любителите на цитрати. Това доказва, че до появата на бактериите, хранещи се с цитрати, е довела верига от няколко мутации, а не единично генетично изменение.

Резултатите си Ленски и колегите му представили пред научната общественост през 2008 година. Те смятат, че бактериите, любители на цитрати, може да се смятат за нов вид.

Безкрайна еволюция

Прието е да се смята, че когато организмите попаднат в нова среда, те отначало бързо се приспособяват към нея, а когато това се случи, развитието спира. Последните резултати на Ленски и колегите му опровергават тази гледна точка.

Учените измерили приспособеността на всички 12 бактериални популации в 41 точки от еволюционния им път. Изследователите открили, че бактериите са достигали своя пик на приспособеност на около 10-хилядното поколение, 5 години след началото на експеримента. Но и сега, след 50 000 поколения, тяхното развитие, макар да се е забавило, не е спряло съвсем.

„Понятието „пик на приспособеността” се оказа по-ефимерно, отколкото си мислех. Смятам, че приспособеността на организмите може да продължи да расте в продължение на милиони години”, пояснява Ленски.

По такъв начин учените са показали, че еволюцията на живите организми не спира, дори ако условията на околната среда не се променят.

Ленски не смята да спира своя експеримент. „Става все по-очевидно, че краткотрайните експерименти са недостатъчни. Всяка микробиологична лаборатория с достатъчен брой хора следва да се замисли да проведе 20-годишен експеримент”, смята той.

Източник: РИА Новости