پرورش ۲۰۰۰ نسل از باکتری ها ممکن است این بحث بزرگ در زیست شناسی را حل کند

پرورش ۲۰۰۰ نسل از باکتری ها ممکن است این بحث بزرگ در زیست شناسی را حل کند

از آغاز علم ژنتیک در اوایل قرن بیستم، زیست‌شناسان بحث کردند آیا تکامل بیشتر توسط جهش‌های تصادفی هدایت می‌شود یا به دلیل تنوع اولیه در استخر ژنی.

 

داشتن گزینه‌های ژنتیکی زیادی برای انتخاب ممکن است باعث شود انتخاب طبیعی در ابتدا بسیار سریع‌تر حرکت کند، اما آیا جهش‌های ژنتیکی که در طول زمان اتفاق می‌افتند در نهایت به بقای گونه‌ها کمک می‌کنند؟

برای تلاش برای حل این بحث طولانی مدت یک بار و برای همیشه، محققان دانشگاه ایالتی میشیگان توانایی انطباق ۷۲ جمعیت مختلف باکتری اشریشیا کلی را در بیش از ۲۰۰۰ نسل آزمایش کرده‌اند. ۳۰۰ روز).

هر جمعیت باکتری به گونه‌ای مهندسی شد که در شروع آزمایش مقادیر مختلفی از تنوع ژنتیکی داشته باشد.

در یک انتهای طیف، جمعیت از یک کلون منفرد تولید شد بنابراین هر سلول از نظر ژنتیکی با هر سلول دیگر یکسان بود.

در وسط طیف، جمعیت‌هایی از یک جمعیت باکتری از قبل موجود رشد کردند.

در انتهای طیف، E. جمعیت های coliبا مخلوط کردن چند جمعیت از قبل موجود با هم ایجاد شدند و حداکثر تنوع ژنتیکی ممکن را ایجاد کردند.

هر جمعیت در شروع آزمایش با گلوکز تغذیه شدند. برای آزمایش سازگاری، مجموعه‌های مختلفی از جمعیت‌های این باکتری‌ها گرفته شد و در یک محیط رشد متفاوت تکثیر شدند و به‌جای گلوکز برای نیازهای انرژی‌شان، اسید آمینه D-سرین را برای آنها فراهم کرد.

 

در نقطه تولید ۰، ۵۰۰، و ۲۰۰۰، جمعیت ها برای توانایی آنها در رقابت برای منابع تغذیه در برابر یک رقیب معمولی (که گونه دیگری از بود) آزمایش شدند. E. coli با سطح تناسب اندام متوسط).

E. coli نمونه‌ها همگی از پروژه تکامل تجربی طولانی‌مدت گرفته شده‌اند، که در سال ۱۹۸۸ توسط یکی از نویسندگان همکار مقاله اخیر، زیست‌شناس تکاملی ریچارد لنسکی، آغاز شد.

زمانی که هر جمعیت هر جمعیت باکتری‌ها برای تناسب آن در محیط D-سرین قبل از وقوع هر گونه تکاملی اندازه‌گیری شدند، هر چه جمعیت‌های دارای تنوع ژنتیکی بیشتر بهتر از کلون‌ها عمل کنند.

در مراحل اولیه آزمایش (حدود ۵۰ نسل بعد) غنی بودن تنوع ژنتیکی در جمعیت اولیه برای سازگاری مهم بود.

اما، نویسندگان در

اما، تا نسل ۵۰۰، تنوع در آغاز آزمایش “دیگر اهمیتی نداشت” زیرا جهش های جدید “به اندازه کافی بزرگ بودند” /www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.05.31.494207v2.full.pdf”>پیش چاپ

، که قبل از بررسی همتا.

در نسل ۵۰۰ و ۲۰۰۰، “هیچ تفاوتی در تناسب اندام” در بین همه وجود نداشت. جمعیت‌های مختلف باکتری‌ها، علی‌رغم تنوع در تناسب اندام در ابتدا.

 

“هر گونه مزیت از تنوع از قبل موجود در جمعیت‌های غیرجنسی ممکن است اغلب کوتاه مدت باشد، همانطور که در این مقاله دیدیم. پژوهشگران می نویسند: آزمایش ما، زیرا زمانی که جهش های مفید جدید به تثبیت می رسند، این تنوع از بین می رود.

در حالی که هنوز توسط دیگران در جامعه علمی بررسی نشده و در یک مجله معتبر منتشر شده است، این نتیجه ممکن است کتاب را در طولانی ترین استدلال در زیست شناسی تکاملی در مورد باکتری ها.

محققان می نویسند اما هیچ پاسخ درستی از نظر اهمیت نسبی تنوع ایستاده و جهش های جدید برای سازگاری در طبیعت وجود ندارد.

دانشمندانی که بر روی مدل‌های مختلف کار می‌کنند تمایل دارند “بر یک یا آن منبع تنوع ژنتیکی تاکید کنند”.

دانشمندانی که روی حیوانات و گیاهان مطالعه می‌کنند تمایل دارند بر تنوع مخزن ژنی به عنوان منبع اصلی ظرفیت تکاملی تأکید کنند، زیرا عملی نیست که صدها سال منتظر جهش باشیم تا همه چیز را با هم مخلوط کنند.

کسانی که در حال مطالعه باکتری‌ها و ویروس‌ها هستند، تمایل دارند جهش‌ها را به عنوان منبع اصلی تکامل

اما در واقع، هر دو نیرو – جهش و تنوع ژنتیکی موجود – “می توانند به طور متوالی، همزمان و حتی به طور هم افزایی در فرآیند انطباق توسط انتخاب طبیعی نقش داشته باشند.”

این پیش چاپ در BioRxiv پیش از بررسی همتایان در دسترس است .

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.