21-летний эксперимент вновь подтвердил теорию Дарвина

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.

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).

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, 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.