Нет предела совершенству?

[macroevolution]

Долгосрочный эволюционный эксперимент на бактериях, начатый Ричардом Ленски в 1988 году, продолжает приносить интересные результаты. Как выяснилось, по прошествии 50 000 поколений (столько сменилось к февралю 2010 года) подопытные бактерии всё еще продолжают накапливать полезные мутации, неуклонно повышая свою приспособленность к условиям, в которые их поместили экспериментаторы. Рост приспособленности постепенно замедляется, но, судя по всему, не собирается выходить на плато. В шести из 12 подопытных популяций закрепились мутации, резко повысившие темп мутагенеза, что способствовало более быстрому росту приспособленности.



Рис. 1. Рост приспособленности бактерий в течение 50 000 поколений. Показаны усредненные значения по всем 12 подопытным популяциям. По вертикальной оси: относительная приспособленность (скорость роста по сравнению с предковым штаммом). По горизонтальной оси: время в поколениях. Красные линии — гиперболическая модель (приспособленность асимптотически стремится к предельному уровню), синие линии — степенная модель (неограниченный, хотя и замедляющийся, рост приспособленности). A — параметры кривых подобраны на основе данных по всем 50 000 поколений; превосходство степенной модели над гиперболической не очевидно (хотя и выявляется статистическими методами), B — кривые построены для первых 20 000 поколений, пунктиром показаны «предсказания»; видно, что гиперболическая модель хуже предсказывает динамику приспособленности в течение последующих 30 000 поколений, чем степенная.


Итак, рост приспособленности в Долгосрочном эволюционном эксперименте пока не собирается выходить на плато. Несмотря на долгую жизнь в одних и тех же условиях, у бактерий всё еще время от времени закрепляются новые полезные (= повышающие приспособленность к этим условиям) мутации. Удивительная неисчерпаемость адаптационных возможностей, впервые столь наглядно продемонстрированная в эксперименте, имеет огромное значение для понимания эволюции. Ведь можно было предположить (многие так и думали), что в постоянных условиях, тем более в монокультуре, возможности для адаптивной эволюции быстро будут исчерпаны, и система придет в состояние полного стазиса. В таком случае объяснить продолжающуюся эволюцию жизни на нашей планете можно было бы только через постоянные изменения среды (абиотической и биотической).



Рис. 2. Повышение темпа мутагенеза ускоряет адаптацию. Черные точки — усредненные данные по шести популяциям, в которых темп мутагенеза остался на исходном низком уровне. Зеленые треугольники — усредненные данные по трем популяциям, в которых на ранних этапах ДЭЭ (в первые 20 000 поколений) закрепились аллели-мутаторы. Видно, что приспособленность у вторых росла быстрее, чем у первых.

ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ

Comments

[darth-malachi.livejournal.com]

Так там же так и было. В одной из групп около 20000-го поколения произошла мутация, которая ни к чему особенному не привела. Зато около 32000-го поколения произошла вторая, и эти две в совокупности позволили бактериям перерабатывать ту пищу, которую они раньше есть не могли. Налицо резкий эволюционный скачок в приспособляемости. После повторного проигрывания поколения после 20000-го могли приобрести похожую способность ввиду другой мутации, а поколения до 20000-го - нет.

Ошибка только в том, что ни о какой памяти тут речь и не идёт. Если бактерия УЖЕ может жить и там и там - хорошо. А если может жить ТОЛЬКО в одной среде, то факт, что какие-то бактерии вдруг смогли жить в другой - есть налицо эволюция.

[oldodik.livejournal.com]

Мюге про колюшек рассказывал нечто в таком роде, что у них не вырабатывается каждый раз приспособленность к соленой воде или к пресной - а что они таскают в геноме обе программы и реализуют ту или другую смотря по ситуации (очень упрощенно излагаю, но смысл в общем такой.)

Вот, нашел свой же пересказ по горячим следам: для быстрой эволюции не нужно, не обязательно приобретать новую мутацию. Достаточно, если в популяции уже есть что-то подходящее, пусть в самом малом проценте. В соответствующих условиях этот процент моментально будет отбором подхвачен.

[fan-d-or.livejournal.com]

Это всё ж другой уровень реагирования - отбор может оперировать только имеющимися в наличии фенотипами, а мутация создаёт новый фенотип.

Как говорится - почувствуйте разницу...

[darth-malachi.livejournal.com]

Ну, это всё же не эволюция в чистом виде, это генетический дрейф (ну и естественный отбор тоже).

[oldodik.livejournal.com]

Ну - вот про такой механизм опережения знаю, во всяком случае. И да, насколько понял и помню, там эволюция действительно особо не идет никуда - а болтает эти популяции колюшек туда-сюда-обратно.

Как раз у нашего хозяина на семинаре доклад-то был, кстати.

[pogorily.livejournal.com]

Именно на этом основан искусственный отбор.
Он дает стремительный результаты именно потому, что человек целенаправленно отбирает то, что ему по тем или иным критериям нравится.
И вот вам клюква или черника с ягодами в несколько раз больше чем у диких, полученные достаточно быстро из диких видов.

Потом, правда, все это резко затормаживается, и без скрещивания (привнесения нового генетического материала) или мутагенеза дальнейший прогресс замирает.

[fan-d-or.livejournal.com]

Для стремительности отбора должны существовать разрешающие его обстоятельства: даже при самом тщательном искусственном отборе камни не эволюционируют. А вот собаки - эволюционируют, да ещё с колоссальным темпом.

Значит возможность взрывообразного увеличения разнообразия фенотипов - обязательное условие для племенной работы (искусственного отбора).

И это - свойство самой системы, над которой производится ИО.
Без этого фундаментального свойства - не было б никакого успеха в племенной работе...