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

[sspr.livejournal.com]

Влияние внешних каких факторов вызывает мутации? Ведь должны же быть внешние причины? Или бактерии сами на себя действуют?

Нет предела совершенству?

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь loro4ra сослался на вашу запись в записи «Нет предела совершенству? (http://loro4ra.livejournal.com/203142.html)» в контексте: [...] Оригинал взят у в Нет предела совершенству? [...]

[pogorily.livejournal.com]

Тем не менее мы видим долго существующие стабильные виды.
Да и вполне очевидно, что предел совершенству есть, он определяется чисто физическими ограничениями (невозможен КПД выше 100%, да и к 100% можно лишь приблизиться, но не достичь, и т.д.)

Видимо, процесс эволюции до выхода на плато куда более длителен, чем 50 тысяч поколений (для бактерий, для других живых организмов может быть меньше). Время на это есть - жизнь возникла почти 4 млрд лет назад.

[z-kir.livejournal.com]

А нельзя ли чуть-чуть по-подробнее, как измерялась приспособленность?

[as-imagus.livejournal.com]

> Несмотря на долгую жизнь в одних и тех же условиях, у бактерий всё еще время от времени закрепляются новые полезные мутации.

А есть ли полная уверенность, что условия действительно никак не менялись?

[a-burlaka.livejournal.com]

А есть какая-то методика численной оценки, насколько быстро мутация, повышающая приспособленность организма распространится в популяции? Что бы вот можно было хоть приблизительно сказать, что мутация, повышающая приспособляемость на столько-то % распространится при таких-то условиях в популяции за столько-то поколений.

[dims12.livejournal.com]

ИМХО, ответ зависит от того, какую величину они назвали "ПРИСПОСОБЛЕННОСТЬ".

Поскольку это относительная скорость роста, то ответ зависит от того, насколько близок физиологический предел скорости роста.

Если он далеко (допустим, составляет 20 единиц по вертикальной оси), то они будут видеть ту же картинку и дальше, то есть, будет непонятно, то ли есть плато, то ли нет. Чем больше данных они будут включать в фитирование, тем больше будет растягиваться гипербола, всегда оставаясь неотличимой от степенной функции.

Если предел близко и составляет, допустим, 1.8 единиц, то плато есть, как ни крути. То есть, по достижении приспособленности в 1.8 бактерии достигнут совершенства.

Я так думаю, что там существует множество пробиваемых пределов. Во всяком случае, на компьютере при абстрактном моделировании генетики, получается "лесенка" из гипербол.

[maksimmus.livejournal.com]

А каким образом приспособленность может падать в стабильной среде (см. около 10000, 40000 поколений)? Если какая-нибуть бактерия заработала себе неблагоприятную мутацию, то, по идее, на всю популяцию она распространиться не должна.

Нет предела совершенству?

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь helgabell сослался на вашу запись в записи «Нет предела совершенству? (http://helgabell.livejournal.com/813412.html)» в контексте: [...] Оригинал взят у в Нет предела совершенству? [...]

[alex-bykov.livejournal.com]

Графики выглядят так, как будто на насыщение выходит скорость накопления мутаций.

Нет предела совершенству?

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь eredraug сослался на вашу запись в записи «Нет предела совершенству? (http://apokrif93.livejournal.com/17810976.html)» в контексте: [...] Источник сообщения [...]

Ссылки

[livejournal.livejournal.com]

Пользователь dok_zlo сослался на вашу запись в записи «Ссылки (http://dok-zlo.livejournal.com/1370512.html)» в контексте: [...] 3. эволюционный эксперимент. Тыц [...]

ТОП: 09:59 MSK

[magictop30.livejournal.com]

Вы попали в Т30P (http://www.t30p.ru) самых обсуждаемых тем в блогосфере.
Почитать текст со всеми комментариями по ссылке (http://tools.t30p.ru/?http%3a%2f%2fmacroevolution.livejournal.com%2f152926.html).
Это Ваш 22-й ТОПовый пост в этом году.
Посмотреть статистику автора можно в карточке топблогера (http://rating.t30p.ru/?macroevolution.livejournal.com&p=tops).

[hatmedicine.livejournal.com]

А что будет, если изменить условия эксперимента и подобрать им совершенно другие условия. Выживут ли они? Наверное выживут, но это будут их крайние формы, наименее приспособленные к прежним условиям.