Долговременный эксперимент по эволюции E. coli: различия между версиями

Викификатор; Эксперимент начался 24 февраля 1988 года и продолжается более 25 → 30 лет
м (Bot: HTTP→HTTPS (v473))
(Викификатор; Эксперимент начался 24 февраля 1988 года и продолжается более 25 → 30 лет)
[[Файл:Lenski's 12 long-term lines of E. coli on 25 June 2008.jpg|thumb|300px|12 участвующих в эксперименте популяций ''E. coli'' на 25 июня 2008 года]]
[[Файл:EscherichiaColi NIAID.jpg|thumb|300px|Бактерии ''E. coli''. Снимок сканирующим электронным микроскопом]]
'''Долговременный эксперимент по [[эволюция|эволюции]] ''E. coli''''' — уникальный [[экспериментальная эволюция|эксперимент по эволюции]] [[бактерия|бактерии]] ''[[Escherichia coli]]'' в искусственных условиях, проведённый группой под руководством [[Ленски, Ричард|Ричарда Ленски]] в [[Университет штата Мичиган|университете штата Мичиган]]. В процессе эксперимента прослежены генетические изменения, происходившие в 12 [[популяция]]х ''E. coli'' на протяжении более чем {{nobr|60 000}} поколений. Эксперимент начался [[24 февраля]] [[1988 год]]а и продолжается более {{nobr|2530 лет}}<ref>''Richard E. Lenski'' [http://myxo.css.msu.edu/ecoli/strainsource.html Source of founding strain], 2000. Accessed June 18, 2008.</ref><ref name="Lenski-2009">{{cite journal
| author = Jeffrey E. Barrick, Dong Su Yu, Sung Ho Yoon, Haeyoung Jeong, Tae Kwang Oh, Dominique Schneider, Richard E. Lenski, Jihyun F. Kim
| year = 2009
 
=== Возникновение полиморфных сообществ ===
К 2017 году, когда эксперимент продолжался уже 29 лет, неожиданно обнаружилось, что в 9 популяциях из 12 произошла экологическая диверсификация. Исходная монокультура разделилась на отдельные популяции, которые продолжали эволюционировать отдельно, не вытесняя друг друга<ref>[https://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature24287.html Benjamin H. Good, Michael J. McDonald, Jeffrey E. Barrick, Richard E. Lenski & Michael M. Desai. The dynamics of molecular evolution over 60,000 generations // Nature. Published online 18 October 2017. DOI: 10.1038/nature24287]</ref><ref>[https://elementy.ru/novosti_nauki/433131/V_dolgosrochnom_eksperimente_Richarda_Lenski_iz_iskhodno_odinakovykh_bakteriy_sformirovalis_polimorfnye_soobshchestva Марков А. В долгосрочном эксперименте Ричарда Ленски из исходно одинаковых бактерий сформировались полиморфные сообщества. Элементы, 22.10.2107.]</ref>.
 
Первоначальной задачей эксперимента являлось наблюдение за эволюцией бактериального сообщества в предельно простых обстоятельствах  — в постоянной среде, при наличии единственного источника пищи, без генетического обмена и экологического взаимодействия между организмами. Однако со временем произошло спонтанное усложнение популяции с появлением раздельных экологических ниш. Простейший пример такого рода разделения  — образование двух микробных сообществ, каждая из которых имеет свой тип обмена веществ, где используются продукты жизнедеятельности другого сообщества. Впервые этот эффект замечен в 2014 году на одной из популяций (Ara-2)<ref>[http://science.sciencemag.org/content/343/6177/1366 J. Plucain et al., 2014. Epistasis and allele specificity in the emergence of a stable polymorphism in Escherichia coli.]</ref>, а к 2017 году обнаружен в 9 популяциях из 12. При этом продолжается обычная адаптивная эволюция, наблюдавшаяся во всех популяциях с самого начала эксперимента, однако теперь эта эволюция происходит не в масштабах популяции в целом, а в каждом из бактериальных сообществ. В этих условиях скорость размножения бактерий как показатель степени приспособленности частично теряет смысл, так как приспособленность теперь зависит от эффективности взаимодействия с другими сообществами.
К 2017 году, когда эксперимент продолжался уже 29 лет, неожиданно обнаружилось, что в 9 популяциях из 12 произошла экологическая диверсификация. Исходная монокультура разделилась на отдельные популяции, которые продолжали эволюционировать отдельно, не вытесняя друг друга<ref>[https://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/abs/nature24287.html Benjamin H. Good, Michael J. McDonald, Jeffrey E. Barrick, Richard E. Lenski & Michael M. Desai. The dynamics of molecular evolution over 60,000 generations // Nature. Published online 18 October 2017. DOI: 10.1038/nature24287]</ref><ref>[https://elementy.ru/novosti_nauki/433131/V_dolgosrochnom_eksperimente_Richarda_Lenski_iz_iskhodno_odinakovykh_bakteriy_sformirovalis_polimorfnye_soobshchestva Марков А. В долгосрочном эксперименте Ричарда Ленски из исходно одинаковых бактерий сформировались полиморфные сообщества. Элементы, 22.10.2107.]</ref>.
 
Первоначальной задачей эксперимента являлось наблюдение за эволюцией бактериального сообщества в предельно простых обстоятельствах — в постоянной среде, при наличии единственного источника пищи, без генетического обмена и экологического взаимодействия между организмами. Однако со временем произошло спонтанное усложнение популяции с появлением раздельных экологических ниш. Простейший пример такого рода разделения — образование двух микробных сообществ, каждая из которых имеет свой тип обмена веществ, где используются продукты жизнедеятельности другого сообщества. Впервые этот эффект замечен в 2014 году на одной из популяций (Ara-2)<ref>[http://science.sciencemag.org/content/343/6177/1366 J. Plucain et al., 2014. Epistasis and allele specificity in the emergence of a stable polymorphism in Escherichia coli.]</ref>, а к 2017 году обнаружен в 9 популяциях из 12. При этом продолжается обычная адаптивная эволюция, наблюдавшаяся во всех популяциях с самого начала эксперимента, однако теперь эта эволюция происходит не в масштабах популяции в целом, а в каждом из бактериальных сообществ. В этих условиях скорость размножения бактерий как показатель степени приспособленности частично теряет смысл, так как приспособленность теперь зависит от эффективности взаимодействия с другими сообществами.
 
Было замечено, что на ранних и поздних этапах адаптации наиболее интенсивная фиксация мутаций происходила в разных генах. Этот феномен объясняется тремя факторами: