Criar 2.000 gerações de bactérias pode resolver este grande debate na biologia

Criar 2.000 gerações de bactérias pode resolver este grande debate na biologia

Desde os primórdios da genética no início do século XX, os biólogos têm feito isso. discutido Se a evolução é impulsionada mais por mutações casuais ou pela diversidade original em um pool genético.

Ter tantas opções genéticas para escolher pode fazer a seleção natural se mover muito mais rápido no início, mas as mutações genéticas que ocorrem ao longo do tempo contribuem mais para a sobrevivência da espécie no final?

Para tentar resolver definitivamente esse argumento de longa data, pesquisadores da Michigan State University testaram a capacidade adaptativa de 72 populações diferentes. Escherichia coli As bactérias têm mais de 2.000 gerações (cerca de 300 dias).

Cada grupo de bactérias foi projetado para conter diferentes quantidades de diversidade genética no início do experimento.

Em uma extremidade do espectro, a população foi criada a partir de um único clone, de modo que cada célula era geneticamente idêntica a todas as outras células.

No meio do espectro, a população cresceu a partir de um único grupo de bactérias pré-existentes.

No extremo do espectro, coli bactérias As populações são criadas misturando algumas populações pré-existentes, criando a maior diversidade genética possível.

Cada população foi alimentada com glicose no início do experimento. Para testar a adaptabilidade, diferentes grupos dessas populações de bactérias foram levados e espalhados em um ambiente de crescimento diferente, fornecendo-lhes o aminoácido D-serina em vez de glicose para suas necessidades energéticas.

No ponto de geração 0, 500 e 2000, as populações foram testadas quanto à sua capacidade de competir por recursos alimentares contra um competidor comum (que era outra linhagem de coli bactérias nível médio de condicionamento físico).

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o coli bactérias Todas as amostras foram obtidas do Projeto de Evolução Experimental de Longo Prazo, iniciado em 1988 por um dos coautores do último trabalho de pesquisa, o biólogo evolucionário Richard Lensky.

Quando a adequação de cada grupo de bactérias no ambiente D-serina foi medida antes que qualquer evolução ocorresse, as populações geneticamente mais diversas tiveram um desempenho melhor do que os clones.

Nos estágios iniciais do experimento (cerca de 50 gerações), a riqueza da diversidade genética na população indígena foi importante para a adaptação.

Mas na 500ª geração, a diversidade no início do experimento “não importa mais” porque as novas mutações eram “grandes o suficiente”, escreveram os autores em Pré-impressãoque já está disponível no BioRxiv Revisão por pares.

Na geração 500 e 2000, “não houve diferenças na aptidão” entre todos os diferentes grupos de bactérias, apesar da diferença na aptidão inicialmente.

“Qualquer benefício da variação pré-existente na população assexuada pode ser de curta duração, como vimos em nossa experiência, porque essa variação será eliminada quando novas mutações benéficas entrarem em fixação”, escreveram os pesquisadores.

Embora não tenha sido examinado por outros na comunidade científica e publicado em um periódico revisado por pares, essa descoberta pode levar o livro a ser fechado em argumento mais longo na biologia evolutiva quando se trata de bactérias.

Mas não há uma resposta “correta” em termos da importância relativa da mudança permanente e das novas mutações para a adaptação na natureza, escreveram os pesquisadores.

Eles acrescentaram que os cientistas que trabalham em diferentes modelos tendem a “enfatizar uma fonte ou outra de diversidade genética”.

Os cientistas que estudam animais e plantas tendem a enfatizar a diversidade genética como uma fonte importante de capacidade evolutiva porque não é prático esperar centenas de anos para que as mutações misturem as coisas.

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Aqueles que estudam bactérias e Vírus Eles tendem a ver as mutações como a principal fonte de evolução.

Mas, na verdade, ambas as forças – mutação e diversidade genética atual – “podem contribuir sequencialmente, simultaneamente e até sinergicamente para o processo de adaptação por seleção natural”, dizem os pesquisadores.

Esta versão inicial está disponível em puroxivo antes da revisão por pares.

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