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细菌在实验室中发生了重大的进化

点击量:   时间:2017-06-12 19:02:11

鲍勃·霍姆斯(Bob Holmes)一项重大的进化创新在研究人员面前展开这是第一次进化成为制造如此罕见和复杂的新特征的行为由于所讨论的物种是一种细菌,科学家们已经能够重现历史,以展示这种进化新奇如何从不可预测的机会事件的积累中成长二十年前,美国东兰辛密歇根州立大学的进化生物学家Richard Lenski采用了一种大肠杆菌,并利用其后代发现了12个实验室群体从那时起,这12个人一直在增长,逐渐积累突变并发展超过44,000代,而Lenski则观察发生的事情大多数情况下,Lenski看到的模式在每个单独的人群中都是相似的例如,所有12个进化的大细胞以及它们被喂食的葡萄糖的生长速度更快,并且峰值种群密度更低但是在第31,500代左右的某个时期,只有一个种群发生了戏剧性的事情 - 细菌突然获得了柠檬酸盐的代谢能力,柠檬酸盐是大肠杆菌通常不能使用的培养基中的第二种营养素实际上,无法使用柠檬酸盐是细菌学家将大肠杆菌与其他物种区分开来的特征之一使用柠檬酸盐的突变体在种群大小和多样性方面增加 “这是我们在实验中看到的最深刻的变化对于他们来说,这显然是完全不同的,并且它超出了通常被认为是大肠杆菌作为物种的界限,这使得它特别有趣,“Lenski说到目前为止,Lenski计算出,足够的细菌细胞已经存活并死亡,所有简单的突变必须已经发生过好几次这意味着“柠檬酸盐加”的特性必定是特别的 - 要么是异常不可能的单一突变,要么是罕见的染色体倒位,或者获得使用柠檬酸盐的能力需要在序列中积累几个突变为了找出哪个,Lenski转向他的冰柜,他每500代就保存了每个人口的样本这使他能够从他选择的任何起点重播历史,通过恢复细菌并让进化再次“重播”他想知道,同样的人口是否会再次进化Cit +,或者12人中的任何一人是否同样有可能获得中奖重播表明,即使他看了数万亿的细胞,只有原来的人口重新进化了Cit + - 并且只有当他从20,000或更高的一代开始重播时才会这样他总结说,某些事情必定发生在20,000代左右,这为Cit +后来的发展奠定了基础 Lenski和他的同事现在正在努力确定早期的变化是什么,以及它如何使Cit +变异成为可能超过10,000代与此同时,实验证明进化并不总能带来最好的结果相反,机会事件有时可以为一个人群打开进化之门,这个人口永远不会被其他具有不同历史的人群所关闭 Lenski的实验也是反进化论者眼中的另一个实验,芝加哥大学的进化生物学家Jerry Coyne指出 “我最喜欢的是它说你可以通过不太可能发生的事件来演变这些复杂的特征,”他说 “这正是创造论者所说的不可能发生的事情”期刊参考:美国国家科学院院刊(DOI:10.1073 / pnas.0803151105)阅读我们的演变:24个神话和误解特别报道更多关于这些主题: