Socijalni darvinizam: 4. Escherichia coli

Zašto baš Escherichia coli? Radi se o  bakteriji koja živi u našim crijevima i razmnožava se svakih 20 minuta. To su 72 generacije svaki dan i 504 generacije svaki tjedan. Ako uzmemo okvirnu brojku od 20 godina za ljudsku generaciju, onda je jedan tjedan evolucije Escherichie coli ekvivalent 10 000 godina ljudske evolucije, što nas vraća  na početak ljudske civilizacije. Escherichia coli ima još jednu prednost koja je izvanredna za evolucijska istraživanja. Može se zamrznuti i zagrijavanjem ponovno oživjeti. To znači da je Lenski pretke mogao vratiti u život i usporediti ih s njihovim potomcima. Mogao je raditi sa živim fosilima.

Eksperiment je konceptualno jednostavan. Dvanaest početno identičnih populacija nikada nisu miješane. Svakih 500 generacija (tj. svaki tjedan) manji uzorak iz 12 populacija je zamrznut kako bi u budućnosti mogao postati živim fosilom. I tako dan za danom, sve do danas, gotovo 100 000 generacija koje su u ljudskom mjerilu ekvivalent ukupne naše povijesti kao vrste. U svakoj od 12 populacija nastale su genetske mutacije koje su uzrokovale da neke populacije rastu brže. Koristeći se tehnikama molekularne biologije, Lenski je otkrio i genetske promjene na svojim bakterijama te kako su novi geni promijenili njihovu anatomiju i fiziologiju.

Mislite li da su genetske promjene bile iste ili različite u 12 populacija? Odgovor na ovo pitanje nije očit. S jedne strane, svaka je populacija živjela u istom kemijskom i fizičkom okolišu, no s druge strane, genetske su mutacije slučajni događaji i malo je vjerojatno da u različitim populacijama dođe do potpuno istih mutacija. Ova kombinacija funkcionalnih sličnosti i genetskih raznolikosti dovela je do toga da su se stope rasta povećale u svih 12 populacija, ali mutacije koje su uzrokovale ta povećanja nisu bile iste.

Nakon što je 12 populacija bilo izolirano tijekom 2000 generacija, Lenski je započeo novi eksperiment (ne prekidajući stari). Kao izvor energije za izdvojene uzorke 12 populacija umjesto dotadašnje glukoze uveo je novi šećer maltozu. Sjetite se da je svih 12 populacija izvedeno iz identičnih klonova i da su se prilagođavale identičnim laboratorijskim okolišima s glukozom kao izvorom energije. Unatoč tome, one su se rastu na glukozi genetski prilagođavale na različite načine. Svaka je populacija postala posebni genetski entitet i te su razlike bitno utjecale na uspješnost njihovog rasta na maltozi.

Vraćajući se izvornom eksperimentu, važno je napomenuti da se bakterije nikada nisu prestale prilagođavati njihovom nepromijenjenom laboratorijskom okolišu. Istina je da su se brže prilagođavale na početku eksperimenta, ali nikada nisu stale s prilagodbama. Čak i nakon desetaka tisuća generacija, pojavljivale su se nove korisne mutacije koje su povećavale stope rasta. Ove su se mutacije mogle dogoditi i tijekom prethodne povijesti, ali se možda nisu uspjele proširiti zbog nedostatka drugih genetskih promjena. Drugim riječima, kako je 12 populacija divergiralo, tako su stvarane različite genetske podloge za naknadne mutacije. Ista mutacija može biti korisna za jednu populaciju i neutralna ili štetna za druge populacije.

Nakon što je eksperiment trajao petnaest godina, dogodilo se nešto nevjerojatno. Jedna je populacija razvila sposobnost probave citrata (koji su cijelo vrijeme bili prisutni u laboratorijskom okolišu svih bakterija).  Citrati nekim bakterijama služi kao izvor energije, ali ne i Escherichii coli. Da ona počne probavljati citrate bilo bi kao da mi počnemo probavljati sijeno. Ipak, jedna je populacija počela raditi baš to. Da li zbog jedne super rijetke mutacije koja se mogla dogoditi u bilo kojoj od 12 populacija ili su razne genetske promjene u jednoj od populacija, tijekom prethodnih generacija, baš nju pripremile za prilagodbu na novi resurs? Lenski je odgovorio na to pitanje tako da je odledio pretka populacije koja probavlja citrate i ponovno startao njenu evolucijsku povijest od točke u kojoj ona nije imala sposobnost probave citrata. Populacija je ponovno razvila sposobnost probave citrata što znači da joj je njena prethodna genetska povijest omogućila da učini nešto što nijedna populacija Escherichie coli nikada nije učinila.

Funkcija, povijest (filogeneza), mehanizam i razvoj (ontogeneza), to su konceptualni alati koje je Lenski koristio za osmišljavanje svojih istraživanja i koje biolozi koriste za proučavanje svih aspekata svih vrsta. Sažimlju ih Tinbergenovi principi koji biolozima, kada ih jednom usvoje, postaju druga priroda. Čine se jednostavnima, ali samo onima koji su usvojili evolucijski svjetonazor.

O autoru zsikic

https://www.fsb.unizg.hr/matematika/sikic/
Ovaj unos je objavljen u psihologija, sociologija, znanost. Bookmarkirajte stalnu vezu.

Komentiraj

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava /  Izmijeni )

Google photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google račun. Odjava /  Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava /  Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava /  Izmijeni )

Spajanje na %s