Экологические “универсалы” снижают скорость эволюции
Все живые организмы планеты - ветви одного эволюционного древа, которое начало рости от нашего общего предка 3,5 миллиарда лет назад. Исследование, проведенное в отделе бионанонаук Дельфтского технологического университета (Нидерланды), впервые экспериментально показало, что скорость появления новых ветвей зависит от экологической "универсальности" видов-предков.
Вьюрки Дарвина
Одним из важнейших механизмов появления новых видов ("ветвей" на древе эволюции) является адаптивная радиация: относительно быстрое видообразование от одного общего предка. В XIX в. это явление описал Чарльз Дарвин на материале вьюрков Галапагосских островов - всё огромное разнообразие их пятнадцати видов произошло от одного общего предка (небольшой популяции одного виида). Но какие факторы определяют ход адаптивной радиации?
Машина времени
Многие эксперименты биологов уже продемонстировали, что на динамику адаптивной радиации влияют факторы среды. "Однако теория эволюции упоминает еще и роль экологических качеств вида-предка. Чтобы проверить это положение экспериментально на вьюрках Дарвина, пришлось бы отправиться на три миллиона лет назад, в машине времени. По этой причине мы изучили адаптивную радиацию на примере популяций бактерий, в реальном времени", - объясняет доктор Бертус Бомон (Bertus Beaumont).
"На все руки мастер"
Бомон и его аспиранты меняли экологическое поведение бактерий-"предков" и оценивали его влияние на адаптивную радиацию. "Новые типы бактерий появлялись медленнее, если у их предков реализовалась "универсалистская" стратегия выживания (т.е., они занимали широкую, а не узкоспециальную экологическую нишу). Такие "мастера на все руки" задерживали "ветвление" древа эволюции", - рассказывает ученый.
Бионанотехнологии
По словам авторов, это исследование помогает лучше понять эволюцию биоразнобразия, а также представляет метод количественного анализа эволюционной диверсификации микроорганизмов. Последний пригодится для регулирования их популяций в естественных условиях (например, антибиотикоустойчивых бактерий) и в сфере биотехнологий (в водоочистке и т.д.). Наконец, это исследование готовит почву для изучения эволюции микроорганизмов с помощью наножидкостных микросхем.
Исследование представлено в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
По материалам пресс-релиза университета.
Артём Космарский nauka21vek.ru