Еволюція часто сприймається як надзвичайно повільний процес, який неможливо спостерігати в межах людського життя, оскільки трансформація видів зазвичай триває мільйони років. Проте Річард Ленскі, професор Мічиганського державного університету, спростував це уявлення, розпочавши 24 лютого 1988 року «Довгостроковий еволюційний експеримент» (LTEE). Використовуючи дванадцять ідентичних популяцій непатогенної бактерії Escherichia coli, вчений створив унікальну модель для вивчення механізмів природного відбору, мутацій та адаптації безпосередньо в лабораторії. Щодня протягом десятиліть один відсоток бактерій переноситься у свіжий розчин глюкози, де вони проходять приблизно шість і дві третини покоління за добу. Станом на 2024 рік цей експеримент подолав неймовірну позначку у 80 000 поколінь, що дозволяє вченим аналізувати біологічні зміни з роздільною здатністю, яка раніше була недоступною, пише T4.
Однією з головних переваг використання E. coli є можливість кріоконсервації: кожні 500 поколінь зразки заморожуються, що створює своєрідну «історичну бібліотеку» еволюції. Це дозволяє дослідникам здійснювати справжні наукові подорожі в часі, розморожуючи предків і порівнюючи їхні характеристики з нащадками, які пройшли десятки тисяч циклів поділу. Вчені можуть безпосередньо зіштовхувати різні лінії бактерій у конкурентній боротьбі за ресурси, щоб кількісно виміряти результати адаптації. Експеримент дав відповіді на фундаментальні питання біології, зокрема підтвердив, що пристосованість організмів у незмінному середовищі може зростати майже нескінченно, хоча темпи цього прогресу поступово сповільнюються.
Під час спостережень було виявлено дивовижні закономірності: у перших 2000 поколінь пристосованість зросла приблизно на 30%, відбуваючись ступінчасто через послідовне домінування найбільш вигідних мутацій. Це явище, відоме як клональна інтерференція, демонструє, як найкорисніші генетичні зміни витісняють менш ефективні варіації. Крім того, шість із дванадцяти незалежних ліній еволюціонували до стану «гіпермутаторів» — штамів із пошкодженими механізмами репарації ДНК, що призвело до стократного збільшення швидкості виникнення нових мутацій. Попри короткострокові витрати, пов’язані з ризиком шкідливих змін, така стратегія дозволила бактеріям швидше знаходити адаптивні рішення в умовах обмежених ресурсів.
LTEE став найпереконливішою лабораторною демонстрацією сили природного відбору, показуючи, як ідентичні на старті популяції можуть розходитися у своїх еволюційних шляхах, навіть перебуваючи в однакових умовах. Деякі лінії знаходять унікальні метаболічні рішення, що підкреслює роль випадковості та історичної обумовленості в біологічному розвитку. На сьогодні експеримент Річарда Ленскі залишається найдовшим за кількістю поколінь дослідженням еволюції в історії науки, і оскільки він не має запланованої дати завершення, він продовжує щодня постачати нові дані про те, як життя пристосовується до навколишнього світу на найбільш фундаментальному рівні.
Читайте також: Вчені назвали тварин, які сприймають людей як здобич
Підписуйся на наш Telegram-канал