Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Ahli biologi menonton spesiasi dalam sebatian makmal

Anonim

Ahli biologi telah mendapati bahawa evolusi spesies baru boleh berlaku dengan cepat bagi mereka untuk melihat proses itu dalam sebatian makmal sederhana.

iklan


Dalam eksperimen selama sebulan menggunakan virus yang tidak berbahaya kepada manusia, ahli biologi yang bekerja di University of California San Diego dan di Michigan State University mendokumentasikan evolusi virus ke dalam dua spesies baru - satu proses yang dikenali sebagai spekulasi yang dicadangkan oleh Charles Darwin cawangan di pokok kehidupan, di mana satu spesies berpecah kepada dua spesies yang berbeza semasa evolusi.

"Banyak teori telah dicadangkan untuk menjelaskan spesiasi, dan mereka telah diuji dengan menganalisis ciri-ciri fosil, genom, dan tumbuhan dan haiwan semulajadi, " kata Justin Meyer, penolong profesor biologi di UC San Diego dan pengarang pertama satu kajian yang akan diterbitkan dalam edisi 9 Disember Sains . "Walau bagaimanapun, spesiasi telah sangat sukar untuk disiasat dengan teliti kerana ia berlaku terlalu perlahan untuk terus diamati. Tanpa bukti langsung untuk spesiasi, sesetengah orang telah meragui kepentingan evolusi dan pemilihan semula jadi teori Darwin."

Kajian Meyer, yang juga muncul minggu lepas dalam edisi Sains dalam talian awal, bermula semasa dia seorang pelajar doktor di Michigan State University, bekerja di makmal Richard Lenski, seorang profesor ekologi mikrob di sana yang mempelopori penggunaan mikroorganisma untuk belajar dinamika evolusi jangka panjang.

"Walaupun kami berhasrat untuk mempelajari spesiasi di makmal, saya terkejut ia berlaku begitu pantas, " kata Lenski, pengarang bersama kajian itu. "Namun Justin yang lebih mendalam menggali sesuatu - dari bagaimana virus menjangkiti tuan rumah yang berbeza ke urutan DNA mereka - semakin kuat bukti yang menjadi kenyataan bahawa kami benar-benar melihat peringkat awal spesiasi."

"Dengan eksperimen ini, tiada siapa yang boleh meragui sama ada spesiasi berlaku, " tambah Meyer. "Lebih penting lagi, kami kini mempunyai sistem percubaan untuk menguji banyak idea yang tidak dapat dinafikan sebelumnya tentang proses itu."

Untuk menjalankan eksperimen mereka, Meyer, Lenski dan rakan-rakannya membiasakan virus - dikenali sebagai "bacteriophage lambda" - mampu menjangkiti bakteria E. coli menggunakan dua reseptor, molekul di luar dinding sel yang digunakan oleh virus untuk melampirkan diri dan kemudian menjangkiti sel.

Apabila ahli biologi membekalkan virus itu dengan dua jenis sel yang bervariasi di reseptor mereka, virus itu berkembang menjadi dua spesies baru, satu khusus pada setiap jenis reseptor.

"Virus kami memulakan percubaan dengan, yang mempunyai selera tidak menentu, telah punah. Semasa proses spesiasi, ia telah digantikan oleh keturunannya yang lebih berkembang dengan palet yang lebih halus, " jelas Meyer.

Mengapa virus baru mengambil alih?

"Jawapannya semudah ungkapan lama, 'satu jack dari semua dagangan adalah tuan tidak ada', " jelas Meyer. "Virus khusus lebih baik untuk menjangkiti reseptor pilihan mereka dan menyekat nenek moyang mereka 'menjejaki semua dagangan' daripada menjangkiti sel dan menghasilkan semula. Kekuatan hidup yang paling teruk membawa kepada kemunculan dua virus khusus baru."

Kajian Meyers telah dijalankan selama enam tahun dalam dua makmal berasingan. Eksperimen pertama dilakukan di Michigan State, disokong sebahagian oleh BEACON, Pusat Pengajian Evolusi dalam Tindakan Yayasan Sains Nasional, dan analisisnya telah selesai di UC San Diego.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh University of California - San Diego . Asal ditulis oleh Kim McDonald. Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. JR Meyer, DT Dobias, SJ Medina, L. Servilio, A. Gupta, RE Lenski. Spesies ekologi lambi bacteriophage dalam allopatry dan sympatri . Sains, 2016; DOI: 10.1126 / science.aai8446