Experimentul Lenski

Experimentul Lenski
1 cititori au dat 4

lenskiUnul dintre cele mai cunoscute experimente din domeniul evoluției este experimentul profesorului Richard Lenski.

(tradus de pe blogul lui Sandeep Venkataram)

Pregătirea experimentului e foarte simplă. Lenski a cultivat bacterii E. coli pornind de la o singură bacterie, astfel încât intreaga populație de celule a avut un singur înaintaș. A împărțit populația de bacterii în 12 tuburi identice, având mediu de creștere identic și le-a lăsat să se reproducă timp de aproximativ 24 de ore. După 24 de ore, bacteriile au epuizat sursa de hrană și polulațiile au atins densitatea maximă. Apoi Lenski a pregătit 12 noi tuburi cu același mediu de creștere, a transferat o sutime din cultura din ziua precedentă în noile tuburi și a lăsat bacteriile să se reproducă timp de încă 24 de ore.
În laboratorul lui Richard Lenski acest experiment a fost repetat în fiecare zi timp de 25 de ani.

Mattosaurus
De ce studiază oamenii de știință evoluția populațiilor de bacterii? Pentru că:

1) Bacteriile pot fi păstrate în congelatorul de -80 de grade Celsius, în soluție de glicerină. Pot fi reactivate oricând, prin tranferarea în mediul de creștere.
2) O diluare de 1 la 100 presupune că, în medie, bateriile trec prin 6,67 generații în fiecare zi. Oamenii, de exemplu, trec la o nouă generație în aproximativ 20 de ani. Muștele o dată la două săptămâni.

În 25 de ani s-au succedat mai mult de 50 000 de generații de bacterii E-coli.

3) Bacteriile sunt minuscule. Într-un singur tub, la sfârșitul unei zi în care au fost lăsate să se reproducă, se pot afla aproximativ 50 de milioane de celule, iar 500 000 dintre ele sunt transferate zilnic într-un nou tub. Înseamnă că efectul driftului genetic este relativ scăzut, iar selecția naturală este prezentă. Astfel, efectele selecției prezente în 10-5 din numărul total de celule se datorează mai mult selecției naturale decât driftului genetic.

4) Bacteriile pot încorpora cu ușurință mutații prin manipulări genetice. Mutațiilor cu efecte benefice pot fi astfel păstrate de la o generație la alta.
Bacteriile acumulează mutații în medie o dată la 100 de generații. Deci, după 50 000 de generații, se vor fi acumulat mai mult de 500 de mutații.

5) Avantajele / dezavantajele anumitor mutații pot fi ușor determinate (de exemplu, prin experimente în care două sau mai multe tipuri de bacterii „concurează” pentru resurse de spațiu și hrană).

Sistemul implementat de profesorul Richard Lenski a contribuit și încă mai contribuie la înțelegerea modului în care evoluează microbii. Iată în continuare câteva învățăminte:

1) Mutațiile benefice se acumulează constant, iar organismele se adaptează continuu.(Barrick et al 2009)

2) În primele 2000 de generații mutațiile benefice au efecte foarte puternice și îmbunătățesc dramatic fitnessul organismului. Rata de creștere a fitnessului scade drastic în următoarele generații. (Lenski and Travisano 1994 PNAS)

3) Descendenții unei singure bacterii pot evolua în moduri foarte diferite, chiar dacă condițiile de mediu sunt identice. (Lenski and Travisano 1994 PNAS)

4) Bacteriile dintr-un singur tub dintre cele 12 au acumulat mutații care le-au permis să folosească citratul ca mediu de creștere, cu toate că citratul nu este de regulă folosit de E. coli ca sursă de hrană în prezența oxigenului. (Blount et al PNAS 2008)

5) În condițiile unui mediu de creștere constant, pierderea anumitor abilități cognitive este benefică. Bacteriile încetează să mai producă proteine specifice altor medii de creștere decât cel prezent.

6) Unele mutații se exclud reciproc.(Khan et al 2011 Science).

Câteva dintre articolele lui Richard Lenski, dar și alte articole citate mai sus pot fi găsite la următoarea adresă http://myxo.css.msu.edu/PublicationSearchResults.php?group=aad

Lenski, R. E. (2013). The E. coli long-term experimental evolution project site. http://myxo.css.msu.edu/ecoli

În imagine, bacterii E. coli (imagine preluată de pe http://blogs.scientificamerican.com/, credit Mattosaurus)

Alte articole din aceeași categorie

Ți-a plăcut articolul? Urmărește-ne pe Twitter @Streptococcul

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

Poți folosi aceste taguri și atribute HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>