Genetyczne kompromisy

W Sekcji Archeo w Pulsarze prezentujemy archiwalne teksty ze „Świata Nauki” i „Wiedzy i Życia”. Wciąż aktualne, intrygujące i inspirujące.

Przeżycie w nieprzyjaznym środowisku często wymaga od organizmów nabywania nowych cech. Jednak prawa ewolucji wydają się ograniczać liczbę tych, które mogą być optymalizowane jednocześnie. Naukowcy stwierdzili na podstawie nowego badania, że niektóre bakterie dokonują genetycznego wyboru: badane mikroorganizmy potrafiły rozwinąć tylko jedną z dwóch nowych cech i wybierały tę, która najbardziej pomagała im w funkcjonowaniu w określonych warunkach.

Te wyniki być może pozwolą na stworzenie modelu do badań nad rozwojem oporności zakaźnych drobnoustrojów na antybiotyki. „Jeśli istnieją jakieś zasady, kierujące adaptacją organizmów, dobrze byłoby je poznać – mówi kierownik badania, Seppe Kuehn, biofizyk z University of Illinois w Urbana-Champaign. – Jeśli to nam się uda, być może będziemy mogli dokonać wielkiego przełomu w leczeniu”.

David Fraebel, student pracujący w laboratorium Kuehna, hodował Escherichia coli na pożywce bogatej albo ubogiej w składniki odżywcze i mierzył, jak szybko mikroorganizmy się rozprzestrzeniają. Model matematyczny przewidywał, że najszybciej rozprzestrzeniające się drobnoustroje będą łączyły dwie cechy: szybkość pływania i tempo namnażania. Tymczasem drobnoustroje wybierały tylko jedną cechę: w środowisku bogatym w substancje odżywcze bakterie, które migrowały najdalej, wybierały szybkie pływanie. Z kolei w pożywce ubogiej w składniki odżywcze wygrywały te, które szybko się namnażały.

Porównując DNA mikroorganizmów, które uległy dalszej ewolucji, z DNA ich przodków, Fraebel stwierdził, że u najszybszych organizmów pojawiła się mutacja inna niż u bakterii najszybciej się reprodukujących. Żaden z żyjących organizmów nie miał obu mutacji.

Te wyniki, opublikowane „w eLife” (2017), sugerują zdaniem Kuehna, że najlepiej dostosowane bakterie wybierały „albo jedną, albo drugą ścieżkę ewolucji”. Tego rodzaju wybory mogą być jednym z wielu narzędzi genetycznych, jakie organizmy wykorzystują, aby przeżyć w konfrontacji z wyzwaniem pojawiającym się w ich otoczeniu.

Dziękujemy, że jesteś z nami. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża wyselekcjonowane badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.