2.000 Nesil Bakteri Yetiştirmek Biyolojideki Bu Büyük Tartışmayı Çözmüş Olabilir


20. yüzyılın başlarında genetiğin doğuşundan bu yana, biyologlar evrimin daha çok tesadüfi mutasyonlar tarafından mı yoksa gen havuzundaki orijinal çeşitlilik tarafından mı yönlendirildiğini tartışıyorlar.

Aralarından seçim yapabileceğiniz çok sayıda genetik seçeneğe sahip olmak, doğal seçilimin başlangıçta çok daha hızlı hareket etmesini sağlayabilir, ancak zamanla meydana gelen genetik mutasyonlar, sonunda türlerin hayatta kalmasına daha fazla katkıda bulunur mu?

Michigan State Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, uzun süredir devam eden bu argümanı bir kez ve herkes için çözmeye çalışmak için, 72 farklı popülasyonun uyum yeteneğini test ettiler. Escherichia koli 2.000 nesilden fazla bakteri (yaklaşık 300 gün).

Her bakteri popülasyonu, deneyin başlangıcında farklı miktarlarda genetik çeşitliliğe sahip olacak şekilde tasarlandı.

Spektrumun bir ucunda, popülasyon tek bir klondan yetiştirildi, bu nedenle her hücre genetik olarak diğer tüm hücrelerle aynıydı.

Spektrumun ortasında, popülasyonlar önceden var olan bir bakteri popülasyonundan büyütüldü.

Spektrumun uzak ucunda, E. koli popülasyonlar, önceden var olan birkaç popülasyonu bir araya getirerek, mümkün olan maksimum miktarda genetik çeşitlilik yaratarak yaratıldı.

Her popülasyon, deneyin başlangıcında glikoz ile beslendi. Uyarlanabilirliği test etmek için, bu bakteri popülasyonlarının çeşitli grupları alındı ​​ve farklı bir büyüme ortamında çoğaltılarak, enerji ihtiyaçları için glikoz yerine amino asit D-serin sağlandı.

0, 500 ve 2.000 nesil noktasında, popülasyonlar, ortak bir rakibe karşı beslenme kaynakları için rekabet etme yetenekleri açısından test edildi (ki bu, E. koli orta düzeyde bir fitness seviyesi ile).

bu E. koli örneklerin tümü, 1988’de son makalenin ortak yazarlarından biri olan evrimsel biyolog Richard Lenski tarafından başlatılan Uzun Vadeli Deneysel Evrim Projesi’nden elde edildi.

Her bakteri popülasyonu, herhangi bir evrim meydana gelmeden önce D-serin ortamında uygunluğu açısından ölçüldüğünde, genetik olarak daha çeşitli popülasyonlar klonlardan daha iyi sonuç verdi.

Deneyin ilk aşamalarında (yaklaşık 50 nesil), ilk popülasyondaki genetik çeşitliliğin zenginliği adaptasyon için önemliydi.

Ancak, 500. nesilde, yeni mutasyonlar “yeterince büyük” olduğu için deneyin başlangıcındaki çeşitlilik “artık önemli değildi”, yazarlar, emsal incelemesinden önce BioRxiv’de bulunan ön baskılarında yazıyorlar.

500. ve 2.000. nesilde, başlangıçtaki zindelik farklılıklarına rağmen, tüm farklı bakteri popülasyonları arasında “zindelik açısından hiçbir farklılık” yoktu.

Araştırmacılar, “deneyimizde gördüğümüz gibi, aseksüel popülasyonlarda önceden var olan varyasyonun herhangi bir faydası genellikle kısa ömürlü olabilir, çünkü bu varyasyon, yeni faydalı mutasyonlar fiksasyona sürüklendiğinde temizlenecek” diye yazıyor.

Henüz bilim camiasında başkaları tarafından incelenmemiş ve hakemli bir dergide yayınlanmış olsa da, bu sonuç, bakteri söz konusu olduğunda evrimsel biyolojide en uzun süredir devam eden argüman hakkındaki kitabı kapatabilir.

Ancak araştırmacılar, doğada adaptasyon için sürekli varyasyonun ve yeni mutasyonların göreceli önemi açısından ‘doğru’ bir cevap olmadığını yazıyor.

Farklı modeller üzerinde çalışan bilim adamları, “genetik varyasyonun bir veya diğer kaynağını vurgulama” eğiliminde olduklarını ekliyorlar.

Hayvanları ve bitkileri inceleyen bilim adamları, gen havuzunun çeşitliliğini evrimsel kapasitenin ana kaynağı olarak vurgulama eğilimindedir, çünkü mutasyonların bir şeyleri karıştırması için yüzlerce yıl beklemek pratik değildir.

Bakteri ve virüsleri inceleyenler, mutasyonları evrimin ana kaynağı olarak görme eğilimindedir.

Ama gerçekten, her iki kuvvet de – mutasyon ve mevcut genetik çeşitlilik – “doğal seçilim yoluyla adaptasyon sürecine sırayla, aynı anda ve hatta sinerjistik olarak katkıda bulunabilir” diyor araştırmacılar.

Bu ön baskı, emsal incelemesinden önce BioRxiv’de mevcuttur.


Kaynak : https://newslanes.com/2022/06/16/breeding-2000-generations-of-bacteria-may-have-solved-this-major-debate-in-biology/

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir