Najnowsze

Dzięki bakteriom wiemy, jak u ptaków wykształciły się skrzydła

Najnowsze


Od dawna wiadomo, że ewolucja cech takich jak skrzydła, rogi, czy kończyny, pozwalała różnym organizmom na dostosowanie się do nowego środowiska. Z genetycznego punktu widzenia wciąż jednak nie wiadomo skąd wzięły się te dodatkowe cechy. Naukowcy postanowili to zbadać wykorzystując bakterie.

Najnowsze badania były prowadzone przez międzynarodowy zespół biologów ewolucyjnych pod wodzą Uniwersytetu Oksfordzkiego. W opracowaniu wykorzystano bakterie, by pokazać jak zduplikowane geny mogą zapewnić wzorzec, pozwalający organizmom rozwijać nowe cechy z dodatkowych kopii istniejących genów.

Pomysł, że duplikacja genów odgrywa ważną rolę w ewolucji i przystosowywaniu się gatunków, pojawił się już w latach 70. Wyniki najnowszych badań potwierdzają tę teorię. Opracowanie opublikowano w czasopiśmie "PLOS Genetics".

- Pojawienie się nowych cech, takich jak skrzydła, odgrywa kluczową rolę w ewolucji różnorodności biologicznej. Jednak zazwyczaj trudno jest zrozumieć zmiany genetyczne, które napędzają te ewolucyjne innowacje - twierdzi Craig MacLean z Wydziału Zoologii Uniwersytetu Oksfordzkiego. - Wykorzystaliśmy prosty model bakteryjny, w którym bakterie ewoluują, zmuszone do nabycia zdolności jedzenia nowych pokarmów - dodaje.

Zmuszone do ewolucji

Naukowcy wykorzystali 380 populacji pałeczki ropy błękitnej (Pseudomonas aeruginosa). Bakterie musiały wytworzyć w sobie cechy, pozwalające im m.in. na trawienie nowych cukrów. Dzięki obserwacjom badacze byli świadkami ewolucji, działającej w realnym czasie.

Po 30 dniach ewolucji, naukowcy zbadali genomy bakterii, które wytworzyły nowe cechy metaboliczne. Odkryli, że mutacje dotyczyły głównie genów związanych metabolizmem i z biosyntezą białka w komórkach. Nowe cechy tworzyły się przez mutacje w istniejących wcześniej zduplikowanych genach w genomie bakterii.

Eksperymentalna kopia zapasowa

Duplikacja napędza powstawanie nowych cech, ponieważ nadmierna ilość powielonych genów pozwala bakteriom na wytwarzanie nowych funkcji, bez narażania tych, które już istnieją. To odkrycie sugeruje, że wcześniejsze powielenie genów może być także związane z powstawaniem mutacji w przyszłości.

- Głównym wnioskiem z naszych obserwacji jest to, że nadprogramowe kopie genów pozwalają bakteriom tworzyć nowe cechy bez poświęcania już istniejących. Innymi słowy dodatkowe geny pozwalają bakteriom mieć ciastko i zjeść ciastko - tłumaczy MacLean. - To odkrycie stanowi ważny empiryczny dowód na poparcie teorii mówiącej o roli duplikacji genów w ewolucji - dodaje.

Bakterie mają wiele różnych funkcji, jednak często są wykorzystywane do różnych badań i eksperymentów. Naukowcom z Michigan State University udało się użyć ich do produkcji złota. Badacze odkryli, że pewien szczep wyjątkowo odpornych mikroorganizmów może zmienić toksyczne substancje występujące w naturze w 24-karatowe złoto.

Autor: zupi/rp / Źródło: sciencedaily.com

Pozostałe wiadomości