science >> Wetenschap >  >> Biologie

Dood door duizend sneden? Niet voor kleine populaties

Chris Adami, hoogleraar microbiologie en moleculaire genetica en hoogleraar natuurkunde en sterrenkunde. Krediet:GL Kohuth

We hebben allemaal gehoord dat de theorie van Darwin wordt beschreven als voorstander van de sterkste, maar nieuw onderzoek van de Michigan State University toont aan dat, tenminste in kleine populaties, het is ok. om niet de beste te zijn.

In een paper gepubliceerd in Natuurcommunicatie , Christoffel Adami, hoogleraar microbiologie en moleculaire genetica, en afgestudeerde student Thomas LaBar hebben laten zien hoe bepaalde soorten overleven door een groter vermogen te ontwikkelen om schadelijke mutaties uit te roeien - een nieuw concept dat 'drift-robuustheid' wordt genoemd.

Driftrobuustheid treedt op wanneer kleine populaties die normaal vatbaar zijn voor schadelijke mutaties, evolueren om zichzelf te beschermen tegen uitsterven. De organismen herschikken hun genomen zodat mutaties ofwel geen effect hebben of ze doden een individueel organisme, de rest van de bevolking een kans te geven om in leven te blijven.

"We ontdekten dat organismen die altijd in kleine groepen leven, zich aanpassen aan dergelijke omgevingen en overleven, maar organismen in oorspronkelijk grote populaties die sterk verkleind worden, zijn degenen die gevaar lopen, voortdurend lijdend aan mutatie na mutatie – in wezen leden ze de dood door duizend snijwonden, "Zei Adami. "Traditioneel denken was dat organismen van zowel grote als kleine populaties evenveel zouden hebben geleden en beide zouden zijn uitgestorven."

Deze gunstige aanpassing stelt kleine populaties in staat om fitnesspieken te bereiken - evolutionaire bergen die organismen over een periode van vele generaties beklimmen. Terwijl grotere populaties slechts één berg kunnen beklimmen, organismen in kleine populaties kunnen verhuizen naar andere drijfrobuuste, fitness pieken om in leven te blijven.

"Onze studie toont aan dat als een mutatie je doodt, dit is evolutionair gezien goed, ' zei Adami. 'Als je dood bent, je wordt verwijderd uit de genenpool. Je krijgt een snee, maar je kunt geen tweede krijgen omdat je al dood bent. Hierdoor kan de rest van je populatie de top van de piek bereiken of zelfs naar een andere piek verhuizen."

Driftrobuuste organismen kunnen op hun hoge fitnesspieken blijven omdat de hellingen van de piek zo steil zijn dat ze er niet zomaar vanaf kunnen glijden. Neem een ​​stap af door een mutatie te ondergaan, en het organisme kan niet langer repliceren. Het offeren van een individueel organisme beschermt de hele bevolking tegen genetische dood.

"Het onderzoek toont aan dat driftrobuustheid ontstaat omdat kleine populaties zich bij voorkeur aanpassen aan driftrobuuste fitnesspieken, ' zei Adami. 'In zekere zin, we laten zien dat Darwins evolutietheorie ingewikkelder is dan eerder werd gedacht. Soms is de sterkste zijn niet genoeg. Als je bevolking slinkt, het is het organisme op de steilste fitnesspiek dat overleeft, zelfs als dat organisme misschien niet de sterkste is."