Monash-wetenschappers die betrokken zijn bij een van 's werelds langste evolutie-experimenten, hebben een gevestigde theorie ontkracht met een onderzoek dat een 'hoge resolutie'-weergave geeft van de moleculaire details van aanpassing.

Veel van de uitdagingen waarmee de wereld vandaag wordt geconfronteerd, zijn het resultaat van evolutionaire processen.

"Kanker is een evoluerende groep cellen in je lichaam, antibioticaresistentie is het resultaat van bacteriën die zich aanpassen aan het gebruik van antibiotica, en klimaatverandering dwingt hele ecosystemen om zich aan te passen of te sterven, " zei co-hoofdauteur van de studie Dr. Mike McDonald, van de Monash School of Biological Sciences.

"Een belangrijk doel van de moderne evolutionaire biologie is om evolutionaire veranderingen te kunnen voorspellen of erop te anticiperen, " hij zei.

"Onze studie, gepubliceerd in Natuur , biedt een weergave met hoge resolutie van de moleculaire details van aanpassing over aanzienlijke evolutionaire tijdschalen.

“De inzichten die we geven in het tarief, herhaalbaarheid, en moleculaire basis van aanpassing zal bijdragen aan een beter begrip van deze evolutionaire processen en uitdagingen."

dokter Mcdonald, een recente ARC Future Fellow, is gespecialiseerd in de genetica van adaptatie. Om dit gebied te verkennen, verspreidt het laboratorium van Dr. McDonald's gedurende duizenden generaties populaties van gist en andere microben zoals E.coli in verschillende laboratoriumomgevingen.

Dr. McDonald is betrokken geweest bij het 'E.coli langetermijnevolutie-experiment' - een lopend experimenteel evolutieonderzoek dat nu in zijn 30e jaar wordt geleid door Richard Lenksi. Deze studie volgde de genetische veranderingen in 12 aanvankelijk identieke E.coli-populaties.

"De Lenski-studie is het langstlopende experiment met microbiële evolutie met meer dan 67, 000 generaties E.coli, wat overeenkomt met meer dan een miljoen jaar menselijke evolutie, "Dokter McDonald zei.

"In onze studie ontdekten we dat hoewel de E. coli-populaties in ons experiment zich gedurende lange tijd in een zeer eenvoudige omgeving hebben ontwikkeld, ze passen zich nog steeds aan hun omgeving aan.

"Met andere woorden:de pasvorm wordt fitter.

"Maar de gevestigde theorie vertelt ons dat de aanpassing nu al had moeten stoppen, omdat er een 'fitnesspiek' zou moeten zijn" die de E.coli nu zou moeten hebben bereikt - en ons werk toont aan dat dit niet het geval is."

Volgens dokter McDonald, een verklaring is dat naarmate E. coli zich ontwikkelt, ze veranderen de omgeving waarin ze groeien. Deze verandering in de omgeving zorgt vervolgens voor verdere evolutie, zodat de populaties nooit ophouden zich aan te passen.

In zijn studeerkamer onderzoekers voerden genoomsequencing uit waardoor ze meer dan 33, 000 mutaties voor 61, 000 generaties evolutie, hen de oplossing te bieden die ze nodig hadden.

"Dit gaf ons ook een uitgebreid beeld van hoe herhaalbaar aanpassing is, en hoe willekeurige effecten de uitkomsten van evolutie kunnen beïnvloeden, "Dokter McDonald zei.