«Эволюция в пробирке» заняла у кишечной палочки 24 года.
Кишечная палочка (Escherichia coli) википедияАмериканские микробиологи из Мичиганского университета «заставили» бактерий эволюционировать, в результате чего те стали питаться новым типом вещества. Результаты исследования опубликованы в свежем номере журнала Nature.
Эксперимент был начат в 1988 году. Ученые расселили кишечных палочек (Escherichia coli) по 12-ти культурам, и затем каждые сутки добавляли в них ограниченное количество глюкозы, которого хватало на несколько часов. Это давало бактериям стимул искать альтернативные источники энергии.
Через определенные интервалы времени исследователи отбирали образцы из всех12 культур и замораживали их, чтобы в случае необходимости «отмотать» молекулярную эволюцию. Когда у микроорганизмов сменилась 31 тысяча поколений, выяснилось, что некоторые бактерии в одной из культур Ara–3 смогли перейти на питание лимонной кислотой.
В норме бактерии E. сoli не могут потреблять лимонную кислоту в присутствии кислорода, что является их отличительной видовой особенностью. Поэтому, когда еще через 2 тысячи поколений большинство бактерий культуры Ara–3 стали питаться лимонной кислотой, ученые сочли, что у них эволюционировал совершенно новый признак.
Авторы статьи разморозили образцы культуры Ara–3 за весь период ее существования и проанализировали, как менялся геном бактерий. Ученые пришли к выводу, что молекулярная эволюция у E. сoli происходила в три этапа. На первом из них произошла мутация в гене, в котором закодирован белок, направляющий лимонную кислоту в клетке.
В аэробных условиях у обычных бактерий этот ген не работает, однако у мутировавших E. сoli он переставал реагировать на присутствие кислорода. При этом единичная мутация сама по себе не способствовала эффективному усвоению лимонной кислоты. Поэтому E. сoli смогла перейти на новый тип питания только тогда, когда в ее геноме накопилось достаточное число копий мутировавшего гена.
Авторы исследования подчеркивают, что даже у таких несложно устроенных организмов, как бактерии, для приобретения нового признака недостаточно единичной мутации. «В реальности мутация – это сложный комплексный процесс перестройки ДНК, в результате чего бактерия получает новый регуляторный модуль, не существовавший ранее», – пояснил Закари Блаунт, один из авторов работы.
Источник: infox.ru
Койсанские народы, проживающие на юге Африки, "отщепилась" от общего древа человечества примерно 100 тысяч лет назад, что делает их древнейшими и, возможно, одними из первых племен современных людей на Земле, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Science.
Койсанские народы представляют собой относительно небольшую группу африканских племен, разговаривающих на так называемых "щелкающих языках". К их числу относятся различные народности охотников-бушменов ("сан") и скотоводов-готтентотов ("кхой"), проживающие на территории ЮАР и других южно-африканских государств. Койсанские языки настолько не похожи на наречия соседних племен, что их происхождение всегда считалось одной из интереснейших загадок истории человечества.
Группа генетиков под руководством Карины Шлебуш (Carina Schlebusch) из университета Упсалы (Швеция) пролила свет на эту загадку, расшифровав геномы койсанцев и сравнив их с ДНК прочих африканских племен и жителей других континентов.
Для этого Шлебуш и ее коллеги набрали 220 добровольцев из 11 племен бушменов и готтентотов, попросили их сдать пробы крови и проанализировали их геномы. В ходе анализа генетики выделили 2,2 миллиона однонуклеотидных полиморфизмов - различий в устройстве ДНК в одну "букву" - и использовали их для вычисления степени родства и времени отделения койсанцев от других народов Земли.
К удивлению ученых, все использованные методы анализа указали, что койсанцы отделились от общего древа человечества свыше 100 тысяч лет назад, еще до начала миграции людей из Африки и расселения по миру. Примерно 43 тысячи лет назад произошло внутреннее деление койсанцев на южную и северную группу. Как отмечают исследователи, часть популяций койсанцев сохранила свои древние корни, тогда как другие, как племя "кхве", достаточно долго скрещивались с пришлыми народами банту и потеряли свою генетическую идентичность.
Изучив генетическую историю койсанцев, Шлебуш и ее коллеги решили выяснить, что отделяет их от других жителей Земли. Оказалось, что бушмены и готтентоты являются носителями генов, связанных с повышенной силой и выносливостью мускулов, а также чрезвычайно высокой уязвимостью к ультрафиолетовому излучению.
По словам ученых, добавление племен бушменов и готтентотов к общей генетической "карте" человечества усложнило поиск родины первых людей, покинувших Африку и мигрировавших на Ближний Восток и в Европу. Существенные различия в устройстве геномов койсанцев и других жителей Земли указывают на то, что современные люди произошли не от одного источника, а из нескольких прародительских племен.
Шлебуш и ее коллеги планируют опубликовать геномы койсанцев в открытом доступе для привлечения внимания антропологов, палеогенетиков и других ученых, интересующихся различиями в устройстве ДНК бушменов и современных людей. Как считают исследователи, это поможет составить полный список участков генома, больше всего изменившихся за 100 тысяч лет раздельной эволюции.
Источник: РИА Новости
25-01-2016 Просмотров:7027 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
"Зачем тебе такие большие глаза?" – такой вопрос было бы естественно задать вымершему членистоногому Dollocaris ingens, жившему около 160 млн лет назад на территории современной Франции. Действительно, органы зрения этого...
03-05-2017 Просмотров:5643 Новости Антропологии Антоненко Андрей
Генетики выяснили, что прорыв в куроводстве произошел после того, как с подачи монахов-бенедиктинцев жители Европы отказались на время постов от мяса коров, свиней и прочих четвероногих животных. КурыК такому выводу пришли...
30-05-2018 Просмотров:3164 Новости Микологии Антоненко Андрей
Паразитические грибки из рода Ophiocordyceps, превращающие муравьев в беспомощных зомби, учитывают текущие погодные условия и заставляют насекомое умереть там, где оно распространит максимальное количество его спор во время лета или осени, говорится в статье, опубликованной в журнале...
21-05-2015 Просмотров:8059 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Вопросами прижизненной окраски яиц динозавров озаботились немецкие палеонтологи. Благодаря остроумной методике им удалось с большой степенью достоверности установить, что по крайней мере у некоторых динозавров яйца были окрашены в зелено-голубой...
25-02-2013 Просмотров:12053 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Зоологи Фэй Кларк и Лорен Смит из Королевского ветеринарного колледжа и Зоологического института в Лондоне (оба — Великобритания) обнаружили, что шимпанзе получают удовольствие от интеллектуальной работы, даже если не имеют...
Исследователи из австралийского Университета Нового Южного Уэльса обнаружили в одном из антарктических озёр новый вид вирофага, названного в честь озера OLV (Organic Lake Virophage). Один из вирусов, павший жертвой вирофага (фото…
Международная группа геофизиков решила вековую задачу – ученые выяснили, когда и каким образом объединились древние суперконтиненты Колумбия и Родиния. Исследование под названием "О долговечной связи между Южной Сибирью и Северной Лаврентией в Протерозойскую эру" было…
Когда биологи говорят о происхождении видов, то само собой подразумевается, что те виды, которым выпало жить бок о бок, будут разительно отличаться друг от друга. Конкуренция заставляет искать альтернативные способы…
Программист Ян Вебстер (Ian Webster), сотрудничавший с Google и NASA, создал удивительную интерактивную карту, показывающую изменения, произошедшие на нашей планете за 750 миллионов лет: весь путь ее движения от первых гипотетических суперконтинентов – до…
Примитивное членистоногое Fuxianhuia из кембрийских отложений Китая продолжает удивлять ученых. Как выяснили американские палеонтологи, находясь на самых ранних этапах эволюции своего типа оно, тем не менее, обладало сложнейшей сердечно-сосудистой системой. Сердечно-сосудистая…
При моделировании эволюции двух штаммов кишечной палочки тот, что был на грани вымирания, в конечном счёте опередил «лидера». Как оказалось, изначально плохая мутация у «лузера» при взаимодействии с другой мутацией…
Если из экосистемы убрать насекомых-вредителей, то растениям хватит всего нескольких лет, чтобы освоить новые экологические условия и пойти по иному эволюционному пути. Цветущая энотера (фото Scott Smith)Растения и насекомые так тесно…
Древняя птица, жившая около 125 млн лет назад, овулировала, когда встретила свою смерть. Confuciusornis sanctus, реконструкция (изображение Stephanie Abramowicz, NHM Dinosaur Institute)В озёрных отложениях северо-восточного Китая найдены сотни останков вида Confuciusornis…
Роды у женщин сопровождаются болями и могут длиться час и больше. Поэтому при родах обычно присутствует акушерка, помогающая роженице. У остальных млекопитающих, включая и наших ближайших родичей приматов, процесс происходит…