Bei einer kritischen Änderung in der Umgebung , wie genau , weiß Arten anzupassen?
Professor Tom Vogwill und Kollegen wollten in den Mittelpunkt dieser evolutionären Frage durch Messung der Wachstumsraten und DNA-Mutationen von 8 verschiedenen Arten von Pseudomonas-Bakterien zu bekommen. Sie kontrolliert eine einzige , aber wichtige variablen während des Wachstums , die Dosis des antibakteriellen Medikaments Rifampicin .
Insgesamt 480 Populationen aus 8 verschiedenen Stämmen von Pseudomonas ( 3840 gesamt) herausgefordert sie mit der Anpassung an die minimale Konzentration an Rifampicin , die benötigt wird, um das Wachstum der Ursprungsstamm jeder Spezies vollständig zu hemmen . Sie führten das Experiment über 30 Generationen von Bakterien. Weiter , wählten die Autoren 75 zufällig ausgewählten Rifampicin - resistenten Mutanten von 8 verschiedenen klonalen Bakterienstämme und sequenzierten das rpoB -Gen in allen 600 -Mutanten identifiziert 47 verschiedene Mutationen. Sie maßen sowohl die Wachstumsraten der Klone in Gegenwart von Rifampicin, und die DNA-Mutationen eines Gens rpoB , eine bekannte Vermittler von Resistenzen.
Sie fanden heraus, dass die meisten dieser rpoB Mutationen traten nur einmal in einem einzigen Stamm einige aufgetreten mehrere Male , und andere aufgetreten mehrfach in mehrere Stämme . Im Einvernehmen mit der vorherrschenden Hypothese Bevölkerung des gleichen Stammes neigten jedoch parallel entwickeln. Trotz dieser Tatsache die 8 bakteriellen Stämme sind genetisch sehr verschieden voneinander sind , können sie auch festgestellt, daß die gleichen Mutationen haben unterschiedliche Auswirkungen auf Eignung in den verschiedenen Stämmen , was anzeigt , daß die genetische Struktur ist ein wichtiger Faktor fitness . Schließlich zeigten die Autoren, dass die Wachstumsraten variiert innerhalb der Arten mehr als zwischen den Arten .
" Antibiotika-Resistenz entwickelt sich oft durch Mutationen in Genen , die in Bakterien konserviert sind , was die Möglichkeit , dass der Widerstand Evolution könnten ähnliche Pfade über Bakterien folgen", sagte Kollege Craig MacLean . " Unsere Studie liefert gute Hinweise, dass der Rest des Genoms Einflüsse, die Resistenz-Mutationen beobachtet werden, und wie diese Mutationen beeinflussen die Darwinsche Fitness. Diese Ergebnisse implizieren, dass wir müssen vorsichtig sein, wenn man versucht, unser Wissen über die Genetik der zu extrapolieren Antibiotikum Widerstand zwischen bakteriellen Stämmen oder Spezies . "
Die Breite der Studie zeigt, wie die leistungsfähiges neues Werkzeug der experimentellen Entwicklung können wichtige Erkenntnisse über die Zusammenhänge zwischen DNA-Mutationen , Wachstum und Entwicklung zu schaffen.