Группе биологов из Мичиганского университета, под руководством Ричарда Ленски (Richard Lenski) впервые удалось смоделировать в лаборатории процесс эволюции живых организмов на примере бактерий кишечной палочки Escherichia coli. Кроме этого, им удалось доказать, что наблюдаемое явление не является случайной мутацией. Опыт был начат в 1988 году. Работа опубликована в июньском номере журнале Proceedings of National Academy of Science.
Кишечная палочка является одним из самых изученных видов бактерий.
В силу скорости размножения смена поколений у нее происходит крайне быстро, поэтому ученые надеялись, что длительное наблюдение продемонстрирует механизмы эволюции в действии. На первом этапе эксперимента, в 1988 году, 12 колоний бактерий были помещены в идентичные условия: изолированную питательную среду, в которой присутствовал только один источник питательных веществ – глюкоза. Кроме этого, в среде был цитрат, который в обычных условиях эти бактерии не могут использовать в качестве источника пищи. За прошедшие двадцать лет сменилось более 44 тысяч поколений бактерий.
Ученые наблюдали за изменениями, происходящими с бактериями. Большинство из них носили одинаковый характер во всех популяциях. Однако где-то между поколениями номер 31 тысяча и 32 тысячи в одной из популяций произошли кардинальные изменения, не наблюдавшиеся в остальных. Бактерии стали способны усваивать цитрат.
Используя сохраненные образцы бактерий из различных поколений, исследователям удалось установить, что начало серии изменений, которые привели к образованию новой разновидности бактерий, произошло в районе поколения номер 20 тысяч и только в этой колонии. Если бы данный эффект объяснялся случайной мутацией, то вероятность его возникновения у разных поколений была бы одинаковой, а в данном случае бактерии после поколения 20 тысяч изменялись, а до - нет. Это означает, что в приобретении свойства усваивания цитрата участвовала целая серия изменений. В настоящее время ученые работают над выяснением того, какие именно факторы окружающей среды заставили бактерию эволюционировать.
Данный эксперимент, как считают сами ученые, является наглядной демонстрацией теории Дарвина.