«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
13-12-2022 Просмотров:2421 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи обнаружили на территории Марокко "кладбище" древних гигантских членистоногих беспозвоночных. Это говорит о том, что эти существа начали доминировать в морях Земли как минимум 470 млн лет назад. Работа опубликована в журнале Scientific Reports....
02-09-2016 Просмотров:6510 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Австралийские геологи заявили, что им удалось обнаружить в Гренландии остатки бактериальных матов возрастом 3,7 млрд лет. Если интерпретация ученых верна, то находка представляет собой одни из древнейших следов жизни на...
29-01-2012 Просмотров:10134 Новости Зоологии Антоненко Андрей
При поиске пищи пернатые ориентируются на те виды деревьев, которые гусеницы считают наиболее питательными. Таким образом, деревья могут сохранить собственную пищевую привлекательность для своих целей, полагаясь на заботу птиц. Черешня! Вкусно!...
15-10-2012 Просмотров:12065 Новости Окенологии Антоненко Андрей
На встрече с рыбаками Новой Англии, состоявшейся в декабре прошлого года, физические океанографы Глен Гаваркевич и Эл Плюддеман из Океанографического института Вудс-Хоула (США) узнали о необычайно высокой температуре поверхностных вод...
15-09-2015 Просмотров:6900 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Наблюдения за парами птиц помогли ученым раскрыть эволюционный смысл такого чувства, как любовь – оказалось, что взаимная привязанность родителей помогает им выращивать больше потомства, что способствовало распространению этой психологической черты среди предков...
Эпигенетические модификации ДНК не вносят никаких изменений в последовательность нуклеотидов, зато преобразуют, если можно так сказать, их внешний вид: например, к нуклеотиду цитозину прямо в ДНК можно прикрепить метильную группу,…
Группа исследователей из нескольких японских, тайваньских и австралийских университетов объявила об обнаружении нового вида первобытного человека, который обитал на территории Восточной Азии от 490 тыс. до 10 тыс. лет назад. Об этом…
Рогозубый мох использует примитивных насекомых ногохвосток в качестве опылителей, привлекая их при помощи специфического запаха, что роднит эти примитивнейшие организмы с цветочными растениями, стоящими на вершине эволюции, заявляют американские биологи…
Ученые из Оксфордского университета впервые построили целую модель внешней оболочки вириона гриппа А. С помощью метода крупномасштабной молекулярной динамики (coarse-grained molecular dynamics simulation) они выявили разные характеристики мембраны вирусной частицы…
Вопреки общепринятым представлениям, площадь лесов в Европе растет, объем рубок меньше прироста древесины, хотя каждое пятое дерево повреждено или погибло и большая часть лесов испытывает антропогенное воздействие. WWF опубликовал десять фактов…
Птицы ощущают инфракрасное излучение, исходящее от урагана, считает американский орнитолог Генри Стреби (Henry Streby). В ходе эксперимента пять золотокрылых певунов, снабженных датчиками, внезапно снялись с места, — оказалось, что чтобы улететь от бури,…
Австралийские ехидны не только размножаются прямо во время спячки. Ученые пришли к выводу, что у самки при этом несколько половых партнеров. Австралийская ехидна Джемма Морроу (Gemma Morrow) и Стюарт Николь…
Ученые впервые обнаружили мезозойскую блоху с растянутым брюшком. Скорее всего, она окаменела, напившись крови динозавров или примитивных птиц. Блоха мелового периодаОб этом говорится в статье китайских палеонтологов из Столичного педагогического университета, опубликованной в…
Исследователи из Университета Альберты (Канада) установили, что влияние северных торфяников на доисторическую летопись климатических изменений было переоценено... А это торфяники Северной Ирландии. (Фото Yvonne Mc.) ...Что, впрочем, не отменяет необходимости пристального…