Evolución constante
WIKIMEDIA, BRIAN BAER Y NEERJA HAJELAEn un artículo de Science de 2013, investigadores que ejecutan el Experimento de evolución a largo plazo (LTEE), un proyecto que ha estado monitoreando 12 frascos de Escherichia coli durante casi tres décadas, predijo que la bacteria continuaría adaptándose a su entorno que nunca cambia para siempre. Ahora, dos años y 10 000 generaciones bacterianas después, está claro que su predicción se cumple. El último informe del equipo, publicado en Proceedings of the Royal Society B hoy (16 de diciembre), muestra que la aptitud de las poblaciones bacterianas continúa mejorando.
&ldquo ;Ciertamente esperaríamos, en el mundo real, donde los ambientes son más heterogéneos, donde las poblaciones coevolucionan con otras poblaciones, que la evolución va a continuar,” dijo el ecologista y biólogo evolutivo John Thompson de la Universidad de California, Santa Cruz, quien no participó en el estudio. “Pero lo que dice este [artículo] es que, incluso en ausencia de cualquier elemento externo…
En 1988, el biólogo evolutivo Richard Lenski de la Universidad Estatal de Michigan inició el LTEE. Su equipo dividió un cultivo iniciador de E. coli en 12 frascos separados y, durante los últimos 27 años, esos 12 cultivos se han mantenido en condiciones idénticas, siendo diluidos por un factor de 100 para permitir el crecimiento con el mismo medio de cultivo todos los días.
El objetivo era investigar la previsibilidad y repetibilidad del proceso evolutivo, dijo el coautor del estudio Michael Wiser, también de la Universidad Estatal de Michigan. En pocas palabras, la idea era observar y ver si las diferentes poblaciones estaban logrando los mismos resultados entre sí y si lo estaban haciendo al mismo tiempo, dijo.
A medida que pasaban los años, el equipo recolectaron y congelaron muestra tras muestra, realizando varios análisis en cada una. Una vez que la bacteria alcanzó las 50.000 generaciones, los investigadores compararon la aptitud de los cultivos actuales con la de los microbios predecesores y su ancestro común. Los investigadores encontraron que la condición física estaba mejorando.
Inicialmente, se esperaría una rápida adaptación, explicó Thompson, pero en un sistema tan simple, era muy posible que las mejoras en la condición física finalmente se estabilizaran (una curva hiperbólica, en términos matemáticos). Después de solo 20 000 generaciones, cada una de esas 12 poblaciones habrá tenido varios cientos de millones de mutaciones puntuales, explicó Thompson, por lo que uno pensaría eso. . . la mayoría de las combinaciones de genes habrán sido probadas por selección natural [y] las probabilidades de obtener una nueva mutación beneficiosa serán extremadamente pequeñas.
A partir de los datos, sin embargo, Wiser y sus colegas descubrieron que una La curva de ley de potencia en la que hay una desaceleración constante en la mejora pero sin límite superior fue mejor para explicar los datos y predecir datos futuros, dijo Wiser.
Estos últimos resultados agregan aún más peso a esta ley de potencia hipótesis. Wiser y sus colegas compararon la aptitud de nueve de las 12 poblaciones bacterianas muestreadas en 40 000; 50.000; y 60.000 generaciones, encontrando que, en el transcurso de esas 20.000 generaciones, la aptitud de cada población había mejorado. Es decir, las bacterias de la generación 60.000 podrían competir con las cepas bacterianas de referencia mejor que las bacterias de la generación 40.000. De hecho, los aumentos observados en la forma física fueron mayores incluso que lo que predijo el modelo de ley de potencia.
El nuevo estudio también mostró que aunque todos estos E. coli las poblaciones están cada vez más en forma, lo están haciendo a ritmos diferentes. Este hallazgo refleja la divergencia de las poblaciones entre sí, explicó Wiser.
El LTEE es un concepto bastante abstracto porque, en el mundo real, los entornos están cambiando todo el tiempo, dijo la bióloga evolutiva Louise Johnson de la Universidad de Reading, Reino Unido Sin embargo, resultados como estos significan que vale la pena continuar, dijo. Si hubiera sido el caso de que [la adaptación] se estaba deteniendo, entonces podrías decir, está bien, dentro de 15 años ya no valdrá la pena hacerlo. Pero este [artículo] parece sugerir que sin importar el tiempo que continúe, tendrá nuevas sorpresas y nuevas formas de explotar exactamente el mismo entorno.
RE Lenski et al., Mejoras sostenidas en el estado físico y variabilidad en las trayectorias del estado físico en el experimento de evolución a largo plazo con Escherichia coli, Proceedings of the Royal Society B, doi:10.1098/rspb.2015.2292, 2015.
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