14:14 2022-05-23
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Experimentul de evoluție cu bacterii provoacă înțelepciunea convențională despre mărime și costul de producție
_ Experimentul de evoluție cu bacterii provoacă înțelepciunea convențională despre dimensiunea și costul de producție
În 1988, un biolog de la Universitatea de Stat din Michigan, Richard Lenski, a înființat 12 baloane cu E. coli și grupul său a menținut și a urmărit evoluția acestora de atunci. Periodic, subprobele sunt înghețate, permițând oamenilor de știință să compare bacteriile în diferite momente în timp, readucându-le la viață.
De-a lungul timpului, E. coli în evoluție a crescut; după 60.000 de generații, celulele sunt aproximativ de două ori mai mari decât strămoșii lor. Dar această creștere a dimensiunii a fost însoțită de schimbări pe care ne așteptăm să le vedem în metabolism și dimensiunea populației și ratele de creștere?
Cercetătorii de la Centrul de Biologie Geometrică a Universității Monash au colaborat cu Richard Lenski pentru a afla. Rezultatele sunt publicate astăzi în Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Metabolismul dictează rata la care organismele transformă energia în întreținere și producție.
În timp ce speciile mai mari au mai multe rate metabolice, acestea sunt de fapt mai eficiente și, prin urmare, au rate metabolice mai mici în raport cu dimensiunea lor. Deci, în timp ce speciile mai mici au densități mai mari de populație și pot atinge acele densități mai repede, masa totală a populației este mai mare la speciile mai mari (gândiți-vă la șoareci și elefanți).
Dar este valabil cele de mai sus în cadrul unei specii?
Adesea, intervalul de mărime dintr-o specie nu este deosebit de mare, ceea ce face ca concluziile despre mărime să fie dificil de testat.
Denumitele corect „Liniile Lenski” eludează această problemă. Laboratorul lui Richard a trimis mostre congelate din E. coli originală — strămoșii, plus mostre din 10.000 și 60.000 de generații de evoluție.
Conducătorii de proiect de la Școala de Științe Biologice a Universității Monash, profesorul Dustin Marshall și Dr. Mike McDonald, a început să revigoreze celulele și să măsoare dimensiunea celulelor, metabolismul, dimensiunea populației și creșterea populației.
„Am descoperit că, pe măsură ce celulele au crescut în timpul evoluției, ratele metabolice au crescut, dar au fost mai mici în raport cu dimensiunea lor. , așa cum este prezis de teorie”, a spus profesorul Marshall.
„De asemenea, anticipate de teorie, populațiile de celule mai mari aveau densități de populație mai mici, dar biomasă mai mare decât strămoșii lor mai mici”, a spus el.
p>„Marea surpriză și în contrast puternic cu teoria, a fost că populațiile de celule mai mari, în ciuda metabolismului lor relativ mai scăzut, au crescut mai repede decât celulele mai mici.”
Dr. McDonald a spus că s-a presupus adesea că energia necesară pentru a produce un nou individ este direct proporțională cu masa sa, dar acest experiment a arătat că nu este neapărat cazul.
„De ce atunci, ar fi o celulă mai mare. mai ieftin de construit și întreținut?"
E. celulele coli consumă multă energie menținând gradienții de ioni peste membranele celulare. Deoarece celulele mai mari au suprafețe mai mici în raport cu masa, ele ar trebui să aibă, de asemenea, costuri de întreținere mai mici decât celulele mai mici. Celulele evoluate au, de asemenea, genomi ceva mai mici decât celulele ancestrale mai mici, astfel încât costurile de replicare a genomului sunt mai mici pentru celulele mai mari.
În plus, celulele evoluate și-au ajustat componentele genetice în acest mediu foarte previzibil. , reducând expresia costisitoare a transcriptelor și proteinelor inutile.
„În mod remarcabil, se pare că evoluția poate decupla costurile de producție de dimensiune; nu există niciun dezavantaj în creșterea ratelor de creștere pentru celulele mai mari evoluate în ceea ce privește randamentul. ”, a spus dr. McDonald.
Comentarii:
Adauga Comentariu