Удивительная эволюция. Биологическая история Земли в невероятных превращениях и мутациях организмов

ДОЛГОСРОЧНЫЕ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ПРОГРАММЫ дают возможность любому почувствовать себя историком. Вы можете вернуться в прошлое и проследить ход исследования, не только отмечая появление результатов, но и наблюдая за тем, как менялись толкование и выводы, сделанные на основе исследования. Такое ретрорасследование подкрепляется описаниями и публикациями, без которых немыслима академическая жизнь. Чтобы добиться успеха, ученые должны регулярно сообщать о проделанной работе, а это означает, что долгосрочный эксперимент подробно и последовательно отразится в последующих научных публикациях.

ДЭЭ Ленски в этом смысле не исключение. Пока я сижу и пишу эти строки, данный эксперимент продолжается уже более двадцати восьми лет. Как гласят зеркально отображенные цифры на окнах лаборатории, появилось уже шестьдесят четыре тысячи поколений. Этот рубеж был пройден несколько месяцев назад. А если зайти на веб-страничку Ленски, то там вы найдете список из семидесяти пяти научных публикаций, появившихся с момента начала данного проекта.

Давайте взглянем на вторую публикацию, вышедшую в 1994 году, спустя шесть лет после начала эксперимента, где обобщаются его результаты на основе наблюдений за первыми десятью тысячами популяций. В своей работе для сборника «Труды Национальной Академии наук^[80] США» Ленски и Майкл Травизано, который на тот момент только что завершил работу над докторской диссертацией в лаборатории, сообщают о том, что все двенадцать популяций E.coli адаптировались к своей новой среде. Эти выводы они сделали на основании скорости, с которой популяция увеличивалась в размерах после ежедневного переноса ее в свежую среду. Однако степень лучшей адаптации у популяций варьировалась. Отдельные популяции росли на шестьдесят процентов быстрее, чем их предок, в то время как другие были всего на тридцать процентов плодовитее. Клетки E.coli также были крупнее своей предковой популяции. Но опять же эта разница варьировалась: какие-то популяции показывали увеличение объема клетки на пятьдесят процентов, другие были ни много ни мало на сто пятьдесят процентов крупнее. Ленски с Травизано сделали вывод, что популяции адаптировались по-разному. И это результат разных мутаций, которые произошли в разных колбах. Как они говорят, «наш эксперимент продемонстрировал важную роль случайных событий (исторических случайностей) в адаптивной эволюции».

Ленски в очередной раз оценил прогресс эксперимента на отметке в двадцать тысяч генераций. Популяции продолжали процветать, живя по принципу «пируй – голодай»: в среднем они вырастали на семьдесят процентов быстрее своей предковой популяции. Но все равно между популяциями оставались различия^[81] в скорости роста. Однако их называли «легким расхождением» и придавали им меньшее значение: в целом все демонстрировали похожую тенденцию к увеличению скорости роста. И хотя новых данных о размерах клетки не сообщалось, но отмечалось параллельное увеличение их размера, а о вариативности среди популяций упоминалось, но этому не уделялось большого внимания.

Кроме того, лаборатория Ленски расширила способы сравнения популяций и сделала много новых многообещающих открытий.

Интересно, что все двенадцать популяций потеряли способность расти в колбах, содержащих другой сахарид, D-рибозу. Это говорило о том, что биохимическая структура клеток, по-видимому, менялась похожим образом. Несколько детальных сравнений различных аспектов генетики выявили, что те же самые изменения происходили во многих или во всех популяциях. В появившихся вскоре научных работах был сделан вывод, что не только популяции одинаково эволюционировали в плане скорости роста и клеточной анатомии, но еще и физиология с генетикой.

В 2011 году Ленски, оценивающий теперь уже пятьдесят тысяч генераций эволюции, еще раз подтвердил свое высказывание, заявив: «К моему удивлению, эволюция была очень повторяема..^[82] И хотя клеточные линии, несомненно, расходились во многих деталях, меня поразили параллельные траектории их эволюции, когда похожие изменения наблюдались в столь многих фенотипических признаках и даже в нуклеотидных последовательностях генов, которые мы изучали».