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

Более того, даже когда две популяции приобретают мутацию одного и того же гена, обычно сами мутации неодинаковы, скорее они демонстрируют изменения в разных позициях ДНК внутри гена. Разумно будет предположить, что подобные мутации порождают похожие фенотипические изменения. Однако всегда существует вероятность того, что разные мутации в одном и том же гене могут иметь отчетливо различные влияния на функционирование гена, а значит, могут привести к разным фенотипическим исходам. Не имея данных по фенотипу, мы не можем сказать об этом с уверенностью.

Но несмотря на все эти оговорки, справедливо будет утверждать, что в эволюционных экспериментах с микробами наблюдается повторяемость. Эксперименты Ленски и Рейни самые известные, но если брать в целом, то и другие опыты заключают в себе похожее послание: популяции адаптируются примерно с одинаковой скоростью и делают это, насколько мы понимаем, преимущественно за счет развития схожих адаптаций. Они, как правило, используют одинаковые наборы генов, чтобы добиться этих параллельных итогов. Данные результаты говорят нам о том, что эволюция раз за разом идет одним и тем же путем, по крайней мере, на макроскопическом уровне: идентичные популяции, подверженные идентичным селективным воздействиям, обычно эволюционируют очень похожими способами.

С одним заметным исключением.

Глава десятая Прорыв в бутылке

Порядок проведения ДЭЭ требовал, чтобы колбы менялись ежедневно на протяжении года, включая выходные и праздники. Большинство членов лаборатории попеременно исполняли данные обязанности. Ниирдже Хаджела, менеджер лаборатории, подробно инструктировала новичков по поводу того, как правильно переносить E.coli из пробирок с закончившейся глюкозой в новые свежие жилища и поначалу зорко наблюдала за тем, как они это делают. Каждый месяц Хаджела составляла график, назначая дежурства в выходные или праздники.

Морозным субботним днем в конце января 2003 года член лаборатории Ленски Тим Купер дежурил, следя за ходом ДЭЭ. Это задание он выполнял уже множество раз. Но в тот холодный ветреный снежный день он бы, вероятно, предпочел остаться дома. Тем не менее долг обязывал, и Тим отправился в лабораторию.

На самом деле Куперу нравилась эта часть работы. Эксперимент шел уже четырнадцать лет и помог сделать существенные научные открытия. Перенося бактерий из старых жилищ в новые, с пополненными ресурсами, он чувствовал, что делает важное для науки дело, поддерживая ход эксперимента, который уже вошел в анналы эволюционной биологии.

Но вряд ли он догадывался, пробиваясь сквозь снежную бурю, что вскоре сам станет частью этой истории.

Прибыв в лабораторию в то утро, он сразу же приступил к работе. Он отправился в кабинет, где хранилась стерильная лабораторная посуда, и взял там новые колбы. Каждая была накрыта маленьким перевернутым аналитическим стаканом, который защищал отверстие колбы от попадания внутрь любых находившихся в воздухе бактерий. Наклеив на колбы бирки, Купер взял бутылку с уже приготовленной средой и аккуратно впрыснул пипеткой 9,9 миллилитра в каждую новую колбу.

Теперь настало время для важных переносов. Проголодавшиеся микробы сидели тихо и ждали уже почти целый день. И лишь немногие счастливчики будут приглашены на новый банкет, где они продолжат питаться, делиться и завоевывать новые пространства. Купер направился к термостату и достал оттуда колбы с бактериями. Он поместил их на поднос, чтобы затем отнести на лабораторный стол. Там он откачает из старой колбы 0,1 миллилитра среды и поместит ее в соответствующую новую колбу, инициировав дальнейший рост популяции в течение суток. Купер обычно брал сразу две колбы, быстро смотрел на них, а затем ставил на поднос. Некая внутренняя эксцентричность заставила его превратить эту обычную рутину в трудную задачу. А целью было минимизировать время переноса микробов из старых домов в новые жилища.

Следует отметить, что по мере того, как количество клеток E.coli в пробирке увеличивается, жидкость становится чуть менее прозрачной: сначала она чистая, но уже на следующий день слегка мутнеет. Прежде чем осуществить переносы, Куперу нужно было убедиться, что жидкость в каждой колбе была соответствующей степени мутности. Слишком прозрачная указывала бы на то, что что-то в предыдущий день пошло не так и что в колбе отсутствуют бактерии; а совсем непроницаемая означала бы взрыв бактериальной популяции – результат заселения колбы каким-то другим видом бактерий. Процедура была формальной: за три года работы в лаборатории Купер ни разу не видел, чтобы колба не была чуть затуманенной.