Gli scienziati di Monash coinvolti in uno degli esperimenti di evoluzione più lunghi del mondo hanno sfatato una teoria consolidata con uno studio che fornisce una visione ad "alta risoluzione" dei dettagli molecolari dell'adattamento.

Molte delle sfide che il mondo deve affrontare oggi sono il risultato di processi evolutivi.

"Il cancro è un gruppo in evoluzione di cellule all'interno del tuo corpo, la resistenza agli antibiotici è il risultato dell'adattamento dei batteri all'uso degli antibiotici, e il cambiamento climatico sta costringendo interi ecosistemi ad adattarsi o a morire, ", ha affermato il co-autore dello studio, il dottor Mike McDonald, dalla Scuola di Scienze Biologiche di Monash.

"Uno degli obiettivi principali della moderna biologia evolutiva è essere in grado di prevedere o anticipare i cambiamenti evolutivi, " Egli ha detto.

"Il nostro studio, pubblicato in Natura , fornisce una visione ad alta risoluzione dei dettagli molecolari dell'adattamento su tempi evolutivi sostanziali.

"Le informazioni che forniamo sulla tariffa, ripetibilità, e le basi molecolari dell'adattamento contribuiranno a una migliore comprensione di questi processi e sfide evolutive".

Dottor McDonald, un recente ARC Future Fellow, specializzato in genetica dell'adattamento. Per esplorare quest'area, il laboratorio del dottor McDonald's propaga popolazioni di lieviti e altri microbi come E.coli per migliaia di generazioni in una varietà di ambienti di laboratorio.

Il dott. McDonald è stato coinvolto nell'"Esperimento sull'evoluzione a lungo termine dell'E.coli", uno studio sperimentale sull'evoluzione in corso, giunto al suo trentesimo anno, condotto da Richard Lenksi. Questo studio ha seguito i cambiamenti genetici in 12 popolazioni di E.coli inizialmente identiche.

"Lo studio Lenski è il più lungo esperimento di evoluzione microbica con più di 67, 000 generazioni di E.coli, che equivale a oltre un milione di anni di evoluzione umana, ", ha detto il dottor McDonald.

"Nel nostro studio abbiamo scoperto che anche se le popolazioni di E. coli nel nostro esperimento si sono evolute in un ambiente molto semplice per molto tempo, si stanno ancora adattando al loro ambiente.

"In altre parole, la forma diventa più in forma.

"Ma la teoria consolidata ci dice che l'adattamento dovrebbe essersi fermato ormai poiché dovrebbe esserci un 'picco di fitness'" che l'E.coli dovrebbe aver raggiunto ormai - e il nostro lavoro dimostra che non è così".

Secondo il dottor McDonald, una spiegazione è che con l'evoluzione di E. coli, cambiano l'ambiente in cui stanno crescendo. Questo cambiamento nell'ambiente guida quindi un'ulteriore evoluzione, affinché le popolazioni non smettano mai di adattarsi.

Nel suo studio, i ricercatori hanno intrapreso il sequenziamento del genoma che ha permesso loro di tracciare oltre 33, 000 mutazioni per 61, 000 generazioni di evoluzione, fornendo loro la risoluzione di cui avevano bisogno.

"Questo ci ha anche dato una visione completa di quanto sia ripetibile l'adattamento, e come gli effetti casuali possono influenzare i risultati dell'evoluzione, ", ha detto il dottor McDonald.