Полезные мутации возникают значительно чаще, чем предполагали ранее, однако постоянно изменяющийся мир не позволяет им укорениться надолго — в результате эволюция оказывается бесконечной гонкой за постоянно убегающей целью.
Работа ученых из США поставила под сомнение общепринятую нейтральную теорию молекулярной эволюции, согласно которой большинство генетических изменений происходит случайно и не оказывает значительного влияния на выживаемость организмов. Новое исследование, проведенное в Мичиганском университете, показывает, что значительная часть мутаций оказывается полезной, однако внешние факторы часто мешают их сохранению, сообщает ScienceDaily.
Биологи выяснили, что большая часть мутаций, которые считались нейтральными, на самом деле имеют положительный эффект, но теряются из-за быстрого изменения условий окружающей среды. Эти выводы были основаны на масштабных исследованиях с использованием микроорганизмов — дрожжей и бактерий Escherichia coli, чьи гены изучались в лабораторных условиях.
Установлено, что лишь небольшая доля полезных мутаций успевает закрепиться в популяции до следующего изменения среды, поскольку благоприятные изменения, дающие преимущество в одних условиях, могут стать неблагоприятными в изменившихся обстоятельствах. По мнению авторов, это явление также характерно для высших организмов, включая человека. Оно помогает объяснить, почему многие современные генетические черты уже не столь эффективны в текущей окружающей среде.
Кроме того, авторы исследования акцентируют внимание на том, что полный цикл адаптации к внешним изменениям занимает значительно больше времени, чем длительность стабильности самой среды. Таким образом, несмотря на наличие множества полезных мутаций, полное приспособление организмов к своим условиям остается сложным процессом.
Эта концепция носит название «адаптивное отслеживание с антагонистической плейотропией», что отражает идею постоянной гонки организмов за оптимизацией своего состояния в условиях быстрых изменений окружающей среды. Проведенное исследование открывает новые горизонты для изучения процесса эволюции и обещает пересмотреть устоявшиеся представления о скорости и направлении генетических изменений в живых организмах.
Фото: hi-tech.mail.ru