Исследователи из Института эволюционной биологии Макса Планка провели эксперимент, который показал, что естественный отбор может не только адаптировать организмы к текущим условиям, но и улучшать их способность эволюционировать в будущем. Это открытие ставит под сомнение традиционные представления о том, что эволюция происходит исключительно случайным образом.
В эксперименте использовались микробные популяции, которые в течение трех лет подвергались интенсивному отбору. Организмы должны были быстро изменять свои характеристики, чтобы выжить в турбулентной среде. Те, кто не успевал адаптироваться, исчезали, а успешные линии продолжали развиваться. Такой процесс позволил ученым наблюдать, как эволюция создает механизмы, повышающие вероятность будущих успешных мутаций.
Одним из самых интересных открытий стало появление у некоторых микроорганизмов участка ДНК с высокой мутационной активностью. Этот генетический механизм позволял им быстрее изменять свои свойства, что повышало их шансы на выживание. Мутации в этом участке происходили в 10 000 раз чаще, чем в обычной ДНК. Благодаря этому бактерии могли быстро переключаться между разными состояниями, подобно тому, как это делают патогенные микроорганизмы, чтобы уклоняться от разоблачения иммунной системой.
Эксперимент показал, что естественный отбор формирует не только адаптивные признаки, но и сами механизмы, ускоряющие эволюцию. Это значит, что последняя может быть не просто реакцией на изменения окружающей среды, но и процессом, который предсказывает будущие вызовы.
Ученые обнаружили, что такие закономерности возникают не сразу, а через несколько стадий. Сначала мутации происходят в разных частях ДНК, затем постепенно концентрируются в одном гене, который регулирует активность других. Позже появляются изменения, которые усиливают его работу и повышают вероятность новых мутаций. В результате организм получает мощный инструмент для быстрой адаптации к окружающей среде.
Эти данные меняют представление о том, как происходит эволюция. Ранее считалось, что изменения в ДНК случайны и не предопределяют будущее. Однако исследование показывает, что эволюция может «обучаться», подобно нейросетям, и создавать механизмы, ускоряющие адаптацию в долгосрочной перспективе.
Полученные результаты важны не только для понимания биологии микробов, но и для изучения того, как меняются сложные организмы из века в век Это поможет в борьбе с вредоносными микроорганизмами, разработке новых методов лечения инфекций и создании стратегий, позволяющих предсказывать биологические угрозы.
Эксперимент также подчеркивает, что эволюция — это не просто выживание наиболее приспособленных, но и процесс, при котором мы и все существа на Земле трансформируются для будущей адаптации. Теперь ученые могут искать подобное у других организмов и применять эти знания в медицине и биотехнологиях.
Кстати, недавно было сделано еще одно удивительное открытие: генетики выяснили, что большую часть истории европейцы были темнокожими! Читайте об этом подробнее здесь.