De Onderzoekers die de evolutieve dynamica van bacteriën en virussen in borrelende glasbuizen bestuderen hebben een evolutieve theorie van centraal belang aan ecologisten bevestigd die vertrouwdere flora en fauna in de wildernis bestuderen.
De theorie voorspelt hoe de beweging van individuen tussen verschillende bevolking van species evolutieve verandering in die bevolking, in het bijzonder met betrekking tot coevolutionary interactie tussen species beïnvloedt.
Dit is een belangrijke kwestie in het begrip van de gevolgen op lange termijn van de stijgende fragmentatie van natuurlijke habitat toe te schrijven aan menselijke activiteiten. Vele ecologisten geloven dat de fragmentatie van het natuurlijke landschap, door gemeenschappen van organismen te scheiden die waren verbonden, het potentieel heeft om de evolutieve processen te veranderen die organismen om aan veranderende lokale voorwaarden toelaten aan te passen. Deze studie levert hard bewijs om die mening te steunen.
De studie, in 14 Oktober kwestie van de dagboekAard wordt gepubliceerd, bekeek coevolution van een gemeenschappelijk type van bacteriën, Escherichia coli, en een virus dat het besmet, geroepen bacteriofaag die T7. De onderzoekers konden aanpassingen volgen die zich in zowel bacteriën als virusbevolking voordeden en tonen aan dat het patroon van aanpassingen van allebei het milieu afhing waarin de organismen groeiden en de van genen tussen verschillende bevolking verspreiding.
De Ecologisten gebruiken de term „genstroom“ om de verspreiding van genetische varianten te beschrijven die de bewegingen van individuen begeleidt. Deze studie levert het eerste directe empirische bewijs dat de genstroom over een heterogeen landschap de dynamica van coevolution kan veranderen.
„Door met microben te werken die door ongeveer tien generaties per dag in het laboratorium gaan, konden wij evolutieve veranderingen door tijd en antwoordvragen volgen die eerder slechts,“ bovengenoemde Samantha Forde, een post-doctorale onderzoeker bij de Universiteit van Californië, Kerstman Cruz, en eerste auteur van het document theoretisch waren gericht.
De medeauteurs van Forde zijn John Thompson, professor van ecologie en evolutieve biologie bij UCSC, en microbiële ecologist Brendan Bohannan van de Universiteit van Stanford. Forde voerde de studie als post-doctorale onderzoeker in het laboratorium van Bohannan uit in Stanford.
Volgens Thompson, is de geschiedenis van evolutie en de diversificatie van het leven ter wereld Fundamenteel een geschiedenis van de evolutie van speciesinteractie, of coevolution. Thompson is een belangrijke verdediger van de geografische mozaïektheorie van coevolution, die benadrukt dat elke species een inzameling van genetisch verschillende bevolking is die over landschappen verbonden is, resulterend in complexe geografische mozaïeken van speciesinteractie die verschillend in verschillende plaatsen kunnen evolueren.
„Wij hebben een vrij stevig theoretisch kader om coevolutionary interactie tussen species te verklaren en hoe coevolution biodiversiteit door netwerken van interactie over landschappen organiseert,“ Thompson zei. „Deze experimenten zijn één stap in eigenlijk het vertalen van die theorie in vooruitlopende analyses van natuurlijke bevolking.“
De experimenten gebruikten een vereenvoudigd systeem in het laboratorium om de voorspellingen van de theorie te testen. De fundamentele coevolutionary dynamica van de bacteriën van E. coli en de bacteriofaag T7 zijn goed - het geweten. Wanneer T7 aan een bevolking van E. coli wordt geïntroduceerd, evolueren de bacteriën spoedig weerstand tegen het virus. Het virus, beurtelings, evolueert om de bestand bacteriën aan te vallen, en dan kunnen de bacteriën een tweede niveau van weerstand tegen de meer machtige vorm van het virus evolueren.
Volgens Bohannan, zijn de microbiële experimentele systemen meer en meer populair in ecologie geworden, gepast voor een deel aan de graad van controle die zij en hun relatieve eenvoud hebben aangeboden. „De verandering Coevolutionary gebeurt snel in deze gemeenschappen en kan gemakkelijk worden ontdekt. Voorts de genen die aan deze coevolutionary veranderingen ten grondslag liggen gekend en toegankelijk zijn om te bestuderen,“ bovengenoemde Bohannan.
De opstellings microbiële gemeenschappen van Forde van bacteriën en virussen met verschillende voedende niveaus in een reeks van chemostats--de buizen van de glascultuur die voedingsmiddelen en zuurstof en sifon van afval verstrekken. In één reeks chemostats bleven de gemeenschappen van elkaar geïsoleerd. In een andere reeks, maakte Forde periodiek een reeks die overdrachten tussen gemeenschappen, omhoog een pipethoogtepunt van bacteriën en virussen van één chemostat zuigen en het toevoegen aan de volgende, etc. onderaan de lijn. Zij analyseerde ook periodiek de bevolking van bacteriën en virussen in elke gemeenschap.
„Ik creeerde in het laboratorium een versplinterd landschap met gemeenschappen die van microben in verschillende lokale milieu's groeien, en toen bekeek Ik wat in tijd wanneer de fragmenten worden geïsoleerd en wanneer er genstroom tussen fragmenten is,“ bovengenoemde Forde gebeurt.