Os Pesquisadores que estudam a dinâmica evolucionária das bactérias e dos vírus nas câmaras de ar de vidro de borbulhagem confirmaram uma teoria evolucionária da importância central às ecologistas que estudam uma flora mais familiar e uma fauna no selvagem.
A teoria prevê como o movimento dos indivíduos entre populações diferentes de uma espécie influencia a mudança evolucionária naquelas populações, particularmente no que diz respeito às interacções coevolutionary entre espécies.
Esta é uma edição importante em compreender os efeitos a longo prazo da fragmentação crescente dos habitat naturais devido às actividades humanas. Muitas ecologistas acreditam que a fragmentação da paisagem natural, separando as comunidades dos organismos que tinham sido conectados, tem o potencial alterar os processos evolucionários que permitem organismos de se adaptar a mudar circunstâncias locais. Este estudo fornece a prova irrefutável apoiar essa vista.
O estudo, publicado na introdução do 14 de outubro da Natureza do jornal, olhou o coevolution de um tipo comum de bactérias, de Escherichia Coli, e de um vírus que o contaminasse, chamado o bacteriófago T7. Os pesquisadores podiam seguir as adaptações que elevararam em ambas as bactérias e populações do vírus e mostram que o teste padrão das adaptações dependeu do ambiente em que os organismos estavam crescendo e os propagações dos genes entre populações diferentes.
As Ecologistas usam o termo do “fluxo gene” para descrever a propagação de variações genéticas que acompanha os movimentos dos indivíduos. Este estudo fornece a primeira evidência empírica directa que o fluxo do gene através de uma paisagem heterogênea pode alterar a dinâmica do coevolution.
“Trabalhando com micróbios que atravessam aproximadamente dez gerações pelo dia no laboratório, nós podíamos seguir mudanças evolucionárias com o tempo e para responder às perguntas que tinham sido endereçadas previamente somente teòrica,” disse Samantha Forde, um pesquisador pos-doctoral no University Of California, Santa Cruz, e primeiro autor do papel.
Os co-autores de Forde são John Thompson, professor da ecologia e da biologia evolutiva em UCSC, e ecologista microbiana Brendan Bohannan da Universidade de Stanford. Forde conduziu o estudo como um pesquisador pos-doctoral no laboratório de Bohannan em Stanford.
De acordo com Thompson, a história da evolução e da diversificação da vida na Terra é fundamental uma história da evolução de interacções da espécie, ou coevolution. Thompson é um proponente principal da teoria de mosaico geográfica do coevolution, que sublinha que cada espécie é uma coleção das populações genetically distintas que são ligadas através das paisagens, tendo por resultado mosaicos geográficos complexos das interacções da espécie que podem evoluir diferentemente em lugar diferentes.
“Nós temos uma estrutura teórica consideravelmente contínua para explicar interacções coevolutionary entre espécies e como o coevolution organiza a biodiversidade através das redes das interacções através das paisagens,” Thompson disse. “Estas experiências são uma etapa realmente em traduzir essa teoria em análises com carácter de previsão de populações naturais.”
As experiências usaram um sistema simplificado no laboratório para testar as previsões da teoria. A dinâmica coevolutionary básica das bactérias de Escherichia Coli e do bacteriófago T7 é conhecida. Quando T7 é introduzido a uma população de Escherichia Coli, as bactérias evoluem logo a resistência ao vírus. O vírus, por sua vez, evolui para atacar as bactérias resistentes, e então as bactérias podem evoluir um segundo nível de resistência ao formulário mais poderoso do vírus.
De acordo com Bohannan, os sistemas experimentais microbianos tornaram-se cada vez mais populares na ecologia, devida na parte ao grau de controle que oferecem e sua simplicidade relativa. De “a mudança Coevolutionary acontece ràpida nestas comunidades e pode facilmente ser detectada. Além Disso, os genes que são a base destas mudanças coevolutionary são conhecidos e acessível ao estudo,” Bohannan disse.
Forde estabelece as comunidades microbianas das bactérias e dos vírus com níveis nutrientes diferentes em uma série de chemostats--as câmaras de ar de vidro da cultura que fornecem nutrientes e oxigênio e os extraem com sifão fora desperdiçam. Em um grupo de chemostats as comunidades permaneceram isoladas de uma outra. Em um outro grupo, Forde fez periòdicamente uma série de transferências entre as comunidades, sugando acima uma pipeta completamente das bactérias e dos vírus de um chemostat e adicionando a à seguinte, e assim por diante abaixo da linha. Igualmente analisou periòdicamente as populações das bactérias e dos vírus em cada comunidade.
“Eu criei no laboratório uma paisagem fragmentada com as comunidades dos micróbios que crescem em ambientes locais diferentes, e então Eu olhei o que acontece ao longo do tempo quando os fragmentos são isolados e quando há um fluxo do gene entre fragmentos,” Forde disse.