Sa isang molecular tour de lakas, ang mga mananaliksik sa University of Wisconsin-Madison na ibinigay ng isang exquisitely detalyadong larawan ng natural na pagpili ng ito ay nangyayari sa genetic na antas.
Pagsusulat ngayon (Oktubre 11, 2007) sa journal Nature, Howard Hughes Medical Institute imbestigador Sean B. Carroll at dating UW-Madison nagtapos na estudyante Chris Todd Hittinger dokumento kung paano, sa maraming henerasyon, ang isang solong gene pampaalsa divides sa dalawang at parses nito responsibilidad sa isang mas mahusay na mamamayan ng kapaligiran nito. Gawain naglalarawan, sa pinaka-pangunahing antas, ang puwersang nagtataboy ng ebolusyon.
"Ito ay kung paano ang mga bagong kakayahan magbuhat at bagong function evolve," sabi ni Carroll, isa sa mga nangunguna sa mundo sa gitna ng ebolusyon biologists. "Ito ay kung ano ang napupunta sa mga butterflies at mga elepante at mga tao. Ito ay paglaki sa pagkilos."
Gawain ay mahalaga dahil ito ay nagbibigay ng pinaka-pangunahing view ng kung paano baguhin ang mga organismo upang mas mahusay na iakma sa kanilang kapaligiran. Dokumento ang mga workings ng natural selection, mga kritikal na ideya na unang posited sa pamamagitan ng Charles Darwin kung saan ang mga organismo ay makaipon ng random na mga pagkakaiba-iba, at ang mga pagbabago na mapahusay ang kaligtasan ay "napiling" sa pamamagitan ng pagiging genetically transmitted sa hinaharap henerasyon.
Ang bagong pag-aaral na replayed sa isang hanay ng mga genetic pagbabago na naganap sa isang lebadura sa 100 milyong o kaya taon na ang nakakaraan kapag ang isang kritikal na gene ay dobleng at pagkatapos ay hinati nito nakapagpapalusog processing responsibilidad upang mas mahusay na gamitin ang mga sugars ito ay depende sa para sa pagkain.
"Isang source ng kabaguhan ang gene sipi," sabi ni Carroll. "Kapag mayroon kang dalawang kopya ng isang gene, kapaki-pakinabang mutations ay maaaring tumindig na nagbibigay-daan sa isa o parehong mga genes upang galugarin ang bagong mga pag-andar habang pagpepreserba ang lumang function na. Kababalaghan na ito ay pagpunta sa lahat ng oras sa bawat bagay ng buhay. Marami sa atin ay paglalakad sa paligid sa duplicate mga genes kami ay hindi malaman. nila darating at pumunta. "
Sa maikli, sabi ni Carroll, dalawang genes ay maaaring maging mas mahusay kaysa sa isang dahil ang kalabisan ay nagtataguyod ng isang dibisyon ng paggawa. Genes ay maaaring makagawa ng higit pa kaysa sa isang bagay, at sipi nagdaragdag ng isang bagong genetic na mapagkukunan na maaaring ibahagi ang workload o magdagdag ng mga bagong function. Halimbawa, sa mga tao ang kakayahang makita ang kulay ay nangangailangan ng ibang molecular receptors sa magtangi sa pagitan ng pula at berde, ngunit parehong lumitaw mula sa parehong gene pangitain.
Paghihirap, sabi niya, sa nakikita ang mga hakbang ng ebolusyon ay na likas na genetic pagbabago ay karaniwang nangyayari sa bilis ng isang suso, na may napakaliit na palugit ng mga pagbabago sa mga ang mga pares ng kemikal base na bumubuo genes accumulating higit sa libo-libo sa milyon-milyong taon.
Upang masukat ang tulad ng maliit na pagbabago ay nangangailangan ng isang modelo ng organismo tulad ng lebadura simpleng Brewer na gumagawa ng isang maraming anak sa isang relatibong maikling panahon. Lebadura, Carroll argues, ay perpekto dahil ang kanilang mga reproductive na katangian paganahin ang pag-aaral ng genetic pagbabago sa ang pinakamalalim na antas at ang pinakamalaking resolution dahil maaaring gumawa ng mga mananaliksik at mabilis bilang isang malaking bilang ng mga organismo. Ang parehong mga trabaho sa mga lilipad ng prutas, isa ng biology ng pinaka-malakas na mga modelo, ay mangangailangan ng "isang football istadyum na puno ng lilipad" at mga taon ng karagdagang trabaho, nagpapaliwanag ng Carroll.
"Ang proseso ng pagiging mas mahusay na nangyayari sa maliit na hakbang. Kapag compounded sa paglipas ng panahon, ang mga napakaliit na pagbabago ng isang grupo ng mga organismo matagumpay at sila-kumpitensiya iba," ayon sa Carroll.
Ang bagong pag-aaral na kasangkot swapping ang iba't ibang mga rehiyon ng genome pampaalsa upang masuri ang kanilang mga epekto sa pagganap ng twin genes, pati na rin engineering sa gene mula sa ibang species ng lebadura na ay mananatili lamang ng isang solong kopya.
"Kami retraced ang mga hakbang ng ebolusyon," ang Wisconsin dalubbuhay nagpapaliwanag.
Trabaho ay nagpapakita sa mahusay na detalye kung paano ang minamana gene nagkamit kahusayan sa pamamagitan ng sipi at dibisyon ng paggawa.
"Sila ay naging mahusay na konektado sa trabaho na. Sila ay nagtatrabaho nagsangkot, ngunit sama-sama ang mga ito ay mas mahusay sa trabaho ang minamana gene ang gaganapin," Carroll sabi. "Natural selection ay nagsagawa ng isa gene na may dalawang function at sculpted isang pagpupulong na linya sa dalawang pinasadyang mga genes."
http://www.wisc.edu/