Il y a des expériences qui semblent conçues pour devenir des classiques. Entre eux - et pour mettre seulement des exemples de la biochimie - ils sont l'expérience mythique de Miller pour former les “briques de la vie” en utilisant les conditions possibles de la terre antique ou de l'expérience de Meselson-Stahn pour démontrer comment double le DNA. Celui que je veux commenter ensuite ressort tant par sa beauté et simplicité comme par la patience nécessaire, pour le porter, je finis, pas en vain l'expérience a requis de plus de 20 ans de travail quotidien : et voilà qu'il n'a pas encore fini probablement! Je vous invite à le découvrir.
Richard Lenski a conçu en 1988 une expérience très simple mais qui requérait une méticulosité incroyable. Il consistait à inoculer un cep bactérien dans 12 différents flacons, en créant 12 nouveaux lignages, à les laisser grandir dans le bouillon de culture tout un jour et diluer après une fraction dans un nouveau bouillon de culture. Ce schéma de travail permet aux bactéries de grandir dans une culture avec les nutriments nécessaires quelque chose étant divisé jusqu'à ce qu'ils épuisent le nutriment limitante (dans ce cas la glucose), un moment dans celui que la croissance pour, celui qui arrive avant que ne passe le jour, après 6 ou 7 divisions ou générations. Au jour suivant, après avoir dilué un échantillon ou inóculo dans le flacon suivant avec un nouveau bouillon de culture le cycle est repris (ici tu peux voir le schéma complet, [DANS]). Ainsi pendant plus de 20 ans : environ 40.000 générations (365 jours x 6 générations quotidiennes x 20 ans).
Quoi est-ce que Lenski espérait observer ? En principe toutes les bactéries sont égales à ce que chaque bactérie individuelle va avoir le même nombre de descendants qui seront distribués dans la même proportion que les descendants du reste de bactéries dans le flacon suivant. Maintenant imaginons qu'une bactérie meute après lui avoir produit une erreur après avoir répliqué son DNA, est quelque chose qui arrive au hasard et n'est pas déterminé (Et xperimento de Luria-Delbrück). Le changement peut être neutre (il n'affecte pas à rien d'éminent pour son cycle vital), être refus ou être positif. Si elle est négative les descendants de cette bactérie se trouveront nuis dans la compétition par l'aliment et auront moins de descendants et c'est pourquoi moins une proportion passera au flacon suivant. Si est positif juste le contraire. Lenski espérait voir la survie des mieux adaptés : des bactéries beaucoup plus effectives que ses aïeux dans le profit des nutriments.
Bien qu'il y ait beaucoup de résultats intéressants dans cette expérience, peut souligner l'un par sa beauté. Bien que les 12 lignages trouvassent des solutions similaires dans les uns peu des milliers de générations pour profiter de la glucose du milieu de forme limitante un peu très curieux une génération a passé avec l'un de 12 lignages passée 30,000 : dans les flacons inoculés avec ce lignage beaucoup de plus de bactéries se trouvaient au jour suivant : Comment était-il possible avec peu de glucose qu'ils avaient ?. Et pourquoi seulement dans l'un de 12 lignages ?
Les 12 lignages après 30,000 générations, le troisième par la gauche (A-3) il est le "supermutant", est beaucoup plus trouble pour contenir plus de bactéries (le Web de R. Lenski)
La solution de ce lianaje avait été d'utiliser l'un des nutriments du bouillon de culture qui n'est pas métabolisé normalement par ces bactéries, de cette façon les bactéries qui pouvaient l'assimiler comptaient avec presque le double d'aliment que celles qui ne pouvaient pas : un avantage incroyable qui a fait que tu es ils domineront complètement les flacons suivants. Cette nouvelle habileté est, en sauvant les distances, comme si nous pouvions digérer la cellulose des plantes et, comme vous pouvez observer dans le graphique inférieur, c'était une révolution pour la culture qu'il a permise à ce lignage de produire bien d'autres descendants par jour. Aucun des autres 11 lignages “des frères“ pourraient concourir avec le "supermutant" si nous les joignions après ces 30,000 générations séparés.
Une densité bactérienne à la fin de chaque cycle de croissance. On peut observer le grand saut qui se produit dans seulement certaines générations
Pourquoi non dans les autres flacons ? La probabilité que l'une base en particulier du génome bactérien mute est basse mais constante dès que si l'habileté est seulement gagnée par un changement spécifique il est très probable qu'il ne se répète pas dans des autres flacons même après seulement 40,000 générations (je crois qu'il y a 98.8 % de possibilités de ce qu'il n'arrive pas, si vous voulez les calculs je vous les passe). Cependant, des expériences parallèles indiquent que ce changement ne peut pas découler d'un seul changement mais ce lignage ”un supermutant” devrait avoir au moins un autre changement avant lequel nous observons. Observez la courbe supérieure : il y a seulement un saut c'est-à-dire le premier changement, qui a dû se produire avant le saut, n'a pas augmenté un peu le nombre de descendants quotidiens. C'est-à-dire ce changement ou bien ère utile pour un autre processus ou elle était neutre. Avec ce résultat le groupe de Lenski venaient d'observer directement une évidence très ferme de quelque chose qui a été attaqué par beaucoup d'antiévolutionnistes : l'acquisition de l'habileté ou des caractéristiques qui requièrent quelques changements, aucun d'eux utile si le même, mais avantageux quand ils arrivent simultanément. Dans un point précédent à la génération 33,000 ce lignage a hébergé un changement en changeant le destin du lignage en le laissant "lourd" pour qu'avec encore seulement un changement il pût profiter du nouveau nutriment. Il n'y a pas de volonté de par milieu, simplement des changements au hasard. Celui qui sait, peut-être ce lignage est "chargé" pour d'autres processus et seulement ayez besoin d'encore un pas pour donner une autre surprise : Il faudra jeter un coup d'oeil lui dans encore 20 années.
Des notes :
Le groupe de Lenski, avec sa patience et méticulosité ont apporté une épreuve très précieuse pour le dossier déjà plein de la Théorie de l'Évolution par sélection naturelle, une expérience parfaitement contrôlée dans celui que nous pouvons observer comment une habileté complexe est acquise à une longueur de beaucoup de générations grâce à des changements au hasard. Bien que je commençasse à penser au post avec le dernier article auquel a collaboré Lenski, je me suis décidé quand Earth avait lu The Greatest Show on, de R. Dawkins, où il le commente beaucoup mieux qu'un serveur. L'article original est :
Historical contingency and the evolution of à key innovation in an population of expérimental Escherichia coli. Blount ZD, Borland CZ, Lenski RE. Proc Natl Acad Sci Ou S A.10; 105 (23):7899-906. (2008)
Des liens relatifs :
- Une sélection naturelle et une évolution entre des cheminées (Tall&Cute)
- En voyant l'évolution (Le hérisson et le Renard)
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