Эволюции не свойственно предвидение. Но организмы, которые характеризуются способностью к развитию, могут великолепно приспосабливаться к быстро изменяющимся условиях окружающей среды. В связи с этим возникает вопрос: действительно ли естественный отбор влияет на способность организмов и микроорганизмов к развитию?
На протяжении нескольких лет биологи пытались представить доказательства того, что естественный отбор влиял на способность к развитию (еvolvability). Новая статья исследователей University of Pennsylvania впервые представила неопровержимые факты положительного ответа на вышеупомянутый вопрос.
Главным автором исследований, результаты которого были опубликованы в журнале PLOS Pathogens, является Dustin Brisson, доцент School of Arts and Sciences’ Department of Biology. Соавторы исследований: Penn’s Christopher J. Graves, Vera I. D. Ros, Paul D. Sniegowski, и Brian Stevenson из University of Kentucky.
По словам Brisson, неопровержим тот факт, что популяции развиваются и что некоторые признаки склонны к большему развитию, нежели другие.
Некоторым видам вирусов, патогенных бактерий и прочих паразитов, чтобы выжить, необходимо постоянно адаптироваться и развиваться, дабы всегда на 1 шаг опережать иммунную систему их носителей. Но эти болезнетворные микроорганизмы не должны предвидеть, к каким из условий им простоит адаптироваться в будущем. Они должны видоизменятся в нечто, с чем иммунной системе никогда не приходилось сталкиваться прежде.
Brisson отмечает, что болезнетворные микроорганизмы подвержены значительному давлению со стороны иммунной системы, ведь если они не смогут адаптироваться, то погибнут.
Исследователи использовали этот факт для поиска доказательств того, что естественный отбор благоприятствует способности к развитию. Учёные сосредоточились на бактериях болезни Лайма Borrelia Burgdorferi.
Borrelia Burgdorferi характеризуется всего одним геном VlsE, который важен для длительного инфицирования носителя-млекопитающего.
В геноме бактерии Лайма гену VlsE предшествуют «кассеты», которые обычно не выражены или представлены отдельными блоками, но могут повторно объединятся с VlsE, для того, чтобы изменить белок и таким образом нанести новый удар по иммунной системе.
Хотя более ранние исследования предположили, что естественный отбор может «играть на руку» способности к развитию. Однако в эмпирических исследования трудно было исключить возможность, что способность к развитию возникает в качестве побочного явления
Используя 12 методов анализа молекулярной эволюции исследователи проанализировали 12 штаммов B. Burgdorferi для того, чтобы обнаружить признаки того, что естественный отбор способствовал разнообразию «кассет».
Исследования подтвердили, что чем более генетически разнообразны «кассеты», тем более генетически разнообразен VlsE. Обобщение результатов представляет прямые доказательства того, что способность к развитию – это основная цель естественного отбора.
