روند تکامل باکتری‌ها در پژوهشی 30 ساله

محققان دانشگاه "موناش" استرالیا در آزمایشی بلندمدت روند تکامل و تغییرات بیش از 67 هزار نسل از باکتری‌ها را طی مدت 30 سال زیر نظر گرفتند. این میزان معادل بررسی یک میلیون سال روند تکامل انسان است.

کد خبر: ۱۸۰۸۹۱

تاریخ: ۰۳ آبان ۱۳۹۶ - ۰۹:۱۰

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از گیزمگ، سی سال پیش، طولانی‌ترین آزمایش تکامل در حال اجرا در جهان، زمانی آغاز شد که دانشمندی به نام "ریچارد لنسکی" 12 فلاسک یکسان را با باکتری E. coli پر کرد.

پس از آن هر روز یک نفر در آزمایشگاه یک نمونه از هر فلاسک را به یک فلاسک جدید منتقل و هر 75 روز یک نمونه یخ زده مانند یک کپسول زمان تکاملی عمل می‌کرد.

پس از سه دهه، آزمایش بیش از 67 هزار نسل از E.coli بررسی شد که محققان خاطرنشان می‌کنند معادل بیش از یک میلیون سال بررسی تکامل انسان است.

دکتر "مایک مک‌دونالد"، پژوهشگر ارشد این مطالعه می‌گوید: مطالعه ما که در مجله معتبر Nature منتشر شده است، دیدگاه روشن و قابل توجهی را در مورد جزئیات مولکولی سازگاری در زمانبندی‌های تکاملی ارائه می‌دهد.

وی افزود: بینش‌های به وجود آمده که ما در میزان، تکرارپذیری و سازگاری با مبنای مولکولی ارائه می‌دهیم، به درک بهتر این فرآیندها و چالش‌های تکاملی کمک می‌کند.

یکی از دلگرم کننده‌ترین نتایج این آزمایش، مشاهده این نکته است که به نظر می‌رسد باکتری‌ها علیرغم محیط راکد، بدون تغییر و ساده، به طور مداوم در حال رشد هستند.

دکتر "مک‌دونالد" می‌گوید: در مطالعه دریافتیم که حتی با وجود اینکه جمعیت E.Coli در آزمایش ما در یک محیط بسیار ساده برای مدت طولانی در حال رشد هستند، هنوز با محیط خود سازگار هستند. اما نظریه می‌گوید که سازگاری باید تا کنون متوقف شده باشد، زیرا باید یک حداکثر سازگاری وجود داشته باشد که E.coli باید تا به حال به آن رسیده باشد و کار ما نشان می‌دهد که این درست نیست.

محققان فرضیه سازی می‌کنند که باکتری E.coli که به طور مداوم در حال تغییر است، به طور پویا محیطی را که در آن در حال رشد است، تغییر می‌دهد. این نتیجه نوعی از چرخه بازخورد است که در آن باکتری‌ها رشد و تغییر محیط خود را، زمینه‌ساز مرحله دیگری از تکامل می‌کنند. بنابراین، علیرغم یک محیط ثابت، رشد باکتری‌ها هرگز نباید متوقف شود.

در نتیجه این تحقیق و طی تمام این 30 سال همه 12 محیط کشت باکتریایی بهبود یافت. همه آنها سریعتر رشد می‌کنند و سلول‌های بزرگتری نسبت به ابتدای آزمایش دارند، اما هر محیط کشت، مسیر منحصر به فرد خود را برای سازگاری بهتر توسعه می‌دهد.

شاید جدیدترین تغییرات تکاملی در یکی از محیط‌های کشت، در حدود 20 هزارمین نسل رخ داده است. این محیط کشت توانایی خوردن سیترات همراه با گلوکز را داشت. این یک ویژگی است که تا کنون در باکتری E.coli دیده نشده بود.

"مک‌دونالد" این آزمایش بلند مدت را به عنوان یک درک حیاتی در مورد چگونگی پیش‌بینی بهتر تغییرات تطبیقی از فرایندهای تکاملی، یک تحول می‌بیند.

وی می‌گوید: سرطان یک گروه تکامل یافته از سلول‌های بدن شما است. مقاومت آنتی بیوتیکی نتیجه آن است که باکتری‌ها به استفاده از آنتی بیوتیک‌ها سازگاری پیدا کرده‌اند.

هیچ برنامه‌ای برای پایان دادن به آزمایش E. coli در آینده نزدیک وجود ندارد. دانشمندان همچنان هر روز نمونه‌ها را به فلاسک‌های جدید منتقل می‌کنند و تکامل مداوم باکتری‌های لنسکی را مشاهده می‌کنند.

آخرین تحقیق این تیم تحقیقاتی در مجله Nature منتشر شده است.