ZIUA DARWIN. Evolutia a murit! Ba nu, evolutia este in actiune!

In urma cu 21 de ani, cercetatorul american Richard Lenski, profesor al Universitatii de Stat din Michigan, a demarat un experiement de laborator, menit sa arunce lumina asupra legilor evolutiei si adaptarii organismelor. Lenski s-a folosit de un singur microorganism, Escherichia coli, prezent in mod obisnuit in intestinul uman, pentru a stabili 12 culturi identice de bacterii, fiecare incapsulata in eprubeta proprie. De la primii pasi ai experimentului si pana in prezent, bacteriile au evoluat, fiind observate indeaproape de cercetator si de colegii sai. Una dintre cele 12 culturi de bacterii urmarite de Lenski a evoluat intr-atat incat a dezvoltat un nou mod de viata, unul atat de eficient, incat efectivul populatiei sale a crescut exploziv, tulburand mediul de cultura lichid in care se afla. Lenski se intreaba chiar daca aceste bacterii ar mai trebui considerate simple E. coli.

Experimentul demonstreaza in ce masura a evoluat biologia evolutionista din vremea lui Charles Darwin si pana astazi. Darwin nu a derulat niciodata experimente pentru a putea observa evolutia in actiune. El credea ca acesta este un proces mult prea lent, ce nu poate fi perceput de oameni, bazandu-si teoriile exclusiv pe vizibilitatea efectelor pe care evolutia le-a indus speciilor in miliarde de ani. In experimentul sau, Richard Lenski a ales sa studieze E. coli, deoarce este vorba despre cel mai bine cunoscut microorganism si pentru ca prezinta avantajul unei dezvoltari rapide, pe baza unei diete cu glucide. In loc sa-si provoace microbii cu variatii de temperatura, asa cum o facea, cu mai bine de un secol in urma, reverendul William Dallinger – un contemporan al lui Darwin -, Lenski a decis sa-i supuna pe acestia unui ciclu de hranire si infometare. Dupa mai multi ani de experiment, 100.000 de mostre pastrate in incubatoare si 45.000 de generatii de E. coli, echipa lui Lenski a putut observa mutatii genetice evidente in cazul urmasilor celor 12 linii initiale, tratati in conditii diferite de cele ale « stramosilor»  lor. Bacteria a evoluat, prin faptul ca noile generatii au crescut cu aproape 75% mai repede decat la inceputul experimentului si, inca inexplicabil pentru cercetatori, s-au dezvoltat pana la de doua ori mai mult decat membrii primordiali.

• Încă un pas spre un viitor sustenabil: cercetătorii lucrează la bateriile din coji de semințe de…
• Ce este sindromul capului care explodează? Este mai comun decât crezi!

Profesorul Lenski si miraculosul sau microorganism

In plus, s-a intamplat ceva si mai surprinzator decat aceste reactii, poate predictibile. Intr-una dintre eprubete, bacteriile E. coli s-au comportat asa cum nu era normal s-o faca astfel de microorganisme: efectivul populatiei lor a explodat subit. Amestecul lichid (mediul de cultura) in care Lenski introduce bacteriile este realizat dupa o reteta standard, stabilita cu mai multe decenii in urma, pentru a le permite bacteriilor sa supravietuiasca in conditii de laborator. E coli au nevoie de mici cantitati de fier pentru a trai, insa nu pot asimila atomi liberi din acest element. Lichidul este astfel tratat cu o molecula, denumita citrat (compusul care face lamaile acide), care formeaza cu fierul legaturi chimice, datorita carora E. coli poate absorbi fier. Totusi, citratul nu este asimilat de microb. In mod normal. Pentru ca Lenski a descoperit ca bacteriile absorbeau acum si citratul, consumandu-l. “Mancatorii de citrat” n-au mai trebuit sa sufere de foame atunci cand rezerva de glucoza li se epuiza, consumand in schimb noua hrana. Prima generatie cu aceasta abilitate a aparut undeva, intre generatia 31.000 si generatia 31.500. Pe parcursul urmatoarelor 2.000 de generatii, bacteriile au acumulat noi mutatii care le-au largit abilitatea de a exploata citratul, conducand la o crestere exploziva a populatiei lor.

Acum, Lenski si colegii sai studiaza cu atentie genomul bacteriilor consumatoare de citrat pentru a intelege mai bine diferentele de ADN dintre acestea si bacteriile originale, precum si ce anume le-a convertit la tolerarea unei astfel de diete. Dintre toate cele 12 linii de bacterii, numai urmasii uneia singure au prezentat aceasta capacitate, ceilalti microbi nereusind sa se adapteze in aceeasi maniera.