Эволюция в наглядной форме
Гарвардской медицинской школе, на мой взгляд, можно присудить первое место среди всех попыток визуализировать процесс эволюции. Обывателю очень сложно представить процессы и временные масштабы эволюции, что не удивительно. Мозг каждого из нас функционирует в среднем 70 лет, и мы с трудом можем представить процессы, продолжительность которых несоизмеримо превосходит отпущенный нам срок. Жизнь каждого из нас на фоне грандиозных по продолжительности метаморфозов биосферы – это мимолётная жизнь подёнки. Лучший способ понять механизмы эволюции – это обратить свой взор на организмы, продолжительность жизни которых несоизмеримо мала по сравнению с нашей. В качестве такого организма сотрудники Гарвардской медицинской школы выбрали бактерию Escherichia coli, которая за полчаса успевает сделать то, что мы успеваем за 50 лет.
Исследователи провели свой занимательный эксперимент в огромной чашке Петри размером 1,2 x 06 метров, которую разделили на 9 зон. Каждая зона содержала питательную среду агар-агар + определённую дозу антибиотика. В двух крайних зонах, в которые изначально были помещены культуры бактерий, содержался только агар-агар без антибиотиков. Следующие зоны уже содержали антибиотики, более того, при движению к центру концентрация антибиотика увеличивалась: в 10, 100 и 1000 раз.
На видео чётко видно, что по началу бактерии полностью освоили зоны с питательной средой, не содержащей антибиотики. Зоны с содержанием антибиотиков по началу для Escherichia coli были не досягаемы. Любое проникновение через рубикон в следующую зону заканчивалось для микроорганизмов фатально. Это продолжалось до тех пор, пока в результате мутаций у некоторых бактерий не появлялась толерантность к антибиотикам, что давало им огромное преимущество – перед ними открывались нетронутые просторы питательной среды. Полезное приобретение быстро подхватывалось эволюционным отбором и происходил взрывной рост численности бактерий с полезным в новых условиях генотипом. Этот процесс всякий раз повторялся при освоении новых зон, содержащих более высокую концентрацию антибиотиков. В итоге бактериям оказалась “по зубам” и центральная зона, с 1000-кратной дозой антибиотика.
