5-9* Экспериментальная эволюция у бактерий

Немало было опытов и на бактериях. В сущности, они велись по той же схеме - на непригодной для питания среде почти все клоны вымирают, зато оставшиеся быстро эволюируют. Ho, в отличие от опытов ботаников и зоологов, здесь проводился детальный генетический анализ.

слабым мутагеном. Такие результаты отмечены серьезным научным креационизмом (ЮШ, с. 43-47) как показывающие предел эволюционных возможностей процедуры отбора мутантов.

CHjOb рис 27. Пятиуглеродные спирты: ксилитол

Д Li (слева) и рибитол. Кружком обведен водо- CH Oui

j              род, отрываемый при первом шаге ассими-

С1_1 0|_|              ляции молекулы бактерией

I

CHOH Вскоре (1978 г.) появился обстоя- тельный обзор американского биохимика

CH2OH тай Тэ By (Т.Т. Wu), растившего бактерии на ксилитоле, где подведен итог «экспериментальной эволюции бактерий»: путем замены нуклеотидов можно достичь только замены одной-единственной аминокислоты в белке; таким способом можно слегка изменить активный центр фермента, но и только; более сложные изменения белка требуют других средств.

Разумеется, слова «могут объяснить» вовсе не означают, что так оно в природе и есть. Как раз аналогия с иммуногенезом (где происходит расплод избранных иммунной системой вариантов, но не сравнение выживаемостей) наводит на мысль, что у бактерий суть дела тоже не в отборе.

Например, главную роль в выживании популяции бактерий зачастую играет биоплёнка (тонкое скопление бактерий на какой-нибудь поверхности). Немногие особи плёнки (от одной на сто до одной на сто тысяч), выживающие не за счет полезной мутации, а за счет прекращения активности, тем самым переживают недолгую катастрофу без приспособления к новым условиям. (Это похоже на эффект группы у растений, п. 4-15.) Выживание биоплёнок - один из главных типов лекарственной устойчивости бактерий (Льюис К. Персистирующие клетки... // Биохимия, 2005, № 2).

Перемещение активного центра по белковой цепи в наше время привычно, поскольку хорошо известны механизмы перемещения фрагментов ДНК (транспозоны). Называть такое перемещение мутацией, дело вкуса, но надо понимать, что при этом полностью меняется смысл слова. В частности, нет пока никаких оснований называть перемещения случайными - кроме той традиции, которая полагает случайным всё, что еще не понято.

Идея замены источника пищи с целью наблюдения эволюции вытекает из принципа смены функций Дорна (п. 3-6). В итоге выяснено, на что способны мутации (с учетом принципа Дорна): если нет гипермутагенеза, то

для простейшего полезного изменения необходимы (это не означает, что достаточны) триллионы особей. Даже для бактерий такие числа многоваты, а для многоклеточных просто нереальны. Ни один вид крупных животных не имел триллиона особей за всю свою историю, а эволюируют они, как ни парадоксально, намного быстрее мелких (см. п. 9-1).

Эволюция явно требует направленных изменений, и они вскоре были найдены. В 1984 году было описано появление у бактерии нового фермента, разлагающего нейлон, т.е. вещество, отсутствующее в природе. Фермент образовался не путем серии мутаций, а скачком: в фермент- предшественник добавлена вставка и обрезаны концы (Ohno S. // PNAS, 1984, vol. 81, р. 2421, цит. по [Зусмановский]).