A mutációk nem annyira semlegesek, mint gondoltuk
Az evolúció során folyamatosan lépnek fel mutációk, amelyek rögzülhetnek a populációban – vagyis egy idő után minden egyed hordozza az adott változást. Az 1960-as évek óta uralkodó neutralitás elmélet szerint azonban a „rossz” mutációk gyorsan eltűnnek, míg a hasznos mutációk rendkívül ritkák, ezért a populációban rögzülő mutációk nagyrészt semlegesek. A Michigani Egyetem új kutatása azonban kimutatta, hogy a hasznos mutációk meglepően gyakoriak. Sőt, a kimutatható rögzülések aránya jóval alacsonyabb annál, mint amit a nagy számú, előnyös mutáció indokolna.
Miért nem rögzülnek az előnyös mutációk?
A helyzet drámaian alakult, amikor a kutatók megállapították: az adott környezetben hasznos mutáció könnyen károssá válhat, ha a környezet változik – márpedig ez rendszeresen megtörténik. A kísérletek szerint ezért soha nem lehet teljesen alkalmazkodott egyetlen élőlény sem, a környezet ugyanis túl gyorsan változik a teljes adaptációhoz. Megemlíthető, hogy a folyamat végül „semlegesnek” tűnik – hiszen kevesen élik túl a változásokat –, de maga a mechanizmus minden, csak nem semleges.
Nincs tökéletesen alkalmazkodott faj
Az új elméletet Antagonisztikus pleiotrópia adaptív követése névvel illette Zhang professzor és csapata. Ennek az elméletnek fontos következménye, hogy sem az ember, sem más fajok nem lehetnek maradéktalanul alkalmazkodottak, mert a múltban egészen más környezetekhez igazodtak, mint a jelenlegiekhez. Ha ránézünk bármilyen természetes populációra, épp az határozza meg az alkalmazkodottság mértékét, hogy mikor változott meg utoljára jelentősen a környezetük. Tartós, végleges alkalmazkodásra azonban sosem lesz példa, mert erre egyszerűen nincs elég idő.
Kísérletek laboratóriumi élőlényekkel
A kutatók gombán és baktériumon, például élesztőn és E. coli-n vizsgálták a mutációk hatásait. Speciális eljárással tömegesen hoztak létre mutációkat egy-egy génben, majd több száz generáción keresztül figyelték, hogyan alakult a növekedési képesség a természetben elterjedt „vad típushoz” viszonyítva. Döntő jelentőségű eredmény, hogy a mutációk több mint 1 százaléka hasznos volt, ami nagyságrendekkel meghaladja a neutralitás elmélet által jósoltnál. A kutatók számára ebből világossá vált: abból indultak ki, hogy a környezet változatlan, pedig ez ritkán igaz.
Gyorsan változó környezetben még durvább lesz a kép
A laboratóriumban a kutatók két élesztőcsoportot vizsgáltak: az egyik 800 generáción át állandó, a másik 10-féle változó táptalajon fejlődött. A változó környezetben jóval kevesebb előnyös mutáció tudott rögzülni, mivel mire egy mutáció elérhette volna a populáció egészét, már jött is az új kihívás, amelyben a régi előny hátránnyá vált.
Mi jön ezután?
A kutatás ugyan egysejtű gombával és baktériummal készült, de a következmények sokkal általánosabbak lehetnek. A következő lépésben Zhangék már bonyolultabb, többsejtű élőlényeken szeretnék igazolni eredményeiket, és azt is vizsgálják, hogy miért tart olyan hosszú ideig a teljes alkalmazkodás – már ha egyáltalán megvalósulhat.
