Исследование показывает: выживают не только сильнейшие

Новое исследование, опубликованное в Nature, ставит под сомнение дарвиновскую идею о том, что выживают только сильнейшие.

Совместная работа учёных из Университетов Эксетера и Бата (Великобритания) и Университета Сан-Диего (США) бросает вызов современному пониманию эволюции, показывая, что биоразнообразие может возникать там, где ранее это считалось невозможным.

Эта работа предлагает новый подход к изучению эволюции, который в перспективе может привести к лучшему пониманию разнообразия бактерий, вызывающих болезни человека.

Согласно общепринятому мнению, для любой экологической ниши должен существовать «лучший» вид — наиболее приспособленный, который в итоге начнёт доминировать и вытеснит всех остальных. Это принцип выживания сильнейших. Экологи часто называют эту идею «принципом конкурентного исключения», и он предсказывает, что для поддержания сложных и разнообразных популяций необходимы сложные среды.

Профессор Роберт Бэрдмор из Университета Эксетера пояснил: «Микробиологи проверяли этот принцип, создавая в лаборатории очень простые среды и наблюдая, что происходит после сотен поколений бактериальной эволюции (примерно 3000 лет в пересчёте на человека). Считалось, что останется только геном самых приспособленных бактерий, но это оказалось не так. Эксперименты породили множество неожиданного генетического разнообразия».

Это «пробирочное» биоразнообразие вызвало споры, когда его впервые наблюдали, и его пытались объяснить тем, что для появления явного победителя прошло недостаточно времени.

Новое исследование показывает, что те эксперименты не были аномалией.

Профессор Лоренс Херст из Университета Бата сказал: «Ключ к новому пониманию — осознание того, что количество энергии, которое организмы извлекают из пищи, зависит от количества доступной пищи. При обилии пищи они используют её неэффективно. Если совместить это с идеей, что на организмы с разными стратегиями использования пищи генетические мутации также влияют по-разному, то мы откроем новый принцип, в котором и приспособленные, и неприспособленные могут сосуществовать неограниченно долго».

Доктор Ивана Гудель из Университета Эксетера добавила: «Приспособленные хорошо используют пищу, но не устойчивы к мутациям, тогда как менее эффективные, неприспособленные потребители сохраняются благодаря своей устойчивости к мутациям. Если скорость мутаций низкая, работает правило выживания сильнейших, но если нет — может поддерживаться большое разнообразие. Что особенно приятно, численные значения, необходимые для работы этого принципа, согласуются с теми загадочными экспериментами на бактериях. Их скорость мутаций, по-видимому, достаточно высока, чтобы поддерживать и приспособленных, и неприспособленных».

Доктор Дэвид Липсон из Университета Сан-Диего подытожил: «Предыдущие работы показали, что противоположные стратегии использования пищи могут сосуществовать в сложных средах, но это первое объяснение того, как компромиссы (например, между скоростью роста и эффективностью, которые мы изучали) могут приводить к стабильному разнообразию в самой простой из возможных сред».