Естественный отбор играет ключевую роль в способности организма эволюционировать

Новое исследование, опубликованное 4 декабря в журнале Science, показывает, что естественный отбор напрямую влияет на саму способность организма к эволюции — его эволюционный потенциал (evolvability).

Эксперимент и ключевой результат

• Группа учёных под руководством Андреаса Вагнера (Университет Цюриха и Институт Санта-Фе) подвергла популяции жёлтого флуоресцентного белка из морского беспозвоночного разному давлению отбора — слабому и сильному.
• Целью эволюции было изменение белка с жёлтой на зелёную флуоресценцию.
• Популяции под сильным отбором эволюционировали быстрее, так как в них накопились мутации, повысившие их устойчивость (robustness) — ключевое свойство для эволюционного успеха.

Почему это важно и неожиданно?

• Прямое доказательство: Это первое экспериментальное подтверждение, что отбор может напрямую повышать эволюционный потенциал в дарвиновском смысле.
• Опровержение гипотезы: В эволюционной биологии широко предполагалось, что слабый отбор даёт преимущество для способности эволюционировать. Открытие, что сильный отбор ведёт к большей устойчивости, стало неожиданностью.
• Разрешение спора: Результаты показывают, что отбор на приспособленность (fitness) и отбор на устойчивость (robustness) не конфликтуют, а идут рука об руку. Это помогает разрешить давние споры о том, может ли эволюционировать сама способность к эволюции.

Комментарии авторов

• Андреас Вагнер: «Некоторые считали, что естественный отбор на эволюционный потенциал не может быть прямым... Но теперь у нас есть ситуация, где оба процесса идут рука об руку».
• Цзя Чжэн (первый автор): «Устойчивые белки имеют более высокий шанс функционировать и, следовательно, развивать новые признаки».