Знание-сила

Знание-сила научно-популярный журнал

Вход Вход
iiene     
Он-лайн ТВ Знание - Сила РФ Проекты Фотогалереи Лекторий ЗС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горячая новость:
Покупайте журнал «ЗНАНИЕ-СИЛА» в киосках города
 

 





СВЕЖИЙ НОМЕР


Органические молекулы в космосе
 
 
 Самое интересное 
Самые яркие статьи за все годы существования журнала. Пока выложены только статьи 2007-2010 годов, но мы работаем над продолжением этого.
Клинические испытания эволюции

Борис Жуков

В прошлом номере мы рассказывали об удивительном эксперименте, сделавшем возможным прямое наблюдение эволюционного процесса. Но, строго говоря, проводящие его ученые имеют дело все-таки не с естественной эволюцией, а с ее лабораторной моделью. Конечно, их подопытные бактерии растут сами по себе, и их успехи и неудачи оценивает не человек, а естественный отбор. Однако все это происходит в искусственной среде, где нет ни врагов, ни конкурентов, питание поступает регулярно и столь же регулярно удаляются продукты обмена. Если даже в этих тепличных условиях бактерии быстро эволюционируют, как же стремительно они должны меняться в менее стабильной и более агрессивной среде? 

Ответ на этот вопрос нашли датские биологи и медики. Их невольными помощниками стали пациенты одной из копенгагенских клиник, страдающие муковисцидозом – тяжелой генетической болезнью, приводящей к загущению и застою слизи в дыхательных и пищеварительных путях. Вылечиться от нее невозможно, но можно жить с ней многие годы, если регулярно проходить специальное лечение. Причем лечить таких больных приходится не только от основной болезни, но и от всегда сопутствующих ей хронических кишечных и легочных инфекций. Во время лечения у больных, разумеется, берут на анализ мазки с пораженных слизистых. Из них выделяют чистые культуры бактерий, образцы которых затем хранятся в клинике многие годы. 

Вот этим своеобразным «микробным архивом» и воспользовались ученые. Штаммы бактерии Pseudomonas aeruginosa (один из распространенных возбудителей, поражающий дыхательные пути), взятые у конкретных больных на протяжении многих лет, позволяли непосредственно сравнивать предков и потомков. Самая длинная из этих «генеалогических линий» охватывала период с 1973-го по 2008 год – за это время в организме больного сменилось около 200 тысяч поколений бактерий. 

Как и следовало ожидать, бактерии эволюционировали. Однако динамика их эволюции оказалась совсем иной, нежели у лабораторных моделей. Выяснилось, что все основные адаптации, отличающие самый успешный штамм от его вымерших родичей, произошли в первые шесть лет (1973 – 1979). У двух пациентов, зараженных одним штаммом, была обнаружена параллельная эволюция возбудителей: изменения произошли в одних и тех же трех генах, но замененными в них оказались разные нуклеотиды, хотя эти замены давали сходный внешний эффект. 

На оставшиеся же 29 лет эволюция почти замерла: движущий отбор сменился стабилизирующим, накапливались в основном нейтральные замены нуклеотидов, не отражающиеся в структуре белков. Хотя все это время пациентов, в чьих бронхах и трахеях жили бактерии, лечили антибиотиками, регулярно меняя препараты, генетическое разнообразие микробов увеличивалось крайне медленно. Не было и разделения штамма-победителя на дочерние штаммы и линии с дальнейшей конкуренцией между ними – что постоянно происходит в экспериментах с «эволюцией в пробирке». 

Здесь уместно вспомнить, что именно такую динамику постулирует так называемая «эпигенетическая теория эволюции» – ЭТЭ (подробнее см. «Эволюционная ситуация» – «З-С», 11/09). Разница между лабораторной пробиркой и дыхательными путями хронического больного заключается в том, что во втором случае бактериям приходится эволюционировать в экосистеме – сообществе микроорганизмов, связанных определенными взаимоотношениями. Быстрая эволюция соответствует периоду складывания такого сообщества, после чего происходит его стабилизация. Разделение штаммов-победителей на дочерние линии прекращается, поскольку для новых штаммов уже нет свободных экологических ниш. 

К сожалению, авторы исследования, судя по всему, незнакомы с ЭТЭ. Но тем убедительнее совпадение полученных ими результатов с ее предсказаниями.

ЗС 09/2011

Номера журнала

 

Читать номера on-line

 

вернуться


Карта сайта | Контактная информация | Условия перепечатки | Условия размещения рекламы

«Сайт журнала «Знание-сила»» Свидетельство о регистрации электронного СМИ ЭЛ №ФС77-38764 от 29.01.2010 г. выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор)
© АНО «Редакция журнала «Знание-сила» 2012 год

По техническим вопросам функционирования сайта обращайтесь к администратору

При поддержке медицинского портала ОкейДок


Rambler's Top100
av-source