Les scientifiques de Monash impliqués dans l'une des plus longues expériences d'évolution au monde ont démystifié une théorie établie avec une étude qui fournit une vue « haute résolution » des détails moléculaires de l'adaptation.

Bon nombre des défis auxquels le monde est confronté aujourd'hui sont le résultat de processus évolutifs.

"Le cancer est un groupe de cellules en évolution dans votre corps, la résistance aux antibiotiques est le résultat de l'adaptation des bactéries à l'utilisation des antibiotiques, et le changement climatique oblige des écosystèmes entiers à s'adapter ou à mourir, " a déclaré le co-auteur principal de l'étude, le Dr Mike McDonald, de la Monash School of Biological Sciences.

"Un objectif majeur de la biologie évolutive moderne est de pouvoir prédire ou anticiper les changements évolutifs, " il a dit.

« Notre étude, Publié dans La nature , fournit une vue à haute résolution des détails moléculaires de l'adaptation sur des échelles de temps évolutives substantielles.

« Les informations que nous fournissons sur le taux, répétabilité, et la base moléculaire de l'adaptation contribueront à une meilleure compréhension de ces processus et défis évolutifs."

Docteur McDonald, un récent ARC Future Fellow, se spécialise dans la génétique de l'adaptation. Pour explorer ce domaine, le laboratoire du Dr McDonald propage des populations de levures et d'autres microbes tels que E. coli depuis des milliers de générations dans divers environnements de laboratoire.

Le Dr McDonald a participé à « l'expérience d'évolution à long terme d'E.coli » – une étude d'évolution expérimentale en cours qui en est à sa 30e année et dirigée par Richard Lenksi. Cette étude a suivi les changements génétiques dans 12 populations d'E. coli initialement identiques.

"L'étude Lenski est la plus longue expérience d'évolution microbienne avec plus de 67, 000 générations d'E.coli, ce qui équivaut à plus d'un million d'années d'évolution humaine, " a déclaré le Dr McDonald.

"Dans notre étude, nous avons constaté que même si les populations d'E. coli dans notre expérience évoluent dans un environnement très simple depuis longtemps, ils s'adaptent encore à leur environnement.

"En d'autres termes, l'ajustement s'améliore.

"Mais la théorie établie nous dit que l'adaptation devrait s'être arrêtée maintenant puisqu'il devrait y avoir un" pic de forme physique "" que l'E.coli devrait avoir atteint maintenant - et notre travail montre que ce n'est pas le cas."

Selon le Dr McDonald, une explication est qu'à mesure qu'E. coli évolue, ils changent l'environnement dans lequel ils grandissent. Ce changement dans l'environnement entraîne alors une évolution ultérieure, pour que les populations ne cessent de s'adapter.

Dans son étude, les chercheurs ont entrepris le séquençage du génome qui leur a permis de suivre plus de 33, 000 mutations pour 61, 000 générations d'évolution, en leur fournissant la résolution dont ils avaient besoin.

« Cela nous a également donné une vue complète de la répétabilité de l'adaptation, et comment les effets aléatoires peuvent affecter les résultats de l'évolution, " a déclaré le Dr McDonald.