Sebuah studi baru oleh para peneliti di Max Planck Institute for Evolutionary Biology memberi cahaya baru pada salah satu konsep yang paling diperdebatkan dalam biologi: evolvability. Pekerjaan ini memberikan bukti eksperimental pertama yang menunjukkan bagaimana seleksi alam dapat membentuk sistem genetik untuk meningkatkan kapasitas di masa depan untuk evolusi, menantang perspektif tradisional pada proses evolusi.
Kemampuan organisme untuk menghasilkan variasi genetik adaptif sangat penting untuk keberhasilan evolusioner, terutama dalam lingkungan yang berubah. Studi ini menyelidiki apakah seleksi alam beroperasi tidak hanya sebagai proses “buta” yang didorong oleh mutasi acak tetapi dapat secara aktif mendukung mekanisme yang menyalurkan mutasi menuju hasil adaptif.
Para peneliti melakukan percobaan tiga tahun dengan populasi mikroba eksperimental. Populasi ini mengalami rezim seleksi yang intens yang membutuhkan transisi berulang antara dua negara fenotipik dalam kondisi lingkungan yang berfluktuasi. Silsilah yang tidak dapat mengembangkan fenotip yang diperlukan dihilangkan dan digantikan oleh yang sukses, menciptakan kondisi untuk seleksi untuk mengasah sifat -sifat adaptif pada tingkat garis keturunan.
Evolusi lokus yang sangat dapat dihaluskan memberikan pandangan jauh ke depan
Melalui analisis lebih dari 500 mutasi, penelitian ini mengungkap kemunculan mekanisme genetik yang dilokalkan dalam garis keturunan mikroba tertentu. Lokus yang dapat di-mutable ini, yang muncul melalui proses evolusi multi-langkah, menunjukkan laju mutasi hingga 10.000 kali lebih tinggi dari pada garis keturunan asli. Ini memungkinkan transisi cepat dan reversibel antara keadaan fenotipik melalui mekanisme genetik yang mirip dengan lokus kontingensi pada bakteri patogen.
-Keklamasi sering meletakkan jalan menuju pemahaman baru, menghilangkan misteri melalui penjelasan detail mekanistik,- kata Paul Rainey, penulis senior penelitian ini. -Temuan kami menunjukkan bahwa seleksi pada tingkat garis keturunan dapat mendorong evolusi sifat-sifat yang meningkatkan potensi evolusi, menawarkan pandangan yang menarik tentang bagaimana evolusi dapat memperoleh apa yang tampaknya-foresight -.- Michael Barnett, Penulis Pertama Studi, ditambahkan: -Dia menunjukkan evolusi lokus yang sangat dapat diubah, kami menunjukkan bahwa adaptasi bukan hanya tentang bertahan hidup di masa sekarang tetapi juga tentang memperbaiki kemampuan untuk beradaptasi di masa depan .-
Hasilnya menantang pandangan lama bahwa evolusi beroperasi tanpa pandangan jauh ke depan. Sebaliknya, mereka mengungkapkan bagaimana seleksi alam dapat menanamkan sejarah evolusi menjadi arsitektur genetik, memungkinkan organisme untuk “mengantisipasi” perubahan lingkungan dan mempercepat adaptasi mereka. Penelitian ini tidak hanya memberikan wawasan kritis tentang evolusi patogen mikroba tetapi juga memiliki implikasi untuk memahami mekanisme adaptasi dalam sistem yang kompleks.
