Evoluzione prevedibile

PhotonQ-ANTing Escherichia coli

PhotonQ-ANTing Escherichia coli (Photo credit: PhOtOnQuAnTiQuE)

L’evoluzione può essere sorprendentemente prevedibile: è quanto sostengono Matthew Herron, ricercatore dell’Università del Montana e Michael Doebeli dell’Università della Università della British Columbia. Sono state studiate le mutazioni del batterio Escherichia coli ed è stato osservato l’emergere di mutazioni simili, e a volte addirittura identiche, in popolazioni separate di batteri.

Nell’esperimento, gli studiosi hanno utilizzato tre diverse popolazioni di Escherichia coli, che inizialmente non avevano alcun tipo di “specializzazione” metabolica, lasciate insieme in un terreno di coltura a competere per due diverse fonti di carbonio: glucosio e acetato. Le cellule di Escherichia coli in genere preferiscono metabolizzare il glucosio e passare all’acetato solo quando esso si è esaurito nell’ambiente circostante.

Dopo circa 1200 generazioni i batteri si sono divisi in due popolazioni separate, ciascuna specializzata a nutrirsi solo di glucosio o solo di acetato. Questa specializzazione riflette il fatto che il passaggio da una fonte energetica all’altra avviene in modo rapido per alcune cellule, denominate FS (fast switcher) e molto più lungo per altre, indicate come SS (slow switcher).

L’ipotesi più probabile è che a determinare la diversificazione sia una particolare forma di selezione naturale, denominata selezione dipendente dalla frequenza. Secondo questa teoria, il grado di adattamento all’ambiente di un certo fenotipo è in funzione dell’abbondanza relativa dei diversi fenotipi alternativi presenti nella popolazione interessata. Se il fenotipo rappresenta un vantaggio si parla di selezione positiva, se viceversa è uno svantaggio la selezione è definita negativa.

Nel caso specifico, si tratterebbe di una selezione negativa: una maggiore densità di batteri che si nutrono di glucosio rende la disponibilità di questa risorsa sempre più scarsa e viceversa; specializzarsi sull’altro tipo di fonte energetica può quindi conferire un vantaggio.

tratto da Le Scienze 20/2/2013

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