Beeinflusst die natürliche Selektion die Fähigkeit eines Organismus, sich zu entwickeln?
Wo immer wir in die natürliche Welt schauen, finden wir Hinweise auf natürliche Auslese. Wissenschaftler wissen, dass die natürliche Selektion bestimmt, wie sich Tiere und Pflanzen entwickeln und anpassen. Aber beeinflusst die natürliche Selektion die Entwicklungsfähigkeit eines Organismus? Und wenn ja, in welchem Umfang?
Neue Forschungsergebnisse, die in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurden, deuten auf unerwartete Antworten auf diese Frage hin. Eine Gruppe von Forschern unter der Leitung von Andreas Wagner von der Universität Zürich setzte Populationen des gelb fluoreszierenden Proteins mariner Wirbelloser verschiedenen Arten von Selektionsdrücken aus - schwach und stark -, um herauszufinden, welche für die Steigerung der Evolution wirksamer sind.
Das ultimative Ziel der experimentellen Evolution war es, Proteinpopulationen zu zwingen, sich von gelber zu grüner Fluoreszenz zu entwickeln. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die streng ausgewählte Gruppe den Wettlauf um die grüne Evolution gewann, weil diese Populationen Mutationen erfahren hatten, die sie widerstandsfähiger und daher entwicklungsfähiger machten.
„Nach unserem Kenntnisstand ist dies der erste experimentelle Beweis dafür, dass die Selektion die Anpassungsfähigkeit im darwinistischen Sinne steuern und die Entwicklung fördern kann“, sagt Andreas Wagner. „Es gibt immer noch Menschen, die an der Realität der Evolution zweifeln. Wir betrachten aber nicht nur Fossilien mit historischen Aufzeichnungen. Wir sehen die Evolution im Labor. "
Da auf dem Gebiet der Evolutionsbiologie allgemein angenommen wird, dass eine schwache Selektion die Entwicklungsfähigkeit eines Organismus begünstigt, sei die Entdeckung der Gruppe, dass eine starke Selektion zu mehr Belastbarkeit führt - eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg der Evolution -, überraschend, fügt er hinzu.
Die Forscher stellten fest, dass sich aufgrund der starken Selektion Mutationen in Proteinen ansammelten, die ihre Resistenz stärker erhöhten.
„Diese Entdeckung hat mich wirklich überrascht, denn sie hat gezeigt, dass die Auswahl nach Eignung nicht im Widerspruch zur Auswahl nach Nachhaltigkeit steht, was im Gegensatz zu früheren Arbeiten steht“, sagen die Wissenschaftler.
Während die meisten Mutationen, auf die Proteine stoßen, ihre Stabilität oder Fähigkeit zur ordnungsgemäßen Faltung stören, mildern resistenzerhöhende Mutationen solche schädlichen Effekte tatsächlich. Zuverlässige Proteine funktionieren eher und entwickeln so neue Eigenschaften.
Wissenschaftler hoffen, dass diese Studie dazu beitragen wird, eine langjährige Debatte darüber zu lösen, ob sich die Entwicklungsfähigkeit eines Organismus selbst entwickeln kann.
„Einige Leute dachten, dass die natürliche Selektion für die Evolution nicht sehr direkt sein sollte - sie sollte durch die Selektion für die Fitness aufgehoben werden“, sagt Andreas Wagner. „Aber jetzt haben wir eine Situation, in der beide Hand in Hand gehen. Mit anderen Worten, es besteht keine Notwendigkeit für diesen Streit. "