La inanición por elementos esenciales determina el patrón de variación genética.
La evolución es bastante simple en el esquema; la variación biológica abundante permite que la selección natural elija la variante más adecuada que reproduce y supera a las otras variantes en una población.
Desde Darwin, hemos aprendido mucho sobre cómo la selección y el estado físico determinan los resultados evolutivos, pero mucho menos sobre la parte de variación de la evolución.
El descuido de la variación como determinante de la evolución fue común en el siglo XX, en gran parte porque la creencia común era que la variación genética a través de mutaciones era aleatoria y común, por lo que es poco probable que limite los resultados evolutivos.
En esta investigación, Maharjan y Ferenci descubrieron que la variación genética no es uniforme en diferentes ambientes y que los factores nutricionales proporcionan una fuerte influencia sobre la variación disponible para los organismos.
Para resolver la aleatoriedad de las mutaciones en diferentes entornos, M&F utilizó cultivos de una bacteria estrechamente controlados cuyo crecimiento estaba limitado por cada uno de los elementos esenciales más importantes para la vida es decir, hambre de carbono, oxígeno, nitrógeno, fósforo y hierro.de estos elementos era limitante en cada cultivo, los demás estaban en exceso. En los quimiostatos, los organismos crecieron al mismo ritmo, por lo que el nivel de estrés nutricional fue el mismo, aunque el nutriente limitante fuera diferente.
El análisis detallado de las mutaciones en estos entornos nutricionalmente distintos proporciona una perspectiva completamente nueva sobre la naturaleza de la mutación y la variación genética en la evolución. Incluso con la misma tasa de crecimiento es decir, niveles de condición física similares, algunas, pero no todas, limitaciones nutricionales significativamenteaumentar el número de mutaciones. Otros entornos no tienen mutaciones totales aumentadas, pero encontramos que las proporciones de 16 tipos diferentes de mutaciones son específicas del entorno.
Sorprendentemente, hubo diferencias de más de 100 veces en la disponibilidad de algunos tipos de mutación entre, por ejemplo, limitación de oxígeno y fósforo.
La inanición de fósforo y carbono indujo un aumento de cuatro a nueve veces en la tasa de mutación total por locus por generación, mientras que la inanición de nitrógeno, oxígeno y hierro no tuvo impacto en la tasa de mutación. Curiosamente, independientemente de las tasas de mutación totales, los espectros de mutación diferían sustancialmente en todas las tensiones. Por ejemplo, las mutaciones IS transposiciones de secuencia de inserción fueron más altas en la inanición de Fe y O en comparación con C y N, y más bajas bajo la limitación P. La limitación P también indujo una gran producción excesiva de BPSSustituciones de pares, principalmente debido a las transiciones GC? AT y las transversiones GC? TA. Por lo tanto, cada estrés produjo un conjunto único de mutaciones que estaban disponibles para la evolución posterior.
Las conclusiones son que la dinámica evolutiva puede estar determinada por la exposición a tensiones nutricionales específicas; ¡la nutrición determina mutaciones! Además, los organismos expuestos a una tensión nutricional específica repetida pueden acumular mutaciones distintas durante largos períodos, lo que podría resolver algunos patrones de arquitectura genómica previamente inexplicablesCon el tiempo, la disponibilidad de mutaciones en diferentes entornos es, por lo tanto, una característica fundamental de la evolución.
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Materiales proporcionados por Universidad de Sydney . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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