Учёные пересматривают теорию эволюции: полезные мутации встречаются чаще, но не закрепляются

Новое исследование Мичиганского университета ставит под сомнение классическую Нейтральную теорию молекулярной эволюции, согласно которой большинство генетических изменений, закрепляющихся в популяции, не приносят ни пользы, ни вреда.

Эволюция — это непрерывная гонка с постоянно меняющимся миром. Фото: Shutterstock

Учёные под руководством эволюционного биолога Цзяньчжи Чжана обнаружили, что полезные мутации возникают гораздо чаще, чем предполагает нейтральная теория. Однако они редко распространяются на всю популяцию. Причина этого — в постоянном изменении окружающей среды.

«Мы утверждаем, что результат был нейтральным, но процесс — нет. Наша модель предполагает, что природные популяции не идеально приспособлены к своей среде, потому что среда меняется очень быстро, и популяции всегда лишь пытаются её догнать», — пояснил профессор Чжан.

Исследователи назвали эту концепцию «Адаптивное отслеживание с антагонистическим плейотропным эффектом». Мутация, дающая преимущество в одних условиях, может стать вредной при их смене. Поскольку среда меняется часто, многие полезные изменения просто не успевают закрепиться.

Это открытие имеет широкие последствия, в том числе для понимания человеческой эволюции. Наши гены, сформированные в прошлых условиях, могут быть не оптимальны для современной среды.

В ходе работы учёные проанализировали данные экспериментов с дрожжами и кишечной палочкой. Оказалось, что более 1% мутаций были полезными, что противоречит нейтральной теории. Эксперимент с дрожжами, которые эволюционировали в меняющейся среде, показал, что даже полезные мутации редко закреплялись, так как условия успевали измениться раньше.

Исследование, поддержанное Национальными институтами здоровья США, опубликовано в журнале Nature Ecology and Evolution. Учёные отмечают, что для подтверждения теории у многоклеточных организмов, включая человека, необходимы дополнительные данные.