史上最大の進化科学の実験が、生命はどんなことがあっても前進していることを教えてくれる。

人生は、どんなに小さくても、あらゆる機会を捉えて前進し、永続するものです。そして、それが開発される環境がいかにアグレッシブであっても。科学者たちが何十年にもわたって行ってきた実験や自然界の観察から、多くの生物が環境に適応するための並外れた能力を有していることがわかる。この能力は、私たちがよく知っているメカニズム、すなわち突然変異に由来する。

大きく分けて、生物のゲノムを構成するヌクレオチドの配列が変化することを「突然変異」という。このエラーは、DNA分子の複製中に自然に発生することもあるが、例えば電離放射線など、分子を損傷する能力を持つ外部要因に分子がさらされることによっても発生しうるものである。

この説明は、突然変異が生物にとって有害であるかのように誘うが、現実には必ずしもそうではない。ある突然変異は取るに足らないものであり、他の突然変異は、それが発生した生物に有害なプロセスを引き起こすかもしれません。後者は通常、環境適応能力の向上という形で現れます。

生物の進化に突然変異が果たした役割は、長い間疑いの余地のないものであった。そしてもちろん、私たちが祖先から受け継いできた種としての進化を説明するものでもあります。しかし、その範囲を理解し、その奥深いメカニズムを理解し、大規模な集団への影響を発見するためには、さらなる研究が必要である。これらはまさに、これから紹介するLTEE（Long-term Experimental Evolution）実験の目的である。

LTEEはすでに74,500世代を超えました。

Richard Lenski ミシガン州立大学教授（微生物生態学）。1988年、彼は大腸菌（Escherichia coli）において、突然変異がゲノム変化に与える影響を分析するための実験を立ち上げることを思いついた。大腸菌は、例えば、消化プロセスに寄与するため、我々の胃腸管に存在する細菌である。

その目的は、新しい世代の細菌が生まれるときに突然変異がどのように発生するか、また、この小さな微生物にとって突然変異はどの程度進化的に有利なのかを調べることであった。大腸菌を選んだのは偶然ではありません。これらの細菌は毎日6、7世代を新たに作り出しているため、発生した遺伝子の変化とそれが環境に適応する能力に与える影響を分析するのに適しているのです。

レンスキーが実験を始めてから33年、彼が常に更新している12個のバクテリアのコロニーは、74,500世代を下回っていない。突然変異の発生頻度は非常に低く、1000個に1個程度の割合で突然変異が起こりますが、この実験には数十億個の細菌が関わっているので、この低さは問題ではありません。そして、この次元には結果がある。毎日約100万個の突然変異が起こっているのだ。

したがって、自然淘汰が支配したレンスキーの実験中の大腸菌の発生は、人類の150万年の進化にほぼ相当することになる。それは何でもないことです。このように、この科学者とその共同研究者は、この長寿の実験から貴重な情報を得ていることは想像に難くない。しかし、レンスキー自身が主張するように、彼らが到達した最も重要な結論は、「進化は決して止まらない」ということである。環境からの圧力がなくなってもダメ。そして、幸いなことに、私たちはその影響を受けないわけではありません。

表紙画像：Pixabay

詳細情報｜ミシガン州立大学