Evolution of New Traits in Microbes

Mikroben entwickeln sich schnell aufgrund kurzer Generationszeiten und großer Populationsgrößen, was sie ideal macht, um Evolution im Labor zu studieren.

Die natürliche Selektion wirkt auf die vorhandenen Allelvarianten in der Population ein und macht Gruppen mit hilfreichen Varianten in wechselnden Umgebungen zahlreicher.

Beispielsweise nutzt Rhodobacter unter anaeroben Bedingungen Licht zur Photosynthese und verwendet dabei die Pigmente Bakteriiochlorophyll und Carotinoide.

Bei längerer Dunkelheit haben Rhodobacter-Pigmente wenig Nutzen und begünstigen pigmentarme Mutanten in der Population. Doch der Wildtyp dominiert, sobald das Licht zurückkehrt.

Ein weiteres Beispiel ist das laufende 'Long-Term Evolution Experiment'. Sie wurde 1988 mit 12 identischen Populationen von E. coli gegründet, die in einer glukosearmen Umgebung wachsen.

Seitdem hat dieses Experiment mehr als 80.000 Generationen verfolgt.

Im Laufe der Zeit erlitt eine E.-coli-Population eine seltene Mutation. Und es ermöglichte dieser Population, Citrat unter sauerstoffreichen Bedingungen zu metabolisieren.

Diese Mutation verschaffte Zugang zu einer neuen Nährstoffquelle und einen Wettbewerbsvorteil gegenüber ihren Vorfahren.