Thí nghiệm E.coli và khả năng tiến hoá

Sinh vật nhân sơ có thể tiến hoá nhanh để đáp ứng với thay đổi của môi trường hay không?

Thí nghiệm đánh giá khả năng thích nghi của quần thể E.coli được thực hiện bởi ai?

Trong suốt quá trình thí nghiệm, môi trường sinh trưởng có chứa ít nguyên liệu nào?

Giá trị thích nghi của các quần thể E.coli là gì?

Khớp các giai đoạn với giá trị thích nghi trung bình của quần thể E.coli:

Sau bao nhiêu thế hệ, tốc độ sinh trưởng của các quần thể tăng nhanh nhất?

Kết quả của thí nghiệm cho thấy điều gì về khả năng của các quần thể E.coli?

Gene nào có thể bị thay đổi do các quần thể thí nghiệm đã tiến hóa trong môi trường có nồng độ glucose thấp?

Thí nghiệm về khả năng thích nghi của E. coli

Nghiên cứu do Vaughn Cooper và Richard Lenski tại Trường Đại học bang Michigan thực hiện.
Mục tiêu: Đánh giá khả năng thích nghi của các quần thể E. coli trong môi trường mới.
Thí nghiệm gồm 12 quần thể, mỗi quần thể xuất phát từ 1 tế bào của chủng E. coli vô tính.
Theo dõi các quần thể qua 20.000 thế hệ, tương đương 3.000 ngày.
Cấy truyền hàng ngày: 0,1 ml từ mỗi quần thể được chuyển sang ống mới chứa 9,9 ml môi trường sinh trưởng.

Điều kiện môi trường

Môi trường sinh trưởng chứa ít glucose và các nguyên liệu thiết yếu khác.
Quá trình cấy truyền diễn ra liên tục nhằm duy trì nguồn cung cấp nguyên liệu và cạnh tranh với tổ tiên chung.

Kết quả nghiên cứu

Giá trị thích nghi đo bằng tốc độ sinh trưởng của mỗi quần thể.
Tăng tốc độ sinh trưởng nhanh trong 5.000 thế hệ đầu tiên (2 năm), sau đó chậm lại trong 15.000 thế hệ tiếp theo.
Đồ thị ghi lại sự gần gũi tương đối với tổ tiên:
- Thế hệ 0: 1
- Thế hệ 5.000: 1,5
- Thế hệ 10.000: 1,6
- Thế hệ 15.000: 1,7
- Thế hệ 20.000: 1,75

Kết luận

Các quần thể E. coli tích lũy các đột biến có lợi liên tục qua 20.000 thế hệ.
Khả năng thích nghi với môi trường mới được tiến hoá nhanh chóng.

Gợi ý về chức năng gene

Gene có thể điều tiết khả năng sử dụng nguồn năng lượng, ức chế cơ chế tiêu thụ glucose.
Gene liên quan đến sự phát triển và sinh trưởng trong điều kiện thiếu hụt nguyên liệu.
Gene tham gia vào việc ứng phó với áp lực môi trường, như kháng stress.

Khám phá khả năng tiến hoá của vi khuẩn E.coli trong môi trường thay đổi qua thí nghiệm của Vaughn Cooper và Richard Lenski. Họ theo dõi 12 quần thể khác nhau qua 20.000 thế hệ để đánh giá khả năng thích nghi của sinh vật nhân sơ này. Bài quiz này sẽ kiểm tra hiểu biết của bạn về quá trình tiến hoá và sinh học vi sinh vật.