그의 경력 초기에, 장식 된 생물 학자 Richard Lenski는 그가 진화해야 할 것이라고 생각했다. 그의 박사후 연구 보조금이 취소 된 후 Lenski는 다른 옵션을 잠정적으로보기 시작했습니다. Lenski는 한 명의 자녀와 1 초가 지났을 때, 계리 적 맥락에서 특정 유형의 데이터를 사용하는 것에 대한 세미나에 참석했습니다. Lenski는 스피커에서 명함을 모아 새로운 경력에서 자신의 배경을 활용할 수 있다고 생각했습니다.
렌 스키는 Quanta Magazine 에게“그러나 때때로, 그리고 나는 운이 좋았다. 미시간 주립 대학의 고층 사무소에서. "우리는 보조금을 갱신하고 곧 교수진 제안을 받기 시작했습니다."
.미시간 주 미생물 생태학 교수 인 Lenski는 장기 진화 실험으로 알려진 작업으로 가장 잘 알려져 있습니다. 1988 년에 시작된이 프로젝트는 진화의 행동을 조사합니다. 그와 그의 실험실 회원들은 12 명의 인구를 늘리고있다. coli 65,000 세대 이상의 지속적으로 12 개의 개별 균주의 발달과 돌연변이를 추적합니다.
그 결과는 1996 년 렌 스키가 사업의 거대한 성과와 연구가 양보한 흥미로운 결과를 위해 1996 년에 렌 스키가받은 맥아더“천재”보조금을 포함하여 주목과 찬사를 얻었습니다. 특히 2003 년 Lenski와 그의 공동 작업자들은 하나의 긴장을 깨달았습니다. coli 구연산염을 에너지 원으로 사용하는 능력을 발전 시켰습니다. coli 할 수있었습니다.
Lenski는 또한 진화 과정을 모방하도록 설계된 컴퓨터 프로그램 인 디지털 유기체에 관심이 있습니다. 그는 컴퓨터 과학자들과 진화론자들에게 독특한 협력을 위조 할 수있는 기회를 제공하는 미시간 주에 비콘 센터를 열 겠다는 추진에 중요한 역할을했다.
.Quanta Magazine 진화 생물학 분야에서 자신의 진화하는 관심사에 대해 이야기하기 위해 그의 사무실에서 Lenski와 만나서 장기 실험에서 거의 플러그를 뽑았습니다. 대화의 편집 및 응축 버전이 다음과 같습니다.
Quanta Magazine :경력에서 어떤 종류의 질문을 주도하고 있습니까?
Richard Lenski :항상 저를 흥미롭게 한 한 가지 질문은 진화의 재현성 또는 반복성에 관한 것입니다. 고생물학 자이자 과학의 역사가 인 스티븐 제이 굴드 (Stephen Jay Gould)는이 질문을 제기했다. 만약 우리가 지구상의 생명 테이프를 되 감을 수 있다면, 전체 과정이 다시 재생되는 것을 보면 얼마나 비슷하거나 비슷합니까? 우리가하는 장기 실험 으로이 질문에 대한 많은 데이터를 수집 할 수있었습니다.
진화도 반복 가능합니까?
예 그리고 아니오! 나는 때때로 사람들에게 그것이 매혹적인 동기 부여 질문이라고 말하지만, 한 단계에서 끔찍한 질문이며, 대학원생에게 절대 말하지 않을 것입니다. 그것은 매우 개방형이기 때문에 매우 명확한 대답이 없기 때문입니다.
.장기 실험에서, 우리는 놀랍도록 재현 가능한 것들의 정말 아름다운 예를 보았으며, 반면에 한 인구가 사라지고 실험에서 다른 11 명의 인구와 완전히 다른 일을하는 다른 미친 것들.
.장기 실험에 대한 아이디어를 어떻게 처음 생각 했습니까?
나는 박테리아를 감염시키는 바이러스뿐만 아니라 박테리아로 실험적인 진화에 대해 몇 년 동안 이미 일해 왔습니다. 그것들은 흥미로 웠지만 모든 것이 너무 복잡해서 너무 빨리 복잡해 졌을 정도로“맨 뼈로 진화를 줄이자”고 말했다. 특히, 나는 재현성 또는 진화의 반복성에 대한이 질문을 따르고 싶었다. 그리고 진화의 재현성을 볼 수 있기를 원한다면 매우 간단한 시스템을 원했습니다. 장기 실험을 시작했을 때, 나의 원래 목표는 2,000 세대에 도달했을 때 장기 실험이라고 부르는 것이 었습니다.
얼마나 오래 걸렸습니까?
실험의 실제 실행은 약 10 개월 또는 11 개월 이었지만 데이터를 수집하고 작성하고 논문을 출판 할 때까지 2 년 반 정도 더 비슷했습니다. 그때까지 실험은 이미 5,000 세대를 통과했으며, 우리가 계속해야한다는 것을 깨달았습니다.
실험이 오랫동안 진행되는만큼 진행될 것으로 예상 했습니까?
아뇨. 아니요. 90 년대 후반부터 2000 년대 초까지 5 년이 걸렸으며, 그곳에서 실험을 막는 것에 대해 생각했습니다. 이것은 몇 가지 다른 이유였습니다. 하나는 자체 복제 컴퓨터 프로그램에서 진화를 바라 보는이 진화를 연구하는이 다른 방법에 매료되고 있다는 것이 었습니다. 갑자기 나는이 진화를 연구하는이 더 빛나는 방법을 보았습니다. 여기서 더 많은 세대가 될 수 있고 더 깔끔하고 깔끔한 실험을 할 수 있습니다.
이 디지털 유기체를 통한 진화 연구에 대한 당신의 견해가 어떻게 바뀌 었는지 시간이 지남에 따라?
처음 배웠을 때 나는 이런 종류의“강아지 사랑”을 가졌습니다. 처음에는 자체 복제 프로그램을보고, 환경을 바꾸고, 진화가 일어나는 것을 볼 수 있도록 매우 흥미롭고 흥미로 웠습니다.
디지털 진화에 대한 정말 흥미로운 점 중 하나는 진화가 혈액과 내장, DNA, RNA 및 단백질에 관한 것으로 생각한다는 것을 보여줍니다. 그러나 진화에 대한 아이디어는 실제로 유전, 복제 및 경쟁에 대한 매우 기본적인 아이디어에 달려 있습니다. 과학의 철학자 다니엘 데넷 (Daniel Dennett)은 우리가 진화를이 인스턴스화,이 형태의 생물학적 삶으로 본다고 강조했지만 그 원리는 그보다 훨씬 더 일반적입니다.
저의 최신 연구 방향은 주로 슈퍼 스마트 동료들과 대화하고 이러한 시스템을 사용하는 대학원생위원회에서 봉사하는 방식으로 이루어졌습니다. 나는 그 분야가 매우 빠르게 움직이고 있기 때문에 실험을 설계하거나 특정 가설을 공식화하는 데 덜 관여합니다. 나는 저지가 낮은 과일 중 일부를 골라내는 것이 매우 운이 좋았다고 생각하지만 이제는 생물학 자로 거기에있는 것처럼 느낍니다. 가설을 비판하여 일부 실험에서 수행 될 수있는 통제를 제안합니다.
.따라서 디지털 유기체에 대한 관심은 장기 실험을 종료하는 것을 고려한 이유 중 하나였습니다. 다른 사람은 무엇입니까?
그 시점에서, 장기 선에 대해 약간 실망 스러웠던 또 다른 것은 박테리아가 변화하는 속도가 느려지고 있다는 것입니다. 내가 생각하는 방식은 마치 진화가 멈춘 것처럼 거의 없었습니다. 나는 이것이 너무 단순한 환경이라고 생각했고, 그들이 할 일이 많지 않았다.
그래서이 두 가지 다른 것들이 실험을 중단하는 것에 대해 생각하게 만들었습니다. 그리고 나는 몇 명의 동료들과 이야기를 나 and으며 기본적으로 나에게 말했습니다. 당신은 그렇게 할 수 없습니다. 그렇게해서는 안됩니다. 그건 그렇고, 나는이 디지털 유기체에 관심을 갖고있을 때 아내 마델린과 이야기를 나 had습니다. 그 당시 프랑스에서 실제로 안식일에있었습니다.“어쩌면 집에 전화를 걸어 실험실을 폐쇄해야합니다.”라고 말했습니다. 그리고 그녀는“당신이 그렇게해야한다고 생각하지 않습니다.”
아내와 동료들이 왜 그 반응을 했습니까?
이 실험은 이미 과학적 의미에서 상당히 수익성이 높았으며, 진화 적 변화의 역학에 대한 매우 풍부한 데이터를 제공했습니다. 조사중인 시간 척도에서는 다소 독특했습니다. 그래서 나는 그들이 나에게 준 아주 좋은 조언이라고 생각합니다. 플러그를 직접 끌어 당길 수 있었는지 모르겠습니다. 나는 확실히 약간 좌절하고 그것에 대해 생각했지만, 어쨌든 사람들은 아니오라고 말했습니다!
Quanta Magazine의 Logan Zillmer
비디오 : Lenski는 자신이 어떻게 진화에 놀랐는지 논의합니다.
유기체가 그렇게 많이 진화하지 않는 것처럼 느꼈다고 말한 곳에서 고원을 지나갔습니까?
그것은 실제로 실험에서 정말 멋진 결과 중 하나였습니다. 장기 실험을 시작했을 때 박테리아가 그들의 성장에 어떤 종류의 한계에 도달 할 것이라고 생각했습니다. 몇 년 전만해도 우리는 박테리아가 과거에 우리가 그들의 어려운 한계가 무엇인지에 대해 우리가 유추했던 것을 항상 이길 수 있다는 것을 깨닫기 시작했습니다. 나는 우리가 근본적으로 이것에 대해 올바른 방법으로 생각하지 않는다는 것을 깨달았습니다. 가장 간단한 환경에서도 항상 유기체가 신진 대사 또는 생화학의 단계를 조금 더 잘 수행 할 가능성이 있습니다. 그리고 자연 선택은 주어진 단계에서는 제대로 얻지 못하지만 장기적으로 이러한 미묘한 개선을 선호 할 것입니다.
박테리아의 한 줄은 구연산염을 식품 공급원으로 사용하는 능력을 진화시켰다. 실험을 종료 할 생각 전후에 그런 일이 발생 했습니까?
그것은 우리가 실험을 종료하지 않을 것이라는 것을 깨닫게 한 것들 중 하나였습니다. 2003 년에 한 계보는 구연산염을 사용하는 능력을 발전 시켰습니다. 그것은 게임 체인저가되었습니다.이 매우 간단한 환경에서도 박테리아가 진화하고 알아내는 몇 가지 주요 사항이 있다는 것을 깨닫습니다.
나는 박테리아가 매일 밤 저녁을 먹을 것이라고 말하고 싶다. 그리고 지금까지 65,000 세대 이후에도 12 명의 인구 중 한 명만이 그 시트 레이트를 소비하는 방법을 알아 냈습니다.
또한 실험 내의 특정 인구가 더 큰 속도로 돌연변이를 개발했다고 언급했습니다. 그것은 어떻게 생겼습니까?
60,000 세대가 넘는 세대 후, 12 명의 인구 중 6 명은 과도하게 진화 할 수 있도록 진화했습니다. 그들은 DNA 복구 및 DNA 대사 과정의 변화를 진화 시켜서 조상이 [실험 시작시] 조상이 한 비율의 100 배의 순서대로 새로운 돌연변이를 갖도록했다.
.박테리아의 관점에서 좋고 나쁘기 때문에 매우 흥미로운 과정입니다. 대부분의 돌연변이가 유해하거나 중립적이기 때문에 나쁘다. 광산의 희귀 너겟만이 유익한 돌연변이입니다. 돌연변이 속도가 높은 박테리아는 그 너겟 중 하나를 발견 할 가능성이 조금 더 높습니다. 그러나 반면에 그들은 또한 혼란스러운 돌연변이로 어린이와 손자를 생산할 가능성이 더 높습니다.
는 과과성으로 진화 한 그룹의 구연산염 부분을 소비 할 수 있었던 라인 이었습니까?
좋은 질문입니다. 구연산염을 사용하는 능력을 진화시킨 라인은 상승 된 돌연변이 속도를 가지지 않았다. 흥미롭게도, 그것은 가되었습니다 돌연변이 속도가 높지만 구연산염을 사용하는 능력을 진화 한 후에야만. 그것은 더 높은 돌연변이 속도의 이점, 즉 탐사 용량의 추가 용량과 일치합니다. 박테리아는 실제로 시트 레이트를 사용하여 처음부터 상당히 열악했기 때문에 이후에 많은 기회가있었습니다. 그들은 시트 레이트를 사용하여 그 능력을 개선하는 능력을 발전 시켰습니다.
장기 실험은 더 큰 규모의 삶의 진화를 이해하는 데 어떻게 도움이됩니까?
저에게 장기 실험의 교훈 중 하나는 가장 둔하고 가장 단순한 환경에서도 풍부하고 흥미로운 삶이 얼마나 많은지였습니다. 진화가 이러한 다양성을 생성 할 수 있고, 문을 발견 할 수있는 문을 발견 할 수 있다는 사실은 진화의 멋진 독창성을 말합니다. 그리고 그것이이 작은 공간적, 시간적 규모와 그러한 둔한 환경에서 너무 독창적이고 창의적 일 수 있다면, 그것은 자연에서 얼마나 더 주목할만한 지 생각할 때 더 많은 경외심을 조성합니다.
.이 프로젝트에 대해 가장 놀랐습니까?
이 세월이 지난 후에도 여전히 진행되고 있습니다. 인생의 목표 중 하나는 실험이 계속되도록하는 것입니다. 실험이 영구적으로 계속 진행되도록 엔 다우먼트를 제기하고 싶습니다.
미래의 장기 실험에 대한 희망은 무엇입니까?
이 프로젝트에 대한 나의 희망은 그것이 더 많은 놀라움을 일으킬 것이라는 것입니다. 예를 들어, 두 계통은 인구 중 하나에서 60,000 세대에 공존했으며, 그 중 하나는 다른 하나가 생성하는 제품에서 공급하고 있습니다. 어느 시점에서, 그것이 포식자-프리 상호 작용과 같은 것으로 변할 수 있는지 궁금해하는 것은 매력적이라고 생각합니다. 확실히 가능성의 영역을 벗어난 것은 아닙니다. 그것이 일어날 지 여부에 관계없이 모르겠습니다.
또한 학생들, 박사후과 및 공동 작업자와 함께 일하고 성장하고 발전하는 것을 보는 것은 큰 기쁨이었습니다. 그것은 과학자가 된 것에 대한 가장 큰 기쁨입니다. 나는 사람들에게 내가 큰 아미스트라고 말하는 것을 좋아합니다. 나는 두 가족이 있습니다 :나는 실험실 가족과 생물학적 가족이 있고, 둘 다 엄청나게 훌륭합니다.
보정 :이 게시물은 11 월 3 일에 시트 레이트 사용 박테리아가 2008 년이 아닌 2003 년에 나타 났음을 반영하기 위해 개정되었습니다. 2008 년에 출판되었다는 논문
