Мутациите са суровият материал на еволюцията. И Чарлз Дарвин е разбрал, че еволюцията зависи от наследствените различия между отделните индивиди – онези, които са се адаптирали по-добре, са имали повече шансове да предадат гените си на следващото поколение. Един вид може да еволюира единствено ако геномът се промени чрез нови мутации.
Учените от института „Макс Планк“ за еволюционна биология в Тюбинген, Германия, и техните колеги от университета „Индиана“ в Блумингтън, САЩ, за първи път са успели директно да измерят скоростта, с която новите мутации се появяват при растенията, съобщи „Сайънс дейли“. Техните открития хвърлят светлина върху един фундаментален еволюционен процес. Така те обясняват например защо резистентността към хербицидите може да се появи само за няколко години.
Днес сравнението на геномите на два вида родствени животни или растения е рутинна процедура. Подобни сравнения обаче не могат да установят мутациите, които са се случили преди милиони години след разделянето на двата вида.
За да наблюдават стъпките на еволюцията преди естествения подбор, учените проследили всички генетични изменения при родственика на синапа Arabidopsis thaliana, които възникнали в продължение на 30 поколения. След това те опитали да открият различията в генома между последното поколение и първия предшественик.
При подробното сравнение на целия геном било установено, че в продължение на едва няколко години са мутирали близо 20 градивни елемента на ДНК, или така наречените базови двойки. „Възможността някоя буква от генома да се измени само за едно поколение е едно към 140 милиона“, посочва Майкъл Линч от университета „Индиана“. Броят на новите мутации при всяко индивидуално растение може да изглежда малък, но ако се замислим, че те възникват в генома на всеки един представител от един вид, става ясно колко е променлив самият геном. Така само сред 60 милиона растения от вида Arabidopsis всяка буква от генома е променена поне веднъж.
Освен скоростта на новите мутации, изследването показва, че не всяка част от генома е засегната еднакво. Тъй като разполагаме с четири различни букви от ДНК, съществуват шест възможни изменения, само една от които обаче отговаря за половината от всички открити мутации. Така учените вече могат да изчислят по-точно кога видовете ще бъдат еволюционно разделени. За Arabidopsis thaliana и нейният най-близък родственик Arabidopsis lyrata например досега се смяташе, че са се разделили преди пет милиона години. Новите данни обаче показват, че разделението е възникнало преди 20 милиона години.
Учените смятат, че промените в човешкия геном се случват поне толкова често, колкото и при растението Arabidopsis. “Ако приложим откритията при хората, тогава всеки от нас ще разполага с 60 нови мутации, които не са присъствали при нашите родители. С над 6 млрд. души на нашата планета средно всяка буква от човешкия геном се изменя при десетки хора“, посочва Детлеф Вигел от института „Макс Планк“.