研究重新思考人口中變異性的進化重要性
人們一直認為,人口中的變異性是人口增長和生存的關鍵,但新的研究質(zhì)疑這種假設。哈佛John A. Paulson工程與應用科學學院應用數(shù)學助理教授Ariel Amir和應用數(shù)學喬治運營商博士后研究員Jie Lin發(fā)現(xiàn),在不變的環(huán)境中,變異實際上可以降低單身人口的增長- 細胞生物。
“幾十年來,研究人員一直在尋找錯誤的指標,以了解固定環(huán)境中單細胞生物的人口增長率,”Amir說。“研究人員理所當然地認為,細胞分娩和分裂之間的時間差異是衡量人口增長率的關鍵,但我們發(fā)現(xiàn)人口內(nèi)變異的進化壓力比以前認為的要微不足道。”
這種洞察力對于表征群體的適應性很重要,這對于了解細菌如何對抗生素產(chǎn)生反應很有用。該研究發(fā)表在Cell Systems上。
單細胞生物的變異性的特征在于生成時間的差異- 從出生到分裂的時間 - 和細胞生物量生長速率的差異。20世紀50年代的精算研究發(fā)現(xiàn),當環(huán)境不變時,生成時間的變化 - 從出生到分裂所需的時間 - 導致更大的人口增長率。然而,研究人員認為,世代時間是隨機的,獨立于母細胞。
但我們現(xiàn)在知道情況并非如此。在2014年和2015年,Amir和他的團隊證明了細胞體積和細分時間在幾代人之間是相關的,并量化了這些相關性。例如,如果母細胞生長的持續(xù)時間比平均長,那么子細胞必須生長一段比平均時間更短的時間來補償。
“無論這些相關性有多小,它們都會深刻地改變變異如何改變?nèi)丝谠鲩L的結果,”林說。
Lin和Amir發(fā)現(xiàn)單細胞生物量生長速率的變化 - 不是生成時間 - 影響種群規(guī)模。結果,低細胞生長速率變化導致種群增長的增加。
“進化上,如果你想優(yōu)化你的人口增長率,你想要最小化你的細胞增長率變化,”阿米爾說。“我們發(fā)現(xiàn),發(fā)電時間的波動并不重要。你可能會有不同的分歧。只要你的生物量總是以相同的速度增長,你的人口將繼續(xù)以相同的速度增長。同樣,機制的細節(jié)控制細胞大小并不重要 - 只要它存在 - 這是我們的分析和以前的工作之間的差異。“
這也可以通過實驗看出。研究人員觀察到,大腸桿菌的生長速率波動小于生成時間的波動 - 在某些情況下,生長速率變異率為6%,而生成時間的變異率為20%至30% - 人口增長率與理論預測一致。
“這表明在人口增長中必須考慮細胞大小控制,而先驗可能看似無害的這些微妙相關實際上非常重要,”Amir說。
推薦內(nèi)容
-
孩子過敏忍一忍就能好,這你也敢信?具體什么情況呢
互聯(lián)網(wǎng)時代,每個人都是信息傳播者,但是我們必須清楚一點:在沒有獲得真正證實的消息之前,千萬不能隨意散播謠言,很容易造成以訛傳訛...
-
心理知識:打招呼也有講究 六種打招呼方式揭示你的心理特征
心理活動是每個人都有的。然而這樣一個別人不知道的思想角落,往往容易被他人忽視。所以我們自身必須時刻關注自己的內(nèi)心需求,不能讓自...
-
辟謠:草莓莖稈發(fā)紅一定是病害導致?來幫大家解答一下
當我們不知道一件事真假的時候,不防多等等官方的回應。因為信息碎片化,很多小伙伴現(xiàn)在上網(wǎng)很容易只看到事情的一面就下定論,其實很多...
-
發(fā)現(xiàn)后部多形性角膜營養(yǎng)不良的新遺傳原因
在由倫敦大學學院的科學家領導的一項研究中發(fā)現(xiàn)了常染色體顯性遺傳性角膜內(nèi)皮營養(yǎng)不良的新遺傳原因。角膜內(nèi)皮營養(yǎng)不良是一組影響內(nèi)皮細...
-
赤砂糖是紅糖嗎?是真的嗎? 并不是
面對流言,希望我們第一時間想到的是尋找官方回應。而不是著急著把流言傳播出去,畢竟現(xiàn)在網(wǎng)絡相關的法律法規(guī)都出臺了,網(wǎng)絡上傳播謠言...
-
什么情緒對女人不好
隨著社會壓力的不斷加大,人們現(xiàn)在把越來越多的目光放到了一個人的心理情況上。確實,每個人的抗壓指數(shù)是有限的,一個平時看著正常的人...
-
長期食用膠帶捆扎的蔬菜可能致癌?真實情況是怎樣
面對流言,希望我們第一時間想到的是尋找官方回應。而不是著急著把流言傳播出去,畢竟現(xiàn)在網(wǎng)絡相關的法律法規(guī)都出臺了,網(wǎng)絡上傳播謠言...
-
隔離期想心情愉悅?很多人想問 不簡單!但..也沒那么難
日常生活中我們經(jīng)常會聽到各種各樣的坊間流言。然而很少人去求證這些流言的真實性,久而久之就變成了真事。在這里,小編必須提醒大家,...
-
人為什么會做噩夢
生活中,不管我們在跟自己獨處還是跟別人相處的過程中其實我們會發(fā)現(xiàn)心理對一個人的影響是很大的。因此當我們發(fā)現(xiàn)自己有心理疾病的傾向...
-
心理知識:喜歡黑衣服是什么心理
社會的發(fā)展越來越快,大家現(xiàn)在也慢慢開始關注一個人的心理健康。因為外界事物的巨大變化,很多人跟不上變化的腳步就會產(chǎn)生心理落差感從...