Исследование, впервые продемонстрировавшее эволюционные результаты в лаборатории, показало, что конкуренция партнеров важнее выбора партнера при определении естественного отбора. «Успех спаривания на самом деле является более сильной силой эволюции, чем выживание наиболее приспособленных», – сказал Уильям Мьюир, профессор наук о животных. "Если организм не может найти себе пару, он не может передать свои гены. С точки зрения эволюции, выживет он или нет, не имеет значения."
Мьюир и Ричард Ховард, почетный профессор биологии, провели долгосрочное исследование успешности спаривания в смешанных популяциях рыбок данио дикого типа и рыбок данио Glofish, содержащих трансген, клонированный из морского анемона, который продуцирует флуоресцентный красный белок. Хотя самки рыбок данио сильно предпочитали неоново-красных самцов своим коричневым собратьям дикого типа, самки были вынуждены нереститься с самцами дикого типа, которые агрессивно прогоняли своих трансгенных соперников.
В результате частота появления красного трансгенного признака у потомства быстро упала на протяжении 15 поколений из более чем 18 500 рыб и в конечном итоге исчезла во всех, кроме одной, из 18 популяций. «Самкам не было возможности выбирать», – сказал Мьюир. "Самцы дикого типа отогнали красных и получили всех самцов. Вот что привело трансген к исчезновению."
По словам Мьюира, за исключением их конкурентоспособности при спаривании, самцы дикого типа и самцы Glofish были схожи по фитнесу, то есть по своему здоровью, фертильности и продолжительности жизни, что было неожиданно, поскольку генетическая модификация организма часто снижает его способность к процветанию.
«У естественного отбора были миллиарды лет, чтобы максимизировать приспособленность организма к окружающей среде», – сказал он. "Любое изменение генетики почти всегда делает организм менее пригодным для жизни в дикой природе. Вы его "расстроили"."
По словам Ховарда, сходство рыбок данио дикого типа и Glofish позволило протестировать конкуренцию и выбор партнера одновременно, что было сделано в нескольких исследованиях.
«Я читал лекции по эволюции в течение 25 лет и никогда не находил исследования, которое бы связывало механизмы эволюции с закономерностями эволюционных результатов», – сказал он. "Это исследование объединяет всю историю."
Исследование также показало эффективность модели, разработанной Мюиром для оценки потенциального риска, создаваемого трансгенными организмами для естественных популяций. Модель, которая измеряет шесть компонентов приспособленности, может использоваться для прогнозирования того, что произойдет, если конкретный трансген будет выпущен в дикой природе.
Его предпосылка заключается в простом принципе: если трансген делает организм более приспособленным к окружающей среде, чем дикие типы, он может представлять опасность для естественных популяций или экосистемы. Если трансген делает организм менее приспособленным, со временем ген будет исключен из популяции.
«Дарвин был прав: выживают наиболее подходящие произведения», – сказал Мьюир. "Если мы создадим трансгенный организм, который потерял приспособленность в дикой природе, эволюция возьмет верх и удалит его.
Природа все время экспериментирует с мутациями и сохраняет только лучшее из лучшего."
Основываясь на этой модели, исследователи предсказали, что самцы дикого типа будут преследовать других самцов и самок больше, чем самцы Glofish, будут иметь больший успех в обеспечении партнеров и произведут больше потомства. Результаты лабораторных исследований подтвердили их прогнозы.
Исследование показывает, что если Glofish будет выпущен в дикую природу, трансгенный признак в конечном итоге исчезнет в результате полового отбора. Мьюир подчеркнул, что «модель не говорит, что даже если мы не обнаружим никаких рисков, мы должны выпустить трансгенных рыб в дикую природу». Он просто говорит о том, что могло бы произойти, если бы мы."
Модель может применяться как к генетически модифицированным растениям, так и к животным, и является одним из инструментов, используемых U.S. По его словам, Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для оценки потенциальных рисков, связанных с трансгенными организмами.
Glofish – единственные трансгенные животные, разрешенные для продажи населению FDA.