Parallel Evolutionary Dynamics of Adaptive Diversification in Escherichia coli
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Notice bibliographique
Résumé
The causes and mechanisms of evolutionary diversification are central issues in biology. Geographic isolation is the traditional explanation for diversification, but recent theoretical and empirical studies have shown that frequency-dependent selection can drive diversification without isolation and that adaptive diversification occurring in sympatry may be an important source of biological diversity. However, there are no empirical examples in which sympatric lineage splits have been understood at the genetic level, and it is unknown how predictable this process is-that is, whether similar ecological settings lead to parallel evolutionary dynamics of diversification. We documented the genetic basis and the evolutionary dynamics of adaptive diversification in three replicate evolution experiments, in which competition for two carbon sources caused initially isogenic populations of the bacterium Escherichia coli to diversify into two coexisting ecotypes representing different physiological adaptations in the central carbohydrate metabolism. Whole-genome sequencing of clones of each ecotype from different populations revealed many parallel and some unique genetic changes underlying the derived phenotypes, including changes to the same genes and sometimes to the same nucleotide. Timelines of allele frequencies extracted from the frozen "fossil" record of the three evolving populations suggest parallel evolutionary dynamics driven at least in part by a co-evolutionary process in which mutations causing one type of physiology changed the ecological environment, allowing the invasion of mutations causing an alternate physiology. This process closely corresponds to the evolutionary dynamics seen in mathematical models of adaptive diversification due to frequency-dependent ecological interactions. The parallel genetic changes underlying similar phenotypes in independently evolved lineages provide empirical evidence of adaptive diversification as a predictable evolutionary process.
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Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle