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Does evolution select for faster evolvers?

Study: Horizontal gene transfer adds to complexity, speed of evolution

It's a mystery why the speed and complexity of evolution appear to increase with time. For example, the fossil record indicates that single-celled life first appeared about 3.5 billion years ago, and it then took about 2.5 billion more years for multi-cellular life to evolve. That leaves just a billion years or so for the evolution of the diverse menagerie of plants, mammals, insects, birds and other species that populate the earth.

New studies by Rice University scientists suggest a possible answer; the speed of evolution has increased over time because bacteria and viruses constantly exchange transposable chunks of DNA between species, thus making it possible for life forms to evolve faster than they would if they relied only on sexual selection or random genetic mutations.

"We have developed the first exact solution of a mathematical model of evolution that accounts for this cross-species genetic exchange," said Michael Deem, the John W. Cox Professor in Biochemical and Genetic Engineering and professor of physics and astronomy.

The research appears in the Jan. 29 issue of Physical Review Letters.

Past mathematical models of evolution have focused largely on how populations respond to point mutations – random changes in single nucleotides on the DNA chain, or genome. A few theories have focused on recombination – the process that occurs in sexual selection when the genetic sequences of parents are recombined.

Horizontal gene transfer (HGT) is a cross-species form of genetic transfer. It occurs when the DNA from one species is introduced into another. The idea was ridiculed when first proposed more than 50 years ago, but the advent of drug-resistant bacteria and subsequent discoveries, including the identification of a specialized protein that bacteria use to swap genes, has led to wide acceptance in recent years.

"We know that the majority of the DNA in the genomes of some animal and plant species – including humans, mice, wheat and corn – came from HGT insertions," Deem said. "For example, we can trace the development of the adaptive immune system in humans and other jointed vertebrates to an HGT insertion about 400 million years ago."

The new mathematical model developed by Deem and visiting professor Jeong-Man Park attempts to find out how HGT changes the overall dynamics of evolution. In comparison to existing models that account for only point mutations or sexual recombination, Deem and Park's model shows how HGT increases the rate of evolution by propagating favorable mutations across populations.

Deem described the importance of horizontal gene transfer in the work in a January 2007 cover story in the Physics Today, showing how HGT compliments the modular nature of genetic information, making it feasible to swap whole sets of genetic code – like the genes that allow bacteria to defeat antibiotics.

"Life clearly evolved to store genetic information in a modular form, and to accept useful modules of genetic information from other species," Deem said.

fonte: http://media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=9230&SnID=1172373033

Physical Review Letters: http://scitation.aip.org/getabs/servlet/GetabsServlet?prog=normal&id=PRLTAO000098000005058101000001&idtype=cvips&gifs=Yes

[ ]´s

Curto muito transferência horizontal... ano passado promovemos um debate na graduação sobre o assunto. Foi muito legal.

Falando de modelos matemáticos amor?

Tô te influenciando tanto assim? Kdê os tópicos de astronomia?

Ai ai... já vi tudo!

[Brig Klyce]

Bem, obviamente isso confirma a panspermia e a infinidade do universo.

[/Brig Klyce]

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Curto muito transferência horizontal…

Eu imaginei outra coisa ...

Bom, a TH permite que duas mutações surjam separadamente e se unam depois, mesmo que as duas sejam neutras separadamente. Sem TH, ainda existe evolução, mas como o texto diz, é lerda.

Não entendi a aceleração evolutiva por tranferência horizontal...

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Horizontal gene transfer (HGT) is a cross-species form of genetic transfer. It occurs when the DNA from one species is introduced into another.

Como pode ser transferido material genético de uma espécie para outra?

Boa pergunta; segundo o artigo
http://en.wikipedia.org/wiki/Horizontal_gene_transfer
é um fenômeno muito mais comum em procariotos (seres vivos primitivos cujas células não tem núcleo, geralmente unicelulares). Isso faz sentido - o DNA de um eucarioto é mais protegido contra mudanças exatamente por residir no núcleo.

O mesmo artigo também menciona bactérias e vírus como os principais agentes de transferência horizontal entre organismos mais complexos. Isso pode parecer estranho, mas lembre-se de que os vírus se reproduzem atacando o conteúdo genético de uma célula e reescrevendo-o.

Veja também:

http://en.wikipedia.org/wiki/Provirus
http://en.wikipedia.org/wiki/Retrovirus

A própria capacidade de gestação nos mamíferos viviparos é atribuida em algo à assimilação de genes de algum vírus ou algo do tipo, o que faz com que o sistema imune da gestante deixe de considerar o embrião ou feto como organismo invasor/parasita.

Estou começando a achar que as revistas internacionas são "sacanas"

Já tinha visto pelo menos uns 5 modelos matemáticos para evolução horizontal, inclusive um de um professor da Unicamp

Interessante mesmo é a mudança de hipótese para evolução humana...se ela foi mesmo horizontal, muita coisa muda na "estória"

Citação de: Nina em 10 de Fevereiro de 2007, 01:50:00

Ai ai… já vi tudo!

Eu casei com um gênio , agora solucionei o grande problema do meu ex-orientador e cia , não vou mais sofrer pq não sei algoritmos e nem linguagem de programção

Explorar é tão bão

Por falar nisso, tenho um monte de dados pra testar...Alguém quer ajudar a dar idéias?