сейчас как митохондрии и хлоропласты), и возникновение многоклеточной жизни около 1,2 млрд лет назад. Именно цианобактерии смогли путем фотосинтеза получать энергию от солнца, они стали жить внутри других клеток – процесс, известный как эндосимбиоз, а затем остались там напостоянно, способствуя росту органелл, которые мы называем теперь хлоропластами, ответственными за фотосинтез в клетках растений, выкачивавших кислород в атмосферу земли. Подобный эндосимбиоз проходил и в отношении бактерий, ставших митохондриями клеток, порождающими энергию в наших клетках и имеющими свое собственное ДНК. Таким образом, в клетки пришел огромный наплыв полезной генной информации, что стало существенным толчком для эволюционной истории – случайное и непредсказуемое событие, когда-либо происходившее.
Случайные события в эволюционной истории открывают новый ландшафт возможностей, в которых могут использоваться новые экологические ниши, в случае если происходят определенные новые адаптации. Это было продемонстрировано в лаборатории при отслеживании эволюции черт бактерий за период более 20 лет[26]. 24 февраля 1988 г. Рич Ленски тогда в университете Калифорнии, Айрвин, начал серию 12 популяций, выращивая бактерии Escherichia coli, используя для их питания глюкозу, причем первоначально все происходило от одной бактерии. Каждый день в каждой колбе вырастало около полумиллиона новых бактерий, включая повторение того же числа геномов бактерий; в целом при делении бактерий в каждой колбе происходило порядка миллиона мутаций. Учитывая, что в геноме бактерий существует лишь около 5 млн базовых пар, это означает, что каждые несколько дней весь геном фактически становился предметом генного «анализа» для проверки того, могут ли какие-то из новых мутаций быть полезными. На практике подавляющее большинство таковыми не являются, однако происходят случайные новые мутации, обеспечивающие некоторые преимущества роста.
Каждую ночь бактерии выводились от их источников питания глюкозой и приходили в состояние покоя, так что бактерии, которые лучше других могли совладать с этим изменяющимся окружением, имели большое преимущество. На следующий день около 1 % культуры каждой колбы использовалось для начала новой культуры с новой подачей глюкозы. Большинство происходивших мутаций обеспечивают до 10 % преимущества роста, и такие мутации быстро распространяются по популяции, так что новые бактерии, несущие в себе мутацию, имеют преимущество роста. Что фактически обнаружил Ленски – это то, что эволюция различных колб бактерий, измерявшаяся по их росту, развивалась не по простой, прямой, траектории, а серией резких прыжков как преимущественных мутаций, происходивших в популяции.
После более чем десятилетия работы с 12 колбами на поколении 33127 случилось нечто достаточно неожиданное. Одна из культур «сделала открытие», как использовать в качестве источника питания цитрат, химический компонент, использующийся для поддержания определенной кислотности
