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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
大小是影響生物體生態和演化的最重要的生物特徵之一。然而，我們對單細胞生物體型演化的驅動因素所知甚少。大腸桿菌適應簡單葡萄糖培養基的長期進化實驗（Lenski's LTEE）表明，隨著時間的推移，細菌的生長速度和適應性不僅會增加，而且其細胞大小也會增加。這種尺寸的增加與著名的「外部擴散」理論（EDC）相矛盾，該理論預測細胞尺寸應該向更小的細胞進化。在幾種場景中，我們提出並測試了細胞尺寸演化的替代「內部擴散約束」（IDC）假設。細胞體積的變化會影響細胞質中的代謝物濃度。 IDC 指出，透過增加細胞體積，減少細胞內分子運輸時間，可以實現更高的新陳代謝。為了驗證這個假設，我們研究了 LTEE 中的族群。我們表明，隨著時間的推移，LTEE 中會選擇具有更高生長速度和二氧化碳生產率以及更低質量體積比的更大電池。這些結果與 IDC 的假設一致。這個新穎的假設為理解細胞大小的演化限制提供了一個有前景的方法。