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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
細菌通常透過分泌可以在細胞之間作為公共物品共享的分子來進行合作。由於公共物品的生產容易受到變種人的欺騙，這些變種人利用善而不做出貢獻，因此人們對闡明維持合作的進化力量產生了極大的興趣。然而，人們對在作弊不太重要的條件下細菌合作如何演化知之甚少。在這裡，我們使用實驗進化來追蹤模型公共物品生產的變化，即銅綠假單胞菌的鐵清除鐵載體pyoverdine。經過 9 個不同環境中 1200 代的演化後，我們觀察到作弊者僅在鐵可用性較低的液體介質中達到較高的頻率。相反，當添加鐵以降低生產吡維定的成本時，我們觀察到對吡維定高生產者的選擇。同樣，超級生產者也在高黏性介質中進化的族群中傳播，其中相互作用的個體之間的相關性增加。進化克隆的全基因組測序表明，過度生產與編碼群體感應通訊系統的基因突變有關，而作弊克隆則在缺鐵西格瑪因子或吡維丁生物合成基因中發生突變。我們的研究結果表明，細菌的社會特徵可以朝不同的方向快速進化，正如社會進化理論所預測的那樣，在個體擴散減少的環境中，對合作水平的提高有著特別強烈的選擇。此外，我們在pyoverdine的產生和群體感應之間建立了調節聯繫，表明對一種性狀（pyoverdine）的合作增加可能與另一種社會性狀的喪失（群體感應）相關。