ใบหน้ารูปหัวใจของทหารมดใน
สายพันธุ์ Atta laevigataช่วยให้มีที่ว่างสำหรับสล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำกล้ามเนื้อที่เสริมพลังให้กับปากที่เหมือนกรรไกรของเธอ ขณะที่เธอพร้อมที่จะกัดผู้จู่โจม คนงานคนอื่นๆ ก็ใช้ปากที่น่าประทับใจพอๆ กันในการผ่าใบไม้เพื่อหล่อเลี้ยงสวนของเชื้อราที่กินได้ มดโบราณพัฒนาการเกษตรเมื่อประมาณ 50 ล้านปีก่อน นานก่อนมนุษย์ Ted Schultz จากสถาบัน Smithsonian Institution ในกรุงวอชิงตัน ดี.ซี. (ด้วงเปลือกและปลวกยังทำฟาร์ม) Schultz และเพื่อนร่วมงานของ Smithsonian Seán Brady ใช้ DNA และมดในอำพันเพื่อติดตามชาวนา -ant family tree. นักวิจัยกล่าวในบทความที่ตีพิมพ์ออนไลน์ 24 มีนาคมใน รายงานการประชุม ของNational Academy of Sciences
ขวดแต่ละขวดบรรจุอาหารที่มีความต้องการขั้นต่ำสำหรับการอยู่รอด — กลูโคสบางส่วน (น้ำตาลที่แบคทีเรียใช้เป็นอาหาร) และสารอาหารอื่นๆ อีกสองสามชนิด แบคทีเรียทำซ้ำหรือแบ่ง 6 หรือ 7 ครั้งต่อวัน สร้างคนรุ่นใหม่ในแต่ละรอบ แต่ละแผนกจะสับไพ่และสร้างการเปลี่ยนแปลงและการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรม ซึ่งบางส่วนอาจช่วยหรือทำร้ายความสามารถของแบคทีเรียในการแข่งขันเพื่อชิงน้ำตาลกลูโคสและชนะเกมโป๊กเกอร์ที่มีวิวัฒนาการ วันรุ่งขึ้น มีการเจือจาง โดย 10 เปอร์เซ็นต์ของวัฒนธรรมภายในขวดถูกโอนไปยังขวดใหม่ และเล่นมือใหม่ (ทุกๆ 500 รุ่นหรือประมาณนั้น 90 เปอร์เซ็นต์ที่เหลือจะถูกแช่แข็งและเก็บไว้สำหรับการทดลองในภายหลัง) การเจือจางทำหน้าที่เป็นคอขวดของประชากร โดยสุ่มเลือกชุดย่อยของแบคทีเรีย (และชุดย่อยของการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่สะสมไว้) เพื่อดำเนินการทดลองต่อไป
Lenski และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ดูเกมนี้เล่น วิเคราะห์ DNA เป็นครั้งคราวเพื่อมองข้ามไหล่ของผู้เล่นและค้นหาว่าพวกเขาถือไพ่อะไร บนพื้นผิว ประชากรในขวด 12 ขวดดูเหมือนจะเดินทางไปในเส้นทางที่คล้ายคลึงกัน – ทั้งหมดมีขนาดใหญ่ขึ้นและมีประสิทธิภาพในการใช้กลูโคสมากกว่าบรรพบุรุษ และหลายสายพันธุ์ก็ได้สะสมการกลายพันธุ์ในยีนเดียวกัน อย่างไรก็ตาม น่าสังเกตว่า ไม่มีสายพันธุ์ใดพัฒนาการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เหมือนกันทุกประการกับสายพันธุ์อื่น
ความสุ่มเป็นส่วนสำคัญของสมการวิวัฒนาการ
ดังที่แสดงในการทดลอง ในช่วง 2,000 รุ่นแรก ประชากรทั้งหมด 12 คนมีขนาดและความฟิตเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่แล้วการเปลี่ยนแปลงขนาดเซลล์และการเพิ่มประสิทธิภาพการสืบพันธุ์และกลูโคสก็เริ่มช้าลง โดยกระทบกับวิวัฒนาการที่เทียบเท่ากับที่ราบสูงของผู้อดอาหาร
หลังจากผ่านไป 10,000 รุ่น เห็นได้ชัดว่าไม่ใช่ขวดทั้งหมดที่อยู่ในวิถีเดียวกัน แม้ว่าเซลล์ในขวดทั้งหมดจะมีขนาดใหญ่ขึ้น แต่ประชากรแต่ละกลุ่มก็ต่างกันในขนาดสูงสุดที่เซลล์ไปถึง ประชากรยังแตกต่างกันว่าพวกเขามีความฟิตมากกว่าบรรพบุรุษของพวกเขามากเพียงใดเมื่อนักวิจัยเติบโตในการแข่งขันโดยตรง “การทดลองแสดงให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของเหตุการณ์บังเอิญ (อุบัติเหตุทางประวัติศาสตร์) ในวิวัฒนาการแบบปรับตัว” Lenski และ Michael Travisano เพื่อนร่วมงานของเขาเขียนไว้ในกระดาษปี 1994
การทดลองมีความคืบหน้า และขวดหลายใบในตอนนี้มีสายพันธุ์กลายพันธุ์ แบคทีเรียที่มีข้อบกพร่องในระบบการจำลองดีเอ็นเอของพวกมัน ข้อบกพร่องดังกล่าวทำให้เกิดข้อผิดพลาดขึ้นทุกครั้งที่แบคทีเรียสายพันธุ์เหล่านั้นคัดลอก DNA ของพวกมันเพื่อแบ่งตัว บางครั้งความผิดพลาดอาจมีผลร้ายแรง ทำลายยีนที่สำคัญต่อการอยู่รอด แต่บางครั้งการระบายสีนอกเส้นเล็กน้อยจะสร้างโอกาสสำหรับความก้าวหน้า
แม้แต่ในขวดที่กำหนด แบคทีเรียบางชนิดก็มีเส้นทางที่แตกต่างกันเล็กน้อย ปัจจุบันขวดหนึ่งประกอบด้วยสองสายพันธุ์ที่แยกจากกัน — หนึ่งที่พัฒนาเพื่อสร้างอาณานิคมขนาดใหญ่เมื่อปลูกในจานเพาะเชื้อ และอีกขวดหนึ่งสำหรับสร้างอาณานิคมขนาดเล็ก สายพันธุ์ขนาดใหญ่และขนาดเล็กอยู่ร่วมกันมานานกว่า 12,000 รุ่น ผู้ผลิตอาณานิคมขนาดใหญ่ใช้กลูโคสได้ดีกว่ามาก ดังนั้นพวกมันจึงเติบโตอย่างรวดเร็ว แต่ผลิตผลพลอยได้ที่ผู้ผลิตในอาณานิคมขนาดเล็กสามารถรับประทานได้ ประชากรแต่ละกลุ่มทั้งขนาดใหญ่และขนาดเล็กได้ปรับปรุงความสามารถในการใช้กลูโคสจากรุ่นสู่รุ่น อย่างน้อยหนึ่งมาตรการ ประชากรทั้งสองสามารถประกอบกันเป็นสปีชีส์แยกกัน Lenski และเพื่อนร่วมงานของเขาเสนอในปี 2548 ในวารสาร Journal of Molecular Evolution
อย่างไรก็ตาม ดูเหมือนว่า Conway Morris จะพูดถูก แม้ว่ารายละเอียดจะแตกต่างกัน การเล่นซ้ำของวิวัฒนาการในขวดโหลก็ให้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันมากในแต่ละขวด แต่แล้วสิ่งที่ไม่คาดคิดก็เกิดขึ้นอย่างสมบูรณ์
หลังจากผ่านไปประมาณ 31,500 รุ่น แบคทีเรียกินกลูโคสในขวดใดขวดหนึ่งก็พัฒนาความสามารถในการกินสารเคมีที่เรียกว่าซิเตรต ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่มี E. coli อื่นทำ นักวิจัยรายงานเมื่อเดือนมิถุนายนปีที่แล้วในรายงานการประชุมของ National Academy of Sciences (SN Online : 6/2/08).
“พวกเขากินอาหารจานหลักมานับพันชั่วอายุคน” Lenski กล่าว “พวกเขาไม่รู้ว่ามีถาดขนมอยู่ตรงหัวมุม”สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ