運(yùn)行時間最長的進(jìn)化試驗(yàn)重現(xiàn)了自然界的另一面，并且展示了一種生物的重大變化如何改變它的環(huán)境以及居住在那個空間中所有生物的進(jìn)化軌跡。

　　長期實(shí)驗(yàn)進(jìn)化項(xiàng)目開始于1988年。美國密歇根州立大學(xué)的Richard Lenski選擇了單菌株的大腸桿菌，并且創(chuàng)建了12種培養(yǎng)菌。

　　此后的每一天，每種培養(yǎng)菌的樣品都被轉(zhuǎn)移到以葡萄糖為主要營養(yǎng)物質(zhì)的新鮮培養(yǎng)基中。如今，自試驗(yàn)開始，已有6萬多代大腸桿菌產(chǎn)生。

　　Lenski的試驗(yàn)讓人們以前所未有的細(xì)節(jié)見證了進(jìn)化。由于樣品每隔75天便被冷藏起來，因此研究團(tuán)隊(duì)能再次辨認(rèn)他們所看見的改變背后精確的基因突變。

　　最大的進(jìn)化改變在約3.15萬代之后發(fā)生。在12種培養(yǎng)菌中，一種細(xì)胞系演化出以培養(yǎng)基中另一種化學(xué)物質(zhì)—檸檬酸為食的能力。如今，來自Lenski團(tuán)隊(duì)的Caroline Turner和其他成員在一篇提交到預(yù)印本文獻(xiàn)庫的論文中描述了這種變化引發(fā)的一些影響。

　　大腸桿菌通常并不以檸檬酸為食，因?yàn)樗鼈儫o法將其攜帶進(jìn)細(xì)胞中。不過，食檸檬酸細(xì)菌中的一個突變使其產(chǎn)生逆向轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白CitT。該蛋白能讓檸檬酸繞過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞。這種蛋白的基因已經(jīng)存在，但在氧氣出現(xiàn)時通常會被關(guān)閉。

　　一旦以檸檬酸為食的能力進(jìn)化出來，整個菌群便會繁盛，因?yàn)橄嗤呐囵B(yǎng)基能維持更多細(xì)胞的生命。很快，這些以檸檬酸為食的細(xì)菌占據(jù)統(tǒng)治地位，戰(zhàn)勝了所有大腸桿菌，除了其中一株—該菌株反過來演化出利用被改變的環(huán)境的能力。

　　它通過產(chǎn)生更多的被稱為DctA的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白成功做到了這一點(diǎn)。DctA能以很小的能量代價(jià)導(dǎo)入以檸檬酸為食的菌株所導(dǎo)出的琥珀酸和其他分子。不過，事情并未就此停止。檸檬酸吞食者隨后還開始制造更多的DctA，以試圖奪回在獲取檸檬酸過程中損失的一些琥珀酸和其他分子。