Experimental evolution is the use of laboratory experiments or controlled field manipulations to explore evolutionary dynamics.
Evolusi eksperimental adalah percobaan di laboratorium atau manipulasi suatu tempat secara terkendali untuk meneliti dinamika evolusi.
Evolution may be observed in the laboratory as populations adapt to new environmental conditions by natural selection.
Evolusi dapat diamati di laboratorium ketika individu/populasi beradaptasi di lingkungan yang baru melalui seleksi alam.
Adaptation can arise in experimental evolution in two different ways.
Adaptasi dapat muncul dalam evolusi eksperimental dengan dua cara.
One is via an individual organism gaining a novel beneficial mutation.
Cara pertama adalah ketika suatu organisme memperoleh mutasi yang menguntungkan mereka.
The other is from allele frequency change in standing genetic variation already present in a population of organisms.
Yang lainnya adalah dari perubahan frekuensi alel pada variasi genetik yang sudah ada dalam populasi organisme.
Other evolutionary forces outside of mutation and natural selection can also play a role or be incorporated into experimental evolution studies, such as genetic drift and gene flow.
Kekuatan evolusioner lain di luar mutasi dan seleksi alam juga dapat berperan atau dimasukkan ke dalam studi evolusi eksperimental, seperti penyimpangan genetik dan aliran gen. Organisme yang digunakan ditentukan oleh pelaku eksperimen, berdasarkan hipotesis yang akan diuji.
Many generations are required for adaptive mutation to occur, and experimental evolution via mutation is carried out in viruses or unicellular organisms with rapid generation times, such as bacteria and asexual clonal yeast.
Diperlukan banyak generasi agar mutasi adaptif dapat terjadi, dan evolusi eksperimental melalui mutasi dilakukan pada virus atau organisme uniseluler dengan waktu generasi yang cepat, seperti bakteri dan ragi klonal aseksual.
Polymorphic populations of asexual or sexual yeast, and multicellular eukaryotes like Drosophila, can adapt to new environments through allele frequency change in standing genetic variation.
Populasi polimorfik ragi aseksual atau seksual, dan eukariota multiseluler seperti Drosophila, dapat beradaptasi dengan lingkungan baru melalui perubahan frekuensi alel dalam variasi genetik yang ada.
Organisms with longer generations times, although costly, can be used in experimental evolution.
Organisme dengan waktu generasi yang lebih lama, meskipun mahal, dapat digunakan dalam eksperimen evolusi.
More recently, experimentally evolved individuals or populations are often analyzed using whole genome sequencing, an approach known as Evolve and Resequence (E&R).
Baru-baru ini, individu atau populasi yang berevolusi secara eksperimental sering kali dianalisis menggunakan pengurutan keseluruhan genom, sebuah pendekatan yang dikenal sebagai Evolve and Resequence (E&R).
E&R can identify mutations that lead to adaptation in clonal individuals or identify alleles that changed in frequency in polymorphic populations, by comparing the sequences of individuals/populations before and after adaptation.
E&R dapat mengidentifikasi mutasi yang menyebabkan adaptasi pada individu klonal atau mengidentifikasi alel yang berubah frekuensinya pada populasi polimorfik, dengan membandingkan urutan individu/populasi sebelum dan sesudah adaptasi.
The sequence data makes it possible to pinpoint the site in a DNA sequence that a mutation/allele frequency change occurred to bring about adaptation.
Data sekuens memungkinkan untuk menunjukkan dengan tepat lokasi dalam sekuens DNA yang terjadi mutasi/perubahan frekuensi alel untuk menghasilkan adaptasi.
The nature of the adaptation and functional follow up studies can shed insight into what effect the mutation/allele has on phenotype.
Sifat adaptasi dan studi tindak lanjut fungsional dapat memberikan wawasan tentang pengaruh mutasi/alel terhadap fenotipe.
Unwittingly, humans have carried out evolution experiments for as long as they have been domesticating plants and animals.
Tanpa disadari, manusia telah melakukan eksperimen evolusi sejak mereka mendomestikasi tumbuhan dan hewan.
Selective breeding of plants and animals has led to varieties that differ dramatically from their original wild-type ancestors.
Perkembangbiakan secara selektif terhadap tumbuhan dan hewan telah menghasilkan varietas yang sangat berbeda dari nenek moyang aslinya yang bersifat liar.
Examples are the cabbage varieties, maize, or the large number of different dog breeds.
Contohnya adalah varietas kubis, jagung, atau sejumlah besar ras anjing yang berbeda.
The power of human breeding to create varieties with extreme differences from a single species was already recognized by Charles Darwin.
Kekuatan pembiakan manusia untuk menciptakan varietas dengan perbedaan ekstrem dari satu spesies telah diakui oleh Charles Darwin.
In fact, he started out his book The Origin of Species with a chapter on variation in domestic animals.
Bahkan, ia memulai bukunya The Origin of Species dengan bab tentang variasi hewan peliharaan.
In this chapter, Darwin discussed in particular the pigeon.
Dalam bab ini, Darwin secara khusus membahas tentang merpati.
I am fully convinced that the common opinion of naturalists is correct, namely, that all have descended from the rock-pigeon (Columba livia), including under this term several geographical races or sub-species, which differ from each other in the most trifling respects.
Saya yakin sepenuhnya bahwa pendapat umum para naturalis itu benar, yaitu bahwa semua keturunan merpati batu (Columba livia), termasuk dalam istilah ini beberapa ras atau subspesies geografis, yang berbeda satu sama lain.
One of the first to carry out a controlled evolution experiment was William Dallinger.
Salah satu orang pertama yang melakukan eksperimen evolusi terkendali adalah William Dallinger.
In the late 19th century, he cultivated small unicellular organisms in a custom-built incubator over a time period of seven years (1880–1886).
Pada akhir abad ke-19, ia membudidayakan organisme uniseluler kecil dalam inkubator yang dibuat khusus selama jangka waktu tujuh tahun (1880–1886).
Dallinger slowly increased the temperature of the incubator from an initial 60 °F up to 158 °F.
Dallinger secara perlahan meningkatkan suhu inkubator dari suhu awal 60 °F menjadi 158 °F.
The early cultures had shown clear signs of distress at a temperature of 73 °F, and were certainly not capable of surviving at 158 °F.
Kultur awal telah menunjukkan tanda-tanda kesusahan yang jelas pada suhu 73 °F, dan tentu saja tidak mampu bertahan pada suhu 158 °F.
However, these organisms would no longer grow at the initial 60 °F.
Namun, organisme ini tidak lagi tumbuh pada suhu awal 60 °F.
Dallinger concluded that he had found evidence for Darwinian adaptation in his incubator, and that the organisms had adapted to live in a high-temperature environment.
Dallinger menyimpulkan bahwa dia telah menemukan bukti adaptasi Darwin di inkubatornya, dan bahwa organisme tersebut telah beradaptasi untuk hidup di lingkungan bersuhu tinggi.
Dallinger's incubator was accidentally destroyed in 1886, and Dallinger could not continue this line of research.
Inkubator Dallinger secara tidak sengaja hancur pada tahun 1886, dan Dallinger tidak dapat melanjutkan penelitian ini.
From the 1880s to 1980, experimental evolution was intermittently practiced by a variety of evolutionary biologists, including the highly influential Theodosius Dobzhansky.
Dari tahun 1880-an hingga 1980, evolusi eksperimental dipraktikkan secara berkala oleh berbagai ahli biologi evolusi, termasuk Theodosius Dobzhansky yang sangat berpengaruh.
Like other experimental research in evolutionary biology during this period, much of this work lacked extensive replication and was carried out only for relatively short periods of evolutionary time.
Seperti penelitian eksperimental lain dalam biologi evolusi pada periode ini, sebagian besar penelitian ini tidak memiliki replikasi ekstensif dan hanya dilakukan dalam periode waktu evolusi yang relatif singkat.
Experimental evolution has been used in various formats to understand underlying evolutionary processes in a controlled system.
Evolusi eksperimental telah digunakan dalam berbagai format untuk memahami proses evolusi yang
Experimental evolution has been performed on multicellular and unicellular eukaryotes, prokaryotes, and viruses.
Evolusi eksperimental telah dilakukan pada eukariota multiseluler dan uniseluler, prokariota, dan virus.
Similar works have also been performed by directed evolution of individual enzyme, ribozyme and replicator genes.
Eksperimen serupa juga telah dilakukan menggunakan evolusi terarah terhadap enzim individu, ribozim, dan gen replikator.
By transferring them to plants normally nearly or completely unsuitable for them, he had forced populations of parthenogenetic descendants to adapt to the new food source to the point of reproductive isolation from the regular populations of the same species.
Dengan memindahkan mereka ke tanaman yang biasanya hampir atau sama sekali tidak cocok untuk mereka, ia telah memaksa populasi keturunan partenogenetik untuk beradaptasi dengan sumber makanan baru hingga terjadi isolasi reproduktif dari populasi reguler spesies yang sama.
One of the first of a new wave of experiments using this strategy was the laboratory "evolutionary radiation" of Drosophila melanogaster populations that Michael R. Rose started in February, 1980.
Salah satu eksperimen gelombang baru pertama yang menggunakan strategi ini adalah laboratorium "radiasi evolusioner" populasi Drosophila melanogaster yang dimulai oleh Michael R. Rose pada bulan Februari 1980.
This system started with ten populations, five cultured at later ages, and five cultured at early ages.
Sistem ini dimulai dengan sepuluh populasi, lima dikultur pada usia lanjut, dan lima dikultur pada usia dini.
Since then more than 200 different populations have been created in this laboratory radiation, with selection targeting multiple characters.
Sejak itu, lebih dari 200 populasi berbeda telah diciptakan di laboratorium radiasi ini, dengan seleksi yang menargetkan banyak karakter.
Some of these highly differentiated populations have also been selected "backward" or "in reverse," by returning experimental populations to their ancestral culture regime.
Beberapa dari populasi yang sangat terdiferensiasi ini juga telah diseleksi secara “mundur” atau “terbalik”, dengan mengembalikan populasi percobaan ke rezim kultur nenek moyang mereka.
Hundreds of people have worked with these populations over the better part of three decades.
Ratusan orang telah bekerja dengan populasi ini selama lebih dari tiga dekade.
Much of this work is summarized in the papers collected in the book Methuselah Flies.
Sebagian besar pekerjaan ini dirangkum dalam makalah yang dikumpulkan dalam buku Metuselah Flies.
The early experiments in flies were limited to studying phenotypes but the molecular mechanisms, i.e., changes in DNA that facilitated such changes, could not be identified.
Eksperimen awal pada lalat terbatas pada mempelajari fenotipe tetapi mekanisme molekuler, yaitu perubahan DNA yang memfasilitasi perubahan tersebut, tidak dapat diidentifikasi.
This changed with genomics technology.
Hal ini berubah dengan teknologi genomik.
Subsequently, Thomas Turner coined the term Evolve and Resequence (E&R) and several studies used E&R approach with mixed success.
Selanjutnya, Thomas Turner menciptakan istilah Evolve and Resequence (E&R) dan beberapa penelitian menggunakan pendekatan E&R dengan keberhasilan yang beragam.
One of the more interesting experimental evolution studies was conducted by Gabriel Haddad's group at UC San Diego, where Haddad and colleagues evolved flies to adapt to low oxygen environments, also known as hypoxia.
Salah satu studi evolusi eksperimental yang lebih menarik dilakukan oleh kelompok Gabriel Haddad di UC San Diego, di mana Haddad dan rekannya mengembangkan lalat untuk beradaptasi dengan lingkungan dengan oksigen rendah, yang juga dikenal sebagai hipoksia.
After 200 generations, they used E&R approach to identify genomic regions that were selected by natural selection in the hypoxia adapted flies.
Setelah 200 generasi, mereka menggunakan pendekatan E&R untuk mengidentifikasi wilayah genom yang dipilih melalui seleksi alam pada lalat yang beradaptasi dengan hipoksia.
More recent experiments are following up E&R predictions with RNAseq and genetic crosses.
Eksperimen yang lebih baru menindaklanjuti prediksi E&R dengan RNAseq dan persilangan genetik.
Such efforts in combining E&R with experimental validations should be powerful in identifying genes that regulate adaptation in flies.
Upaya menggabungkan E&R dengan validasi eksperimental harus ampuh dalam mengidentifikasi gen yang mengatur adaptasi pada lalat.
Many microbial species have short generation times, easily sequenced genomes, and well-understood biology.
Banyak spesies mikroba memiliki waktu generasi yang singkat, genom yang mudah diurutkan, dan biologi yang dipahami dengan baik.
They are therefore commonly used for experimental evolution studies.
Oleh karena itu mereka biasanya digunakan untuk studi eksperimental evolusi.
The bacterial species most commonly used for experimental evolution include P. fluorescens, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis and E. coli (see below), while the Yeast S. cerevisiae has been used as a model for the study of eukaryotic evolution.
Spesies bakteri yang paling umum digunakan untuk evolusi eksperimental termasuk P. fluorescens, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis dan E. coli (lihat di bawah), sedangkan Ragi S. cerevisiae telah digunakan sebagai model untuk studi evolusi eukariotik.
One of the most widely known examples of laboratory bacterial evolution is the long-term E.coli experiment of Richard Lenski.
Salah satu contoh evolusi bakteri laboratorium yang paling dikenal luas adalah eksperimen jangka panjang E.coli yang dilakukan Richard Lenski.
On February 24, 1988, Lenski started growing twelve lineages of E. coli under identical growth conditions.
Pada tanggal 24 Februari 1988, Lenski mulai menumbuhkan dua belas garis keturunan E. coli dalam kondisi pertumbuhan yang identik.
The experiment continues to this day, and is now the longest-running (in terms of generations) controlled evolution experiment ever undertaken.
Eksperimen tersebut berlanjut hingga hari ini, dan kini menjadi eksperimen evolusi terkendali yang paling lama berjalan (dalam beberapa generasi) yang pernah dilakukan.
Since the inception of the experiment, the bacteria have grown for more than 60,000 generations.
Sejak awal percobaan, bakteri tersebut telah berkembang selama lebih dari 60.000 generasi.
Lenski and colleagues regularly publish updates on the status of the experiments.
Lenski dan rekannya secara teratur menerbitkan pembaruan tentang status eksperimen tersebut.
Bussotti and collaborators isolated amastigotes from Leishmania donovani and cultured them in vitro for 3800 generations (36 weeks).
Bussotti dan timnya mengisolasi amastigot dari Leishmania donovani dan membiakkannya secara in vitro selama 3800 generasi (36 minggu).
The culture of these parasites showed how they adapted to in vitro conditions by compensating for the loss of a NIMA-related kinase, important for the correct progression of mitosis, by increasing the expression of another orthologous kinase as the culture generations progressed.
Kultur parasit ini menunjukkan bagaimana mereka beradaptasi dengan kondisi in vitro dengan mengkompensasi hilangnya kinase terkait NIMA, yang penting untuk perkembangan mitosis yang benar, dengan meningkatkan ekspresi kinase ortologis lainnya seiring dengan kemajuan generasi kultur.
Furthermore, it was observed how L. donovani has been adapted to in vitro culture by reducing the expression of 23 transcripts related to flagellar biogenesis and increasing the expression of ribosomal protein clusters and non-coding RNAs such as nucleolar small RNAs.
Selain itu, diamati bagaimana L. donovani telah beradaptasi dengan kultur in vitro dengan mengurangi ekspresi 23 transkrip yang terkait dengan pembentukan flagela dan meningkatkan ekspresi kelompok protein ribosom dan RNA non-coding seperti RNA kecil nukleolar.
Flagella are considered less necessary by the parasite in in vitro culture and therefore the progression of generations leads to their elimination, causing an energy saving due to lower motility so that proliferation and growth rate in culture is higher.
Flagela dianggap kurang diperlukan oleh parasit dalam kultur in vitro sehingga perkembangan generasi mengarah pada eliminasi, sehingga menyebabkan penghematan energi karena motilitas yang lebih rendah sehingga proliferasi dan laju pertumbuhan dalam kultur lebih tinggi.
The amplified snoRNAs also lead to increased ribosomal biosynthesis, increased protein biosynthesis and thus increased growth rate of the culture.
SnoRNA yang diperkuat juga menyebabkan peningkatan biosintesis ribosom, peningkatan biosintesis protein, dan dengan demikian meningkatkan laju pertumbuhan kultur.
These adaptations observed over generations of parasites are governed by copy number variations (CNV) and epistatic interactions between affected genes, and allow us to justify Leishmania genomic instability through its post-transcriptional regulation of gene expression.
Adaptasi yang diamati dari generasi ke generasi parasit ini diatur oleh variasi jumlah salinan (CNV) dan interaksi epistatik antara gen yang terkena, dan memungkinkan kita untuk membenarkan ketidakstabilan genom Leishmania melalui regulasi ekspresi gen pasca-transkripsional.
In 1993, Theodore Garland, Jr. and colleagues started a long-term experiment that involves selective breeding of mice for high voluntary activity levels on running wheels.
Pada tahun 1998, Theodore Garland, Jr. dan rekannya memulai eksperimen jangka panjang yang melibatkan pembiakan tikus secara selektif untuk mendapatkan tingkat aktivitas sukarela yang tinggi di roda lari.
Mice from the four replicate "High Runner" lines evolved to run almost three times as many running-wheel revolutions per day compared with the four unselected control lines of mice, mainly by running faster than the control mice rather than running for more minutes/day.
Tikus dari empat jalur replika "High Runner" berevolusi untuk berlari hampir tiga kali lebih banyak putaran roda lari per hari dibandingkan dengan empat jalur kontrol tikus yang tidak dipilih, terutama dengan berlari lebih cepat daripada tikus kontrol daripada berlari lebih lama beberapa menit/hari.
The HR mice have an elevated endurance running ability and maximal aerobic capacity when tested on a motorized treadmill.
Tikus HR menunjukkan peningkatan kapasitas aerobik maksimal ketika diuji pada treadmill bermotor.
They also exhibit alterations in motivation and the reward system of the brain.
Mereka juga menunjukkan perubahan motivasi dan sistem penghargaan di otak.
Pharmacological studies point to alterations in dopamine function and the endocannabinoid system.
Studi farmakologi menunjukkan perubahan fungsi dopamin dan sistem endocannabinoid.
The High Runner lines have been proposed as a model to study human attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD), and administration of Ritalin reduces their wheel running approximately to the levels of control mice.
Garis High Runner telah diusulkan sebagai model untuk mempelajari gangguan hiperaktif defisit perhatian manusia (ADHD), dan pemberian Ritalin mengurangi roda berjalan kira-kira sama dengan tingkat tikus kontrol.
Although the selection protocol does not impose a thermoregulatory burden, both the basal metabolic rate and thermogenic capacity increased in the Aerobic lines.
Meskipun protokol seleksi tidak memberikan beban termoregulasi, baik laju metabolisme basal maupun kapasitas termogenik meningkat pada lini Aerobik.
Thus, the results have provided some support for the "aerobic capacity model" for the evolution of endothermy in mammals.
Dengan demikian, hasilnya memberikan beberapa dukungan untuk “model kapasitas aerobik” untuk evolusi endotermi pada mamalia.
The increased predatory behavior is associated with a more proactive coping style ("personality").
Meningkatnya perilaku predator dikaitkan dengan daya penanggulangan yang lebih proaktif (“kepribadian”).
Thus, the selection has resulted in evolution of the entire holobiome, and the experiment may offer a laboratory model of hologenome evolution.
Dengan demikian, seleksi telah menghasilkan evolusi seluruh holobioma, dan eksperimen tersebut mungkin menawarkan model laboratorium evolusi hologenom.
Synthetic biology offers unique opportunities for experimental evolution, facilitating the interpretation of evolutionary changes by inserting genetic modules into host genomes and applying selection specifically targeting such modules.
Biologi sintetis menawarkan peluang unik untuk evolusi eksperimental, memfasilitasi interpretasi perubahan evolusioner dengan memasukkan modul genetik ke dalam genom inang dan menerapkan seleksi yang secara khusus menargetkan modul tersebut.
Synthetic biological circuits inserted into the genome of Escherichia coli or the budding yeast Saccharomyces cerevisiae degrade (lose function) during laboratory evolution.
Sirkuit biologis sintetis yang dimasukkan ke dalam genom Escherichia coli atau ragi bertunas Saccharomyces cerevisiae terdegradasi (kehilangan fungsi) selama evolusi laboratorium.
With appropriate selection, mechanisms underlying the evolutionary regain of lost biological function can be studied.
Dengan seleksi yang tepat, mekanisme yang mendasari perolehan kembali fungsi biologis yang hilang secara evolusioner dapat dipelajari.
Experimental evolution of mammalian cells harboring synthetic gene circuits reveals the role of cellular heterogeneity in the evolution of drug resistance, with implications for chemotherapy resistance of cancer cells.
Evolusi eksperimental sel mamalia yang mengandung sirkuit gen sintetis mengungkap peran heterogenitas seluler dalam evolusi resistansi obat, dengan implikasi terhadap resistansi kemoterapi sel kanker.
Stickleback fish have both marine and freshwater species, the freshwater species evolving since the last ice age.
Stickleback (ikan punggung duri) memiliki spesies laut dan air tawar, spesies air tawar berevolusi sejak zaman es terakhir.
Freshwater species can survive colder temperatures.
Spesies air tawar dapat bertahan hidup pada suhu yang lebih dingin.
Scientists tested to see if they could reproduce this evolution of cold-tolerance by keeping marine sticklebacks in cold freshwater.
Para ilmuwan menguji apakah mereka dapat mereproduksi evolusi toleransi dingin ini dengan memelihara ikan stickleback laut di air tawar yang dingin.
It took the marine sticklebacks only three generations to evolve to match the 2.5 degree Celsius improvement in cold-tolerance found in wild freshwater sticklebacks.
Stickleback laut hanya membutuhkan waktu tiga generasi untuk berevolusi agar dapat menyamai peningkatan toleransi dingin sebesar 2,5 derajat Celcius yang ditemukan pada stickleback air tawar liar.
Microbial cells and recently mammalian cells are evolved under nutrient limiting conditions to study their metabolic response and engineer cells for useful characteristics.
Sel mikroba dan juga baru-baru ini sel mamalia telah berevolusi dalam kondisi keterbatasan nutrisi untuk mempelajari respons metabolismenya dan merekayasa sel agar memiliki karakteristik yang berguna.
Because of their rapid generation times microbes offer an opportunity to study microevolution in the classroom.
Karena waktu generasinya yang cepat, mikroba menawarkan kesempatan untuk mempelajari mikroevolusi di kelas.
A number of exercises involving bacteria and yeast teach concepts ranging from the evolution of resistance to the evolution of multicellularity.
Sejumlah latihan yang melibatkan bakteri dan ragi mengajarkan konsep, mulai dari evolusi resistensi hingga evolusi multiseluler.
With the advent of next-generation sequencing technology it has become possible for students to conduct an evolutionary experiment, sequence the evolved genomes, and to analyze and interpret the results.
Dengan munculnya teknologi pengurutan generasi mendatang, siswa dapat melakukan eksperimen evolusi, mengurutkan genom yang berevolusi, dan menganalisis serta menafsirkan hasilnya.
Experimental Evolution Publications by Ted Garland: Artificial Selection for High Voluntary Wheel-Running Behavior in House Mice — a detailed list of publications.
Experimental Evolution Publications by Ted Garland: Artificial Selection for High Voluntary Wheel-Running Behavior in House Mice — sebuah daftar rinci publikasi.
Experimental Evolution — a list of laboratories that study experimental evolution.
Experimental Evolution — daftar laboratorium yang mempelajari evolusi eksperimental.