Das „Langfristige Evolutionsexperiment“ (LTTE) zielt darauf ab, wichtige Fragen zur Evolution und zur Funktionsweise der natürlichen Selektion zu beantworten. Hierbei wird untersucht, ob der Prozess langsam oder schnell verläuft und ob sich die Kurve zu bestimmten Zeitpunkten ändert. Das Experiment läuft bereits seit fast 40 Jahren und hat Tausende von Generationen erlebt.
Seit 1988 dauert das am längsten laufende Evolutionsexperiment in der Menschheitsgeschichte an und hat bereits 80.000 Generationen gesehen. Das LTTE befasst sich mit Escherichia coli (E. coli) und verfolgt genetische Veränderungen in 12 Kolonien desselben Stammes nicht-pathogener Bakterien. Richard Lenski initiierte das Experiment am 24. Februar 1988 an der Universität von Kalifornien. Es erfordert, dass 1 Prozent der neuesten Nachkommen des ursprünglichen Stammes in eine neue verdünnte Zuckerlösung übertragen werden, wo sie weiter wachsen.
Lenski erklärt auf der Webseite, die dem Experiment gewidmet ist, dass „Bakterien innerhalb weniger Stunden um das 100-fache wachsen können.“ Sie verbleiben dort bis zum nächsten Tag, und wieder wird 1 Prozent jeder Population in frisches Medium übertragen.
„Bakterien reproduzieren sich durch binäre Spaltung: Eine Zelle wächst und, nachdem sie die Größe verdoppelt hat, teilt sie sich in zwei Tochterzellen; diese beiden Tochterzellen replicieren sich dann, um vier Zellen zu erzeugen; und so weiter,“ erklärt Lenski auf der Webseite. Dieses Wachstum von 100-fach entspricht „etwa 6 und 2/3 Verdopplungen, oder Generationen, jeden Tag.“ Nach 500 erreichten Generationen werden die E. coli, die nicht mehr verwendet werden, nach einer Schutzbehandlung mit einem Kryoprotectant eingefroren. Der Vorteil von E. coli besteht darin, dass es schnell wächst und mutiert, und die eingefrorenen Stämme später für Analysen aufgetaut werden können.
Lenski beschreibt es als „Zeitreise auf eine wissenschaftlich bedeutungsvolle Weise“. Dies ermöglicht es den Forschern, die aktuellen LTEE-Bakterien direkt mit ihren Vorfahren zu vergleichen. Die evolvierten Linien können gegen ihre Vorfahren getestet werden, um zu sehen, wie sie sich durch natürliche Selektion angepasst und weiterentwickelt haben. Das Experiment ist von entscheidender Bedeutung, da es Licht auf bestimmte Prozesse wirft, die in der Natur nicht beobachtet werden können. Das LTTE beantwortet Fragen dazu, ob die natürliche Selektion langsam oder schnell ist, ob sie zu einem bestimmten Punkt abnimmt und wie fit der Organismus wird sowie ob es eine Grenze dafür gibt.
„Sechs der 12 LTEE-Populationen haben sich bis zu 50.000 Generationen zu sogenannten ‚Hypermutatoren‘ entwickelt,“ erklärt Lenski. Die zehntausendste Übertragung des Experiments fand am 13. März 2017 statt, und im August 2024 haben die LTEE-Populationen die Grenze von 80.000 Generationen überschritten. Das Experiment läuft weiterhin und wird in naher Zukunft noch viele weitere Erkenntnisse über die Evolution liefern.
