كيف تتغير الفيروسات الطريقة التي ننظر بها إلى التطور

لم يشكل التطور الطريقة التي يبدو بها كوكبنا اليوم فحسب ، بل يستمر في تغيير العالم على نطاق ضيق كل يوم. وبينما لا يمكنك (عادة) رؤية كيف تتطور الكائنات الحية على أساس يومي ، فإن أي حدث تطوري صغير النطاق لديه القدرة على التأثير علينا كنوع. مثال على ذلك: الميكروبات ، مثل البكتيريا والفيروسات. نظرًا لأنها تتطور بسرعة كبيرة ، تقدم الميكروبات لمحة عن كيفية حدوث التطور بشكل متسارع الجدول الزمني وتقديم مثال على كيف يمكن للتطور أن يؤثر على صحة الإنسان ، وأحيانًا يكون كارثيًا تأثيرات.

بينما كان العلماء يدرسون تطور الميكروبات لعدة قرون ، قام الباحثون مؤخرًا اكتشف مسارًا جديدًا للتطور يعمق فهمنا لكيفية تكيف الفيروسات مع بيئة. تابع القراءة لمعرفة المزيد حول كيفية تشكيل التطور لعلاقتنا بالميكروبات ، والاكتشافات الجديدة التي تضيف طبقة جديدة من التعقيد إلى التطور الفيروسي.

بينما يتحدث التنوع البيولوجي على الأرض اليوم عن التأثيرات العميقة للتطور ، يحدث التطور على نطاق صغير مع تغييرات جينية عشوائية. طفرة جينية تغير البروتين الناتج بطريقة تفيد النجاح التناسلي للكائن ، مثل زيادة كفاءة الطاقة أو تعزيز المقاومة للأمراض ، من المرجح أن تنتقل من جيل إلى توليد. من ناحية أخرى ، فإن الطفرات الجينية التي تغير البروتين الناتج بطريقة سلبية وتقلل من من غير المرجح أن ينتقل النجاح الإنجابي للفرد ، وقد يتم التخلص التدريجي من الجين تجمع.

أسهل طريقة لرؤية التطور في العمل اليوم هي مقاومة مضادات الميكروبات. تعد البكتيريا والفيروسات من بين الأنواع الأسرع تحورًا ، لأنها تتكاثر بسرعة كبيرة (خاصةً عند مقارنتها بالبشر). هذا يعني أنه بإمكانهما اكتساب الطفرات بسرعة وبسرعة من خلال أجيال من النمو الذي يضخم الطفرات المفيدة ويقلل من الطفرات الضارة. توفر الطفرات الجينية التي توفر مقاومة للمضادات الحيوية ميزة إنجابية قوية للبكتيريا تناولها ، على سبيل المثال ، وهذا هو السبب في أن تطوير بكتيريا خارقة شديدة المقاومة يمثل مصدر قلق للصحة العامة.

تستخدم الفيروسات أيضًا الطفرات الجينية لتطوير القدرة على إصابة الخلايا المضيفة والحفاظ عليها. تصيب الفيروسات مضيفيها عن طريق تحديد مستقبلات معينة على أغشية الخلايا المضيفة - المستقبلات التي تسمح لها بدخول الخلية. ترتبط بروتينات تحديد المضيف الخاصة الموجودة على الفيروس بالمستقبلات المضيفة ، مثل قفل يتم تثبيته في مفتاح. يمكن للفيروس بعد ذلك دخول الخلية (إصابة المضيف) و "اختطاف" نظام المضيف لتوليد المزيد من الفيروسات.

تتبع الفيروسات "القواعد" المعيارية للتطور ، ويمكن أن تؤثر الطفرات الجينية على قدرتها على إصابة العائل. الطفرة الجينية التي تخلق "مفاتيح" أكثر فاعلية تفيد الفيروس ، على سبيل المثال. من ناحية أخرى ، قد تؤدي الطفرات الجينية إلى "أقفال" المضيفين إلى إقفال الفيروس. فكر في الأمر مثل لعبة القط والفأر: يفضل الفيروس الطفرات التي تسمح له بالتأثير على المضيفين و يتكاثر بشكل أكثر كفاءة ، بينما يفضل المضيف الطفرات التي تحميه من الفيروس عدوى.

في حين أن هذه المبادئ الأساسية للتطور ليست جديدة ، إلا أن العلماء يكتشفون الآن كيف يمكن أن تكون الفيروسات المرنة في تطوير أفضل "مفتاح" لإصابة العوائل الجديدة.

بحث جديد تم نشره في علم وجد في عام 2018 أن الفيروسات يمكنها أيضًا تكييف الطريقة التي تُترجم بها جيناتها إلى بروتين. وبدلاً من اتباع النموذج العام "لجين واحد ، وبروتين واحد" ، وجد الباحثون أن الفيروسات يمكن أن تتكيف مع محيطها عن طريق تكوين عدة بروتينات مختلفة من نفس الجين. بعبارة أخرى ، يمكن للفيروسات أن تستخدم جينًا واحدًا لإنشاء "مفتاحين" مختلفين تمامًا ، وقادرين على الاندماج في "قفل" مضيفين.

في حين أنه من السابق لأوانه فهم التأثير الكامل لهذا الشكل الجديد من التطور ، إلا أنه يمكن أن يساعدنا فهم العدوى غير المباشرة ، والتي تحدث عندما يبدأ المرض في الظهور في أحد الأنواع اخر. نظرًا لأن كل من السارس والإيبولا وفيروس نقص المناعة البشرية بدأ ينتقل بشكل غير مباشر ، فمن السهل معرفة سبب أهمية فهم العدوى غير المباشرة للصحة العامة.

بالطبع ، يُظهر أيضًا أن التطور لا يحدث على المستوى الجيني فقط. وهذه الظاهرة التطورية المكتشفة حديثًا قد تعطينا نظرة ثاقبة من أين أتت بعض الأمراض المعدية وإلى أين يتجه المجال.