Еволюцията не само оформи начина, по който изглежда нашата планета днес, но и продължава да променя света в малък мащаб всеки ден. И докато не можете (обикновено) да видите как организмите се развиват всеки ден, всяко малко еволюционно събитие има потенциала да ни въздейства като вид. Пример: микроби, като бактерии и вируси. Тъй като те се развиват толкова бързо, микробите предлагат поглед върху това как еволюцията се случва ускорено график и дайте пример за това как еволюцията може да повлияе на човешкото здраве, понякога с катастрофа ефекти.
Докато учените изучават еволюцията на микробите от векове, изследователите напоследък откриха нов път на еволюция, който задълбочава нашето разбиране за това как вирусите се адаптират към своите околен свят. Прочетете, за да научите повече за това как еволюцията оформя връзката ни с микробите и новите открития, които добавят нов слой сложност към вирусната еволюция.
Освежител: Ролята на мутациите в еволюцията
Докато биоразнообразието на земята днес говори за дълбоките ефекти на еволюцията, еволюцията се случва в микромащаб със случайни генетични промени. Генетична мутация, която променя получения протеин по начин, който благоприятства репродуктивния успех на организма, като например повишаването на енергийната ефективност или повишаването на устойчивостта към болести е по-вероятно да се предаде от поколение на поколение. От друга страна, генетични мутации, които променят получения протеин по отрицателен начин и намаляват an репродуктивният успех на индивида е по-малко вероятно да бъде предаден и може да бъде постепенно премахнат от гена басейн.
Днес най-лесният начин да се види еволюцията в действие е антимикробната резистентност. Бактериите и вирусите са сред най-бързо мутиращите видове, защото се размножават изключително бързо (особено в сравнение с хората). Това означава, че и двете могат бързо да придобият мутации и бързо да претърпят поколения растеж, които усилват полезните мутации и намаляват вредните. Генетичните мутации, които осигуряват антибиотична резистентност, осигуряват силно репродуктивно предимство за бактериите, които има ги например, поради което разработването на високоустойчиви супербуболечки е такава грижа за общественото здраве.
И така, как това се отнася за вируси?
Вирусите също използват генетични мутации, за да се развият и поддържат способността да заразяват клетките гостоприемници. Вирусите заразяват своите гостоприемници, като идентифицират специфични рецептори върху клетъчните мембрани на гостоприемника - рецептори, които им позволяват да влязат в клетката. Специални протеини за идентификация на гостоприемника на вируса се прикрепят към рецепторите на гостоприемника, като ключалка, вградена в ключ. След това вирусът може да влезе в клетката (заразявайки гостоприемника) и да „отвлече“ системата на хоста, за да генерира повече вируси.
Вирусите следват стандартните "правила" за еволюция и генетичните мутации могат да повлияят на способността им да заразят гостоприемника. Генетична мутация, която създава по-ефективни „ключове“, благоприятства вируса например. От друга страна, генетичните мутации на "ключалките" на гостоприемниците могат в крайна сметка да заключат вируса. Помислете за това като за игра на котка и мишка: Вирусът благоприятства мутациите, които му позволяват да повлияе на домакините и възпроизвеждат се по-ефективно, докато гостоприемникът благоприятства мутациите, които го предпазват от вируса инфекция.
Въпреки че тези основни принципи на еволюцията не са нови, учените тепърва откриват как гъвкавите вируси могат да развият най-добрия „ключ“ за заразяване на нови хостове.
Ново изследване, публикувано в Наука през 2018 г. установи, че вирусите също могат да адаптират начина, по който техните гени се трансформират в протеин. Вместо да следват общата парадигма „един ген, един протеин“, изследователите установяват, че вирусите могат да се адаптират към заобикалящата ги среда, като създават множество различни протеини от един и същ ген. С други думи, вирусите могат да използват един ген, за да създадат два напълно различни „ключа“, способни да се поберат в две „ключалки“ на хоста.
Какво означават тези резултати?
Въпреки че е твърде рано да разберем пълното въздействие на тази новооткрита форма на еволюция, тя може да ни помогне да разберат преливане на инфекции, които се появяват, когато заболяване, което започва в един вид, може да започне да се появява в друг. Тъй като ТОРС, Ебола и ХИВ започват като пренасяне на разпространение, е лесно да се разбере защо разбирането за преливане на инфекции е важно за общественото здраве.
Разбира се, това също показва, че еволюцията не се случва само на генетично ниво. И този новооткрит еволюционен феномен може да ни даде представа откъде са дошли някои инфекциозни заболявания и накъде върви полето.