Evoluce nejen formovala dnešní vzhled naší planety, ale každý den i nadále mění svět v malém měřítku. A i když (obvykle) nevidíte, jak se organismy vyvíjejí každý den, jakákoli malá evoluční událost má potenciál ovlivnit nás jako druh. Příklad: mikroby, jako jsou bakterie a viry. Protože se vyvíjejí tak rychle, mikroby nabízejí pohled na to, jak se evoluce děje zrychleně časová osa a poskytnout příklad toho, jak může evoluce ovlivnit lidské zdraví, někdy katastrofálně účinky.
Zatímco vědci studovali vývoj mikrobů po celá staletí, vědci nedávno objevili novou cestu evoluce, která prohlubuje naše chápání toho, jak se viry přizpůsobují životní prostředí. Čtěte dále a dozvíte se více o tom, jak evoluce utváří náš vztah s mikroby, a o nových objevech, které virové evoluci dodávají novou vrstvu složitosti.
Refresher: Role mutací v evoluci
Zatímco biodiverzita na Zemi dnes hovoří o hlubokých dopadech evoluce, evoluce probíhá v mikro měřítku s náhodnými genetickými změnami. Genetická mutace, která mění výsledný protein způsobem, který prospívá reprodukčnímu úspěchu organismu, jako je například zvyšování energetické účinnosti nebo zvyšování odolnosti vůči chorobám se pravděpodobně přenáší z generace na generace. Na druhé straně genetické mutace, které negativně mění výsledný protein a snižují reprodukční úspěch jedince je méně pravděpodobné, že bude přenesen, a může být vyřazen z genu bazén.
Nejjednodušší způsob, jak dnes vidět vývoj v akci, je antimikrobiální rezistence. Bakterie a viry patří mezi nejrychleji mutující druhy, protože se replikují extrémně rychle (zejména ve srovnání s lidmi). To znamená, že mohou rychle získat mutace a rychle podstoupit generace růstu, které zesilují prospěšné mutace a snižují škodlivé. Genetické mutace, které poskytují rezistenci na antibiotika, poskytují silnou reprodukční výhodu bakteriím, které mít je například, a proto je vývoj vysoce odolných superbugů takovým problémem veřejného zdraví.
Jak to tedy platí pro viry?
Viry také používají genetické mutace k vývoji a udržování schopnosti infikovat hostitelské buňky. Viry infikují své hostitele identifikací specifických receptorů na membránách hostitelských buněk - receptory, které jim umožňují vstoupit do buňky. Speciální hostitelské identifikační proteiny na viru se připojují k hostitelským receptorům, jako zámek zapadající do klíče. Virus pak může vstoupit do buňky (infikovat hostitele) a „unést“ systém hostitele, aby vytvořil více virů.
Viry se řídí standardními „pravidly“ evoluce a genetické mutace mohou ovlivnit jejich schopnost infikovat hostitele. Například genetická mutace, která vytváří účinnější „klíče“, prospívá viru. Na druhé straně by genetické mutace „zámků“ hostitelů mohly skončit uzamčením viru. Představte si to jako hru na kočku a myš: Virus upřednostňuje mutace, které mu umožňují ovlivnit hostitele a efektivněji se množí, zatímco hostitel upřednostňuje mutace, které jej chrání před viry infekce.
I když tyto základní principy evoluce nejsou nové, vědci právě objevují jak flexibilní viry mohou vyvíjet nejlepší „klíč“ k infikování nových hostitelů.
Nový výzkum publikovaný v Věda v roce 2018 zjistili, že viry se mohou také přizpůsobit způsobu, jakým jsou jejich geny převedeny na bílkoviny. Místo dodržování obecného paradigmatu „jeden gen, jeden protein“ vědci zjistili, že viry se mohou přizpůsobit svému okolí vytvořením více různých proteinů ze stejného genu. Jinými slovy, viry mohly použít jeden gen k vytvoření dvou zcela odlišných „klíčů“ schopných zapadnout do dvou „zámků“ hostitele.
Co znamenají tyto výsledky?
I když je příliš brzy na to, abychom pochopili plný dopad této nově objevené formy evoluce, mohlo by nám to pomoci pochopit přelévání infekcí, ke kterým dochází, když by se mohlo začít objevovat onemocnění, které začíná u jednoho druhu další. Vzhledem k tomu, že SARS, Ebola a HIV začaly jako přenos přelévání, je snadné pochopit, proč je pochopení přelévacích infekcí důležité pro veřejné zdraví.
Samozřejmě také ukazuje, že evoluce neprobíhá jen na genetické úrovni. A tento nově objevený evoluční jev nám může poskytnout pohled na to, odkud pocházejí některé infekční nemoci a kam pole směřuje.
