Η εξέλιξη όχι μόνο διαμόρφωσε την εμφάνιση του πλανήτη μας σήμερα, αλλά συνεχίζει να αλλάζει τον κόσμο σε μικρή κλίμακα κάθε μέρα. Και ενώ δεν μπορείτε (συνήθως) να βλέπετε πώς οι οργανισμοί εξελίσσονται καθημερινά, οποιοδήποτε εξελικτικό συμβάν μικρής κλίμακας έχει τη δυνατότητα να μας επηρεάσει ως είδος. Περίπτωση: μικρόβια, όπως βακτήρια και ιοί. Επειδή εξελίσσονται τόσο γρήγορα, τα μικρόβια προσφέρουν μια ματιά στο πώς συμβαίνει η εξέλιξη σε μια επιταχυνόμενη χρονοδιάγραμμα και να δώσετε ένα παράδειγμα για το πώς η εξέλιξη μπορεί να επηρεάσει την ανθρώπινη υγεία, μερικές φορές με καταστροφική υπάρχοντα.
Ενώ οι επιστήμονες μελετούν την εξέλιξη των μικροβίων για αιώνες, οι ερευνητές πρόσφατα ανακάλυψε ένα νέο μονοπάτι εξέλιξης που εμβαθύνει την κατανόησή μας για το πώς προσαρμόζονται οι ιοί τους περιβάλλον. Διαβάστε παρακάτω για να μάθετε περισσότερα σχετικά με το πώς η εξέλιξη διαμορφώνει τη σχέση μας με τα μικρόβια και τις νέες ανακαλύψεις που προσθέτουν ένα νέο επίπεδο πολυπλοκότητας στην ιογενή εξέλιξη.
Ανανέωση: Ο ρόλος των μεταλλάξεων στην εξέλιξη
Ενώ η βιοποικιλότητα στη γη σήμερα μιλά για τα βαθιά αποτελέσματα της εξέλιξης, η εξέλιξη συμβαίνει σε μικρο-κλίμακα με τυχαίες γενετικές αλλαγές. Μια γενετική μετάλλαξη που αλλάζει την προκύπτουσα πρωτεΐνη με τρόπο που ωφελεί την αναπαραγωγική επιτυχία ενός οργανισμού, όπως Η αύξηση της ενεργειακής απόδοσης ή η αύξηση της αντοχής στις ασθένειες, είναι πιο πιθανό να μεταδοθεί από γενιά σε γενιά. Από την άλλη πλευρά, οι γενετικές μεταλλάξεις που αλλάζουν την προκύπτουσα πρωτεΐνη με αρνητικό τρόπο και μειώνουν μια Η αναπαραγωγική επιτυχία ενός ατόμου είναι λιγότερο πιθανό να μεταδοθεί και μπορεί να καταργηθεί σταδιακά από το γονίδιο πισίνα.
Ο ευκολότερος τρόπος για να δείτε την εξέλιξη στη δράση σήμερα είναι η μικροβιακή αντοχή. Τα βακτήρια και οι ιοί συγκαταλέγονται μεταξύ των ταχύτερα μεταλλαγμένων ειδών, επειδή αντιγράφονται εξαιρετικά γρήγορα (ειδικά σε σύγκριση με τον άνθρωπο). Αυτό σημαίνει ότι και οι δύο μπορούν να αποκτήσουν μεταλλάξεις γρήγορα και γρήγορα υποβάλλονται σε γενιές ανάπτυξης που ενισχύουν τις ευεργετικές μεταλλάξεις και μειώνουν τις επιβλαβείς. Οι γενετικές μεταλλάξεις που παρέχουν αντοχή στα αντιβιοτικά παρέχουν ένα ισχυρό αναπαραγωγικό πλεονέκτημα για τα βακτήρια που τα έχετε, για παράδειγμα, και αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η ανάπτυξη εξαιρετικά ανθεκτικών υπερφυσικών σκευών είναι τόσο ανησυχητική για τη δημόσια υγεία.
Λοιπόν, πώς ισχύει αυτό για ιούς;
Οι ιοί χρησιμοποιούν επίσης γενετικές μεταλλάξεις για να εξελιχθούν και να διατηρήσουν την ικανότητα να μολύνουν τα κύτταρα ξενιστές. Οι ιοί μολύνουν τους ξενιστές τους αναγνωρίζοντας συγκεκριμένους υποδοχείς στις μεμβράνες των κυττάρων ξενιστών - υποδοχείς που τους επιτρέπουν να εισέλθουν στο κύτταρο. Ειδικές πρωτεΐνες αναγνώρισης ξενιστή στον ιό προσκολλούνται στους υποδοχείς ξενιστές, όπως ένα κλείδωμα που χωράει σε ένα κλειδί. Ο ιός μπορεί στη συνέχεια να εισέλθει στο κελί (μόλυνση του ξενιστή) και να «εισβάλει» στο σύστημα του ξενιστή για τη δημιουργία περισσότερων ιών.
Οι ιοί ακολουθούν τους πρότυπους «κανόνες» για την εξέλιξη και οι γενετικές μεταλλάξεις μπορούν να επηρεάσουν την ικανότητά τους να μολύνουν έναν ξενιστή. Μια γενετική μετάλλαξη που δημιουργεί πιο αποτελεσματικά «κλειδιά» ωφελεί τον ιό, για παράδειγμα. Από την άλλη πλευρά, οι γενετικές μεταλλάξεις στις «κλειδαριές» των ξενιστών θα μπορούσαν να καταλήξουν να κλειδώσουν έναν ιό. Σκεφτείτε το σαν ένα παιχνίδι γάτας και ποντικιού: Ο ιός ευνοεί τις μεταλλάξεις που του επιτρέπουν να επηρεάζει τους ξενιστές και αναπαραγωγή πιο αποτελεσματικά, ενώ ο ξενιστής ευνοεί μεταλλάξεις που τον προστατεύουν από τον ιό μόλυνση.
Ενώ αυτά τα βασικά δόγματα της εξέλιξης δεν είναι νέα, οι επιστήμονες μόλις τώρα ανακαλύπτουν πως ευέλικτοι ιοί μπορούν να εξελίσσουν το καλύτερο «κλειδί» για να μολύνουν νέους ξενιστές.
Νέα έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο Επιστήμη το 2018 διαπίστωσε ότι οι ιοί μπορούν επίσης να προσαρμόσουν τον τρόπο με τον οποίο τα γονίδια τους μεταφράζονται σε πρωτεΐνες. Αντί να ακολουθούν το γενικό παράδειγμα «ένα γονίδιο, μία πρωτεΐνη», οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι ιοί θα μπορούσαν να προσαρμοστούν στο περιβάλλον τους δημιουργώντας πολλαπλές διαφορετικές πρωτεΐνες από το ίδιο γονίδιο. Με άλλα λόγια, οι ιοί θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν ένα γονίδιο για να δημιουργήσουν δύο εντελώς διαφορετικά «κλειδιά», ικανά να χωρέσουν σε δύο «κλειδαριές» του ξενιστή.
Τι σημαίνουν αυτά τα αποτελέσματα;
Αν και είναι πολύ νωρίς για να κατανοήσουμε τον πλήρη αντίκτυπο αυτής της νέας μορφής εξέλιξης, θα μπορούσε να μας βοηθήσει κατανοήστε τις μολύνσεις από υπερχειλιστή, οι οποίες εμφανίζονται όταν μια ασθένεια που ξεκινά σε ένα είδος θα μπορούσε να αρχίσει να εμφανίζεται αλλο. Δεδομένου ότι τα SARS, Ebola και HIV ξεκίνησαν ως μετάδοση υπερχειλιστή, είναι εύκολο να καταλάβουμε γιατί η κατανόηση των λοιμώξεων από υπερχειλιστές είναι σημαντική για τη δημόσια υγεία.
Φυσικά, δείχνει επίσης ότι η εξέλιξη δεν συμβαίνει μόνο σε γενετικό επίπεδο. Και αυτό το πρόσφατα ανακαλυφθέν εξελικτικό φαινόμενο μπορεί να μας δώσει πληροφορίες για το πού προέρχονται ορισμένες μολυσματικές ασθένειες και από πού πηγαίνει το πεδίο.
