Evoluutio ei vain muokannut planeettamme ulkonäköä, vaan se muuttaa maailmaa edelleen pienessä mittakaavassa joka päivä. Ja vaikka et voi (yleensä) nähdä, miten organismit kehittyvät päivittäin, pienillä evoluutiotapahtumilla on potentiaalia vaikuttaa meihin lajeina. Tapaus: mikrobit, kuten bakteerit ja virukset. Koska ne kehittyvät niin nopeasti, mikrobit tarjoavat vilauksen siitä, kuinka evoluutio tapahtuu kiihtyneellä aikajanan ja tarjota esimerkki siitä, miten evoluutio voi vaikuttaa ihmisten terveyteen, toisinaan tuhoisasti vaikutuksia.
Vaikka tutkijat ovat tutkineet mikrobien kehitystä vuosisatojen ajan, tutkijat äskettäin löysi uuden evoluutiopolun, joka syventää ymmärrystämme siitä, miten virukset sopeutuvat viruksiinsa ympäristössä. Lue lisää siitä, miten evoluutio muokkaa suhdettamme mikrobeihin, ja uusista löydöksistä, jotka lisäävät uuden monimutkaisuuden viruksen evoluutioon.
Päivitys: Mutaatioiden rooli evoluutiossa
Vaikka biologinen monimuotoisuus maan päällä puhuu nykyään evoluution syvistä vaikutuksista, evoluutio tapahtuu mikrotasolla satunnaisilla geneettisillä muutoksilla. Geneettinen mutaatio, joka muuttaa syntyvää proteiinia tavalla, joka hyödyttää organismin lisääntymismenestystä, kuten energiatehokkuuden lisääminen tai tautiresistenssin lisääminen siirtyy todennäköisemmin sukupolvelta toiselle sukupolvi. Toisaalta geneettiset mutaatiot, jotka muuttavat tuloksena olevaa proteiinia negatiivisesti ja vähentävät an yksilön lisääntymismenestys siirtyy vähemmän todennäköisesti, ja se voidaan asteittain poistaa geenistä uima-allas.
Helpoin tapa nähdä evoluutio toiminnassa on mikrobilääkeresistenssi. Bakteerit ja virukset ovat nopeimmin mutaatioita, koska ne lisääntyvät erittäin nopeasti (etenkin ihmisiin verrattuna). Tämä tarkoittaa, että ne molemmat voivat hankkia mutaatiot nopeasti ja nopeasti kasvavan sukupolvien ajan, jotka vahvistavat hyödyllisiä mutaatioita ja vähentävät haitallisia. Geneettiset mutaatiot, jotka tarjoavat antibioottiresistenssin, tarjoavat vahvan lisääntymisetu bakteereille, jotka saada niitä esimerkiksi, minkä vuoksi erittäin vastustuskykyisten superbugien kehittäminen on niin kansanterveyden huolenaihe.
Joten miten tämä koskee viruksia?
Virukset käyttävät myös geneettisiä mutaatioita kehittääkseen ja ylläpitääkseen kykyä tartuttaa isäntäsoluja. Virukset tartuttavat isäntänsä tunnistamalla spesifiset reseptorit isäntäsolukalvoissa - reseptorit, jotka antavat niiden päästä soluun. Viruksen erityiset isäntätunnisteproteiinit kiinnittyvät isäntoreseptoreihin, kuten avaimeen sopiva lukko. Virus voi sitten päästä soluun (tartuttaa isännän) ja "kaapata" isännän järjestelmän tuottaakseen enemmän viruksia.
Virukset noudattavat evoluution tavanomaisia "sääntöjä", ja geneettiset mutaatiot voivat vaikuttaa niiden kykyyn tartuttaa isäntä. Geneettinen mutaatio, joka luo tehokkaammat "avaimet", hyödyttää esimerkiksi virusta. Toisaalta geneettiset mutaatiot isäntien "lukkoihin" voivat lopulta sulkea viruksen. Ajattele sitä kuin kissa- ja hiiripeli: Virus suosii mutaatioita, jotka antavat sen vaikuttaa isäntiin ja lisääntyä tehokkaammin, kun taas isäntä suosii mutaatioita, jotka suojaavat sitä virukselta infektio.
Vaikka nämä evoluution perusajatukset eivät ole uusia, tutkijat ovat vasta löytämässä Miten joustavat virukset voivat kehittää parhaan "avaimen" uusien isäntien tartuttamiseksi.
Uusi tutkimus julkaistu Tiede vuonna 2018 havaitsi, että virukset voivat myös mukauttaa tapaa, jolla niiden geenit muunnetaan proteiineiksi. Yleisen "yksi geeni, yksi proteiini" -paradigman sijasta tutkijat havaitsivat, että virukset voivat sopeutua ympäristöönsä luomalla useita erilaisia proteiineja samasta geenistä. Toisin sanoen virukset voisivat käyttää yhtä geeniä luomaan kaksi täysin erilaista "avainta", jotka kykenevät sopimaan kahteen isäntä "lukkoon".
Mitä nämä tulokset tarkoittavat?
Vaikka on liian aikaista ymmärtää tämän äskettäin löydetyn evoluutiomuodon täydellisiä vaikutuksia, se voi auttaa meitä ymmärtää heijastusinfektioita, joita esiintyy, kun yhdelle lajille alkanut sairaus voi alkaa esiintyä toinen. Koska SARS, Ebola ja HIV alkoivat levittää leviämistä, on helppo ymmärtää, miksi heijastusinfektioiden ymmärtäminen on tärkeää kansanterveydelle.
Tietysti se osoittaa myös, että evoluutio ei tapahdu vain geneettisellä tasolla. Ja tämä äskettäin löydetty evoluutioilmiö voi antaa meille käsityksen siitä, mistä jotkut tartuntataudit ovat peräisin ja mihin kenttä on menossa.