כיצד וירוסים משתנים באופן בו אנו מסתכלים על האבולוציה

האבולוציה לא רק עיצבה את מראה כדור הארץ שלנו כיום, היא ממשיכה לשנות את העולם בקנה מידה קטן מדי יום. ולמרות שאי אפשר (בדרך כלל) לראות כיצד אורגניזמים מתפתחים ביום יום, כל אירוע אבולוציוני בקנה מידה קטן יכול להשפיע עלינו כמין. מקרה לדוגמא: חיידקים, כמו חיידקים ווירוסים. מכיוון שהם מתפתחים כל כך מהר, חיידקים מציעים הצצה לאופן שבו האבולוציה מתרחשת במואץ ציר הזמן ולספק דוגמה לאופן שבו האבולוציה יכולה להשפיע על בריאות האדם, לפעמים עם אסון אפקטים.

בעוד מדענים חוקרים את התפתחות החיידקים זה מאות שנים, חוקרים לאחרונה גילה מסלול חדשני של אבולוציה שמעמיק את הבנתנו כיצד נגיפים מסתגלים להם סביבה. המשך לקרוא כדי ללמוד עוד על האופן שבו האבולוציה מעצבת את מערכת היחסים שלנו עם חיידקים, והתגליות החדשות המוסיפות שכבה חדשה של מורכבות לאבולוציה הוויראלית.

בעוד שהמגוון הביולוגי עלי אדמות כיום מדבר על ההשפעות העמוקות של האבולוציה, האבולוציה מתרחשת בקנה מידה קטן עם שינויים גנטיים אקראיים. מוטציה גנטית המשנה את החלבון שנוצר באופן המועיל להצלחת הרבייה של אורגניזם, כמו למשל הגדלת היעילות האנרגטית או הגברת העמידות למחלות, נוטה יותר לעבור מדור לדור דוֹר. מאידך, מוטציות גנטיות המשנות את החלבון שנוצר באופן שלילי ומפחיתות הצלחת הרבייה של הפרט נוטה פחות להיות מועברת הלאה, ועלולה להיפטר מהגן בריכה.

הדרך הקלה ביותר לראות את האבולוציה בפעולה כיום היא בהתנגדות מיקרוביאלית. חיידקים ווירוסים הם בין המינים המשתנים במהירות ביותר, מכיוון שהם משתכפלים במהירות רבה (במיוחד בהשוואה לבני אדם). פירוש הדבר ששניהם יכולים לרכוש מוטציות במהירות ובמהירות לעבור דורות של צמיחה המגבירים מוטציות מועילות ומפחיתים את המזיקות. מוטציות גנטיות המספקות עמידות לאנטיביוטיקה מספקות יתרון רבייה חזק לחיידקים ש יש להם, למשל, ולכן התפתחותם של סופרבוגים עמידים במיוחד מהווה דאגה כזו לבריאות הציבור.

נגיפים משתמשים גם במוטציות גנטיות כדי להתפתח ולשמר את היכולת להדביק תאים מארחים. נגיפים מדביקים את מארחיהם על ידי זיהוי קולטנים ספציפיים על קרומי התא המארח - קולטנים המאפשרים להם להיכנס לתא. חלבוני זיהוי מארח מיוחדים בנגיף מתחברים לקולטני המארח, כמו נעילה שמתאימה למפתח. לאחר מכן הנגיף יכול להיכנס לתא (להדביק את המארח) ו"לחטוף "את המערכת של המארח כדי ליצור יותר וירוסים.

נגיפים פועלים על פי "הכללים" הסטנדרטיים להתפתחות, ומוטציות גנטיות יכולות להשפיע על יכולתם להדביק מארח. מוטציה גנטית היוצרת "מפתחות" יעילים יותר מועילה למשל לנגיף. מצד שני, מוטציות גנטיות ל"מנעולים "של המארחים עלולות בסופו של דבר לנעול נגיף. חשוב על זה כמו משחק חתול ועכבר: הנגיף מעדיף מוטציות שמאפשרות לו להשפיע על מארחים להתרבות בצורה יעילה יותר, בעוד שהמארח מעדיף מוטציות המגנות עליו מפני הנגיפי הַדבָּקָה.

אמנם העקרונות הבסיסיים הללו של האבולוציה אינם חדשים, אך המדענים מגלים זאת כעת אֵיך וירוסים גמישים יכולים להיות בפיתוח ה"מפתח "הטוב ביותר להדבקת מארחים חדשים.

מחקר חדש, פורסם ב מַדָע בשנת 2018 מצא כי נגיפים יכולים גם להתאים את האופן שבו הגנים שלהם מתורגמים לחלבון. במקום לעקוב אחר הפרדיגמה הכללית של "גן אחד, חלבון אחד", החוקרים גילו כי נגיפים יכולים להסתגל לסביבתם על ידי יצירת מספר חלבונים שונים מאותו הגן. במילים אחרות, הנגיפים יכולים להשתמש בגן ​​אחד כדי ליצור שני "מפתחות" שונים לחלוטין, המסוגלים להתאים לשני "מנעולים" מארחים.

אמנם מוקדם להבין את ההשפעה המלאה של צורת האבולוציה שזה עתה התגלתה, אך היא יכולה לעזור לנו להבין זיהומי שפכים, המופיעים כאשר מחלה שמתחילה במין אחד יכולה להתחיל להופיע בה אַחֵר. מכיוון ש- SARS, אבולה ו- HIV התחילו להיות העברת גלים, קל להבין מדוע הבנת זיהומים נשפכת חשובה לבריאות הציבור.

כמובן שזה גם מראה שהאבולוציה לא מתרחשת רק ברמה הגנטית. ותופעה אבולוציונית שהתגלתה לאחרונה עשויה לתת לנו תובנה מהיכן הגיעו כמה מחלות זיהומיות ולאן השדה הולך.