Evoliucija ne tik formavo mūsų planetos išvaizdą šiandien, ji ir toliau kiekvieną dieną keičia pasaulį mažu mastu. Ir nors jūs negalite (paprastai) pamatyti, kaip organizmai vystosi kasdien, bet koks nedidelio masto evoliucinis įvykis gali paveikti mus kaip rūšį. Šiuo atveju: mikrobai, pavyzdžiui, bakterijos ir virusai. Kadangi jie vystosi taip greitai, mikrobai siūlo žvilgsnį į tai, kaip evoliucija vyksta pagreitintame etape laiko juostą ir pateikite pavyzdį, kaip evoliucija gali paveikti žmogaus sveikatą, kartais ir pražūtingai efektai.
Nors mokslininkai šimtmečius tyrinėjo mikrobų evoliuciją, mokslininkai neseniai atrado naują evoliucijos kelią, kuris gilina mūsų supratimą apie tai, kaip virusai prisitaiko prie jų aplinka. Skaitykite toliau, kad sužinotumėte daugiau apie tai, kaip evoliucija formuoja mūsų santykį su mikrobais, ir apie naujus atradimus, kurie viruso evoliucijai suteikia naują sudėtingumo sluoksnį.
Atnaujinimas: mutacijų vaidmuo evoliucijoje
Nors biologinė įvairovė žemėje šiandien kalba apie gilų evoliucijos poveikį, evoliucija vyksta mikro mastu su atsitiktiniais genetiniais pokyčiais. Genetinė mutacija, pakeičianti gautą baltymą tokiu būdu, kuris naudingas organizmo reprodukcijos sėkmei, pvz energijos vartojimo efektyvumo didinimas arba atsparumo ligoms didinimas greičiausiai bus perduodamas iš kartos į kitą karta. Kita vertus, genetinės mutacijos, kurios neigiamai keičia gautą baltymą ir sumažina mažesnė tikimybė, kad individo reprodukcinė sėkmė bus perduodama ir gali būti palaipsniui pašalinta iš geno baseinas.
Lengviausias būdas pamatyti evoliuciją šiandien yra atsparumas antimikrobinėms medžiagoms. Bakterijos ir virusai yra tarp greičiausiai mutuojančių rūšių, nes jie dauginasi ypač greitai (ypač lyginant su žmonėmis). Tai reiškia, kad jie abu gali greitai įgyti mutacijas ir greitai augti kartas, kurios sustiprina naudingas mutacijas ir sumažina kenksmingas. Genetinės mutacijos, užtikrinančios atsparumą antibiotikams, suteikia stiprų dauginimosi pranašumą bakterijoms, kurios jų, pavyzdžiui, todėl labai atsparių superblakų kūrimas kelia didelį susirūpinimą visuomenės sveikata.
Taigi, kaip tai taikoma virusams?
Virusai taip pat naudoja genetines mutacijas, kad išsivystytų ir išlaikytų gebėjimą užkrėsti ląsteles-šeimininkes. Virusai užkrės savo šeimininkus, nustatydami specifinius receptorius ląstelių-šeimininkų membranose - receptorius, leidžiančius jiems patekti į ląstelę. Specialūs viruso šeimininko identifikavimo baltymai prisijungia prie šeimininko receptorių, pavyzdžiui, spyna, pritvirtinama prie rakto. Tada virusas gali patekti į ląstelę (užkrėsti šeimininką) ir „užgrobti“ šeimininko sistemą, kad sukurtų daugiau virusų.
Virusai laikosi standartinių evoliucijos „taisyklių“, o genetinės mutacijos gali paveikti jų gebėjimą užkrėsti šeimininką. Genetinė mutacija, sukurianti efektyvesnius „raktus“, yra naudinga, pavyzdžiui, virusui. Kita vertus, genetinės šeimininkų „spynų“ mutacijos gali užkirsti kelią virusui. Pagalvokite apie tai kaip apie katės ir pelės žaidimą: virusas palaiko mutacijas, leidžiančias paveikti šeimininkus ir daugintis efektyviau, o šeimininkas palankiai vertina mutacijas, kurios apsaugo nuo viruso infekcija.
Nors šie pagrindiniai evoliucijos principai nėra naujiena, mokslininkai ką tik atranda kaip Lankstūs virusai gali sukurti geriausią „raktą“ užkrėsti naujus kompiuterius.
Naujas tyrimas, paskelbtas Mokslas 2018 m. nustatė, kad virusai taip pat gali pritaikyti būdą, kaip jų genai virsta baltymu. Užuot sekę bendrą „vieno geno, vieno baltymo“ paradigmą, mokslininkai nustatė, kad virusai gali prisitaikyti prie savo aplinkos, sukurdami kelis skirtingus baltymus iš to paties geno. Kitaip tariant, virusai gali naudoti vieną geną, kad sukurtų du visiškai skirtingus „raktus“, galinčius sutalpinti į dvi pagrindines „spynas“.
Ką reiškia šie rezultatai?
Nors per anksti suvokti visą šios naujai atrastos evoliucijos formos poveikį, tai gali mums padėti suprasti pernešamas infekcijas, kurios atsiranda tada, kai gali prasidėti vienos rūšies liga kitas. Kadangi SARS, Ebolos virusas ir ŽIV prasidėjo kaip pernešimas, nesunku suprasti, kodėl visuomenės sveikatai svarbu suprasti pernešamas infekcijas.
Žinoma, tai taip pat rodo, kad evoliucija vyksta ne tik genetiniu lygmeniu. Šis naujai atrastas evoliucinis reiškinys gali mums padėti suprasti, iš kur atsirado kai kurios infekcinės ligos ir kur vyksta ši sritis.