Evolūcija ne tikai veidoja mūsu planētas izskatu šodien, tā katru dienu turpina mazā mērā mainīt pasauli. Un, lai gan jūs nevarat (parasti) redzēt, kā organismi attīstās katru dienu, jebkurš neliela mēroga evolūcijas notikums var ietekmēt mūs kā sugu. Piemērs: mikrobi, piemēram, baktērijas un vīrusi. Tā kā tie attīstās tik ātri, mikrobi piedāvā ieskatu, kā evolūcija notiek paātrinātā režīmā laika grafiku un sniedz piemēru tam, kā evolūcija var ietekmēt cilvēku veselību, dažkārt ar katastrofālu sekas.
Kamēr zinātnieki gadsimtiem ilgi pētīja mikrobu attīstību, pētnieki nesen atklāja jaunu evolūcijas ceļu, kas padziļina mūsu izpratni par to, kā vīrusi pielāgojas tiem vide. Lasiet tālāk, lai uzzinātu vairāk par to, kā evolūcija veido mūsu attiecības ar mikrobiem, un jaunajiem atklājumiem, kas vīrusu evolūcijai piešķir jaunu sarežģītības slāni.
Atsvaidzinājums: mutāciju loma evolūcijā
Kaut arī bioloģiskā daudzveidība uz zemes šodien runā par dziļu evolūcijas ietekmi, evolūcija notiek mikro mērogā ar nejaušām ģenētiskām izmaiņām. Ģenētiska mutācija, kas maina iegūto olbaltumvielu tādā veidā, kas dod labumu organisma reproduktīvajiem panākumiem, piemēram, palielinot energoefektivitāti vai palielinot izturību pret slimībām, visticamāk, tas tiks nodots no paaudzes uz otru paaudze. No otras puses, ģenētiskās mutācijas, kas negatīvi ietekmē iegūto olbaltumvielu un samazina an indivīda reproduktīvie panākumi, visticamāk, netiks nodoti tālāk, un tos var pakāpeniski izslēgt no gēna baseins.
Vieglākais veids, kā mūsdienās redzēt evolūciju, ir pretmikrobu rezistence. Baktērijas un vīrusi ir starp visstraujāk mutējošajām sugām, jo tie atkārtojas ārkārtīgi ātri (īpaši salīdzinot ar cilvēkiem). Tas nozīmē, ka viņi abi var ātri iegūt mutācijas un ātri izaudzēt paaudzes, kas pastiprina labvēlīgās mutācijas un samazina kaitīgās. Ģenētiskās mutācijas, kas nodrošina rezistenci pret antibiotikām, nodrošina spēcīgu reproduktīvo priekšrocību baktērijām, kuras piemēram, tos, tāpēc ļoti rezistentu superbugu attīstība rada sabiedrības veselības problēmas.
Tātad, kā tas attiecas uz vīrusiem?
Vīrusi izmanto arī ģenētiskās mutācijas, lai attīstītos un uzturētu spēju inficēt saimniekšūnas. Vīrusi inficē savus saimniekus, identificējot īpašus receptorus uz saimniekšūnu membrānām - receptorus, kas ļauj tiem iekļūt šūnā. Īpašie saimnieka identifikācijas proteīni uz vīrusa piestiprinās saimnieka receptoriem, piemēram, slēdzene, kas iederas atslēgā. Pēc tam vīruss var iekļūt šūnā (inficējot saimnieku) un "nolaupīt" saimnieka sistēmu, lai ģenerētu vairāk vīrusu.
Vīrusi ievēro evolūcijas standarta "noteikumus", un ģenētiskās mutācijas var ietekmēt viņu spēju inficēt saimnieku. Ģenētiskā mutācija, kas rada efektīvākas "atslēgas", dod labumu, piemēram, vīrusam. No otras puses, ģenētiskās mutācijas uz saimnieku "slēdzenēm" var beigties ar vīrusa bloķēšanu. Padomājiet par to kā par kaķu un peles spēli: vīruss veicina mutācijas, kas ļauj tai ietekmēt saimniekus un vairoties efektīvāk, savukārt saimnieks atbalsta mutācijas, kas pasargā to no vīrusa infekcija.
Kaut arī šie evolūcijas pamatprincipi nav jauni, zinātnieki tikai tagad atklāj kā elastīgi vīrusi var attīstīt labāko "atslēgu", lai inficētu jaunus saimniekus.
Jauns pētījums, kas publicēts Zinātne 2018. gadā atklāja, ka vīrusi var arī pielāgot veidu, kā viņu gēni tiek pārvērsti olbaltumvielās. Tā vietā, lai ievērotu vispārējo paradigmu "viens gēns, viens proteīns", pētnieki atklāja, ka vīrusi var pielāgoties apkārtnei, no viena gēna izveidojot vairākus dažādus proteīnus. Citiem vārdiem sakot, vīrusi varētu izmantot vienu gēnu, lai izveidotu divus pilnīgi atšķirīgus "taustiņus", kas spēj ievietoties divās saimniekdatoru "slēdzenēs".
Ko šie rezultāti nozīmē?
Lai gan ir pāragri saprast šīs jaunatklātās evolūcijas formas pilnīgo ietekmi, tas varētu mums palīdzēt izprast izplatīšanās infekcijas, kas rodas, ja slimība, kas sākas vienā sugā, varētu sākt parādīties cits. Tā kā SARS, Ebolas vīruss un HIV sākās kā pārnese, ir viegli saprast, kāpēc izplatīšanās infekciju izpratne ir svarīga sabiedrības veselībai.
Protams, tas arī parāda, ka evolūcija notiek ne tikai ģenētiskā līmenī. Un šī nesen atklātā evolucionārā parādība var dot mums ieskatu, no kurienes ir radušās dažas infekcijas slimības un kur notiek šis lauks.
