A evolução não apenas moldou a aparência do nosso planeta hoje, mas continua a mudar o mundo em pequena escala todos os dias. E embora você não possa (normalmente) ver como os organismos evoluem no dia a dia, qualquer evento evolutivo de pequena escala tem o potencial de nos impactar como espécie. Caso em questão: micróbios, como bactérias e vírus. Porque eles evoluem tão rapidamente, os micróbios oferecem um vislumbre de como a evolução acontece em uma acelerada linha do tempo e fornecer um exemplo de como a evolução pode afetar a saúde humana, às vezes com desastrosas efeitos.
Enquanto os cientistas estudam a evolução dos micróbios há séculos, pesquisadores recentemente descobriu um novo caminho de evolução que aprofunda nossa compreensão de como os vírus se adaptam a seus meio Ambiente. Continue lendo para aprender mais sobre como a evolução molda nosso relacionamento com os micróbios e as novas descobertas que adicionam uma nova camada de complexidade à evolução viral.
Uma atualização: o papel das mutações na evolução
Enquanto a biodiversidade na Terra hoje fala sobre os efeitos profundos da evolução, a evolução acontece em uma microescala com mudanças genéticas aleatórias. Uma mutação genética que altera a proteína resultante de uma forma que beneficia o sucesso reprodutivo de um organismo, como aumentar a eficiência energética ou aumentar a resistência a doenças, é mais provável de passar de geração em geração geração. Por outro lado, as mutações genéticas que alteram a proteína resultante de forma negativa e diminuem a o sucesso reprodutivo do indivíduo tem menos probabilidade de ser transmitido e pode ser eliminado do gene piscina.
A maneira mais fácil de ver a evolução em ação hoje é na resistência aos antimicrobianos. Bactérias e vírus estão entre as espécies de mutação mais rápida, porque se replicam com extrema rapidez (especialmente em comparação com os humanos). Isso significa que eles podem adquirir mutações rapidamente e passar por gerações de crescimento que amplificam mutações benéficas e reduzem as prejudiciais. Mutações genéticas que fornecem resistência a antibióticos fornecem uma forte vantagem reprodutiva para as bactérias que tê-los, por exemplo, é por isso que o desenvolvimento de superbactérias altamente resistentes é uma preocupação de saúde pública.
Então, como isso se aplica aos vírus?
Os vírus também usam mutações genéticas para evoluir e manter a capacidade de infectar células hospedeiras. Os vírus infectam seus hospedeiros identificando receptores específicos nas membranas da célula hospedeira - receptores que permitem que eles entrem na célula. Proteínas especiais de identificação do hospedeiro no vírus se ligam aos receptores do hospedeiro, como uma fechadura encaixada em uma chave. O vírus pode então entrar na célula (infectando o hospedeiro) e "sequestrar" o sistema do hospedeiro para gerar mais vírus.
Os vírus seguem as "regras" padrão para a evolução e as mutações genéticas podem afetar sua capacidade de infectar um hospedeiro. Uma mutação genética que cria "chaves" mais eficazes beneficia o vírus, por exemplo. Por outro lado, mutações genéticas nas "travas" dos hospedeiros podem acabar bloqueando o vírus. Pense nisso como um jogo de gato e rato: o vírus favorece mutações que permitem que ele afete os hospedeiros e se reproduzem de forma mais eficiente, enquanto o hospedeiro favorece mutações que o protegem do vírus infecção.
Embora esses princípios básicos da evolução não sejam novos, os cientistas só agora estão descobrindo Como as os vírus flexíveis podem desenvolver a melhor "chave" para infectar novos hosts.
Nova pesquisa, publicada em Ciência em 2018, descobriram que os vírus também podem se adaptar à maneira como seus genes são traduzidos em proteínas. Em vez de seguir o paradigma geral "um gene, uma proteína", os pesquisadores descobriram que os vírus poderiam se adaptar ao ambiente criando várias proteínas diferentes do mesmo gene. Em outras palavras, os vírus poderiam usar um gene para criar duas "chaves" completamente diferentes, capazes de se encaixar em duas "fechaduras" do hospedeiro.
O que estes resultados significam?
Embora seja muito cedo para entender o impacto total desta forma de evolução recém-descoberta, ela pode nos ajudar entender as infecções de transbordamento, que ocorrem quando uma doença que começa em uma espécie pode começar a aparecer em outro. Como a SARS, o Ebola e o HIV começaram como uma transmissão indireta, é fácil ver por que entender as infecções indiretas é importante para a saúde pública.
Claro, também mostra que a evolução não ocorre apenas em um nível genético. E esse fenômeno evolucionário recém-descoberto pode nos dar uma ideia de onde algumas doenças infecciosas vieram e para onde o campo está indo.