Evolúcia nielen formovala dnešný vzhľad našej planéty, ale aj každý deň zmenila svet v malom rozsahu. A aj keď (zvyčajne) nemôžete vidieť, ako sa organizmy vyvíjajú každý deň, akákoľvek evolučná udalosť malého rozsahu má na nás ako druh vplyv. Typický príklad: mikróby, ako sú baktérie a vírusy. Pretože sa vyvíjajú tak rýchlo, mikróby poskytujú pohľad na to, ako sa evolúcia deje zrýchleným spôsobom časovej osi a poskytujú príklad toho, ako môže evolúcia ovplyvniť ľudské zdravie, niekedy katastrofálne účinky.
Zatiaľ čo vedci študujú vývoj mikróbov po celé storočia, vedci nedávno objavili novú cestu evolúcie, ktorá prehlbuje naše chápanie toho, ako sa vírusy prispôsobujú svojej prostredie. Čítajte ďalej a dozviete sa viac o tom, ako evolúcia formuje náš vzťah s mikróbmi, a o nových objavoch, ktoré vírusovej evolúcii dodávajú novú vrstvu zložitosti.
Osviežovač: Úloha mutácií vo vývoji
Zatiaľ čo biodiverzita na Zemi dnes hovorí o hlbokých účinkoch evolúcie, evolúcia sa deje v mikroúrovni s náhodnými genetickými zmenami. Genetická mutácia, ktorá mení výsledný proteín spôsobom, ktorý prospieva reprodukčnému úspechu organizmu, ako napr zvýšenie energetickej účinnosti alebo zvýšenie odolnosti proti chorobám, je pravdepodobnejšie, že sa prenesú z generácie na generáciu generácie. Na druhej strane genetické mutácie, ktoré menia výsledný proteín negatívnym spôsobom a znižujú an je nepravdepodobné, že sa reprodukčný úspech jednotlivca prenesie ďalej a môže sa z neho gén vyradiť bazén.
Najjednoduchší spôsob, ako vidieť vývoj v praxi, je dnes antimikrobiálna rezistencia. Baktérie a vírusy patria medzi najrýchlejšie mutujúce druhy, pretože sa mimoriadne rýchlo replikujú (najmä v porovnaní s ľuďmi). To znamená, že môžu rýchlo získať mutácie aj rýchlo prechádzajú generáciami rastu, ktoré zosilňujú prospešné mutácie a znižujú škodlivé. Genetické mutácie, ktoré poskytujú rezistenciu na antibiotiká, poskytujú silnú reprodukčnú výhodu pre tieto baktérie napríklad ich mať, a preto je vývoj vysoko rezistentných superbugov takým problémom verejného zdravia.
Ako to teda platí pre vírusy?
Vírusy tiež používajú genetické mutácie na vývoj a udržanie schopnosti infikovať hostiteľské bunky. Vírusy infikujú svojich hostiteľov identifikáciou špecifických receptorov na membránach hostiteľských buniek - receptorov, ktoré im umožňujú vstup do bunky. Špeciálne proteíny na identifikáciu hostiteľa na vírusu sa pripájajú k hostiteľským receptorom, ako napríklad zámok zapadajúci do kľúča. Vírus potom môže vstúpiť do bunky (infikovať hostiteľa) a „uniesť“ systém hostiteľa, aby vytvoril viac vírusov.
Vírusy sa riadia štandardnými „pravidlami“ evolúcie a genetické mutácie môžu mať vplyv na ich schopnosť infikovať hostiteľa. Genetická mutácia, ktorá vytvára efektívnejšie „kľúče“, prospieva napríklad vírusu. Na druhej strane, genetické mutácie „zámkov“ hostiteľov môžu skončiť blokovaním vírusu. Predstavte si to ako hru na mačku a myš: Vírus uprednostňuje mutácie, ktoré mu umožňujú ovplyvňovať hostiteľov a efektívnejšie sa množia, zatiaľ čo hostiteľ uprednostňuje mutácie, ktoré ho chránia pred vírusmi infekcie.
Aj keď tieto základné princípy evolúcie nie sú nové, vedci ich práve objavujú ako flexibilné vírusy môžu byť pri vývoji toho najlepšieho „kľúča“ na infikovanie nových hostiteľov.
Nový výskum publikovaný v Veda v roku 2018 zistili, že vírusy sa môžu prispôsobiť aj spôsobom, akým sa ich gény prekladajú do bielkovín. Namiesto dodržiavania všeobecnej paradigmy „jeden gén, jeden proteín“ vedci zistili, že vírusy sa môžu adaptovať na svoje okolie vytváraním viacerých rôznych proteínov z rovnakého génu. Inými slovami, vírusy mohli pomocou jedného génu vytvoriť dva úplne odlišné „kľúče“ schopné zmestiť sa do dvoch „zámkov“ hostiteľa.
Čo znamenajú tieto výsledky?
Aj keď je príliš skoro na to, aby sme pochopili celý dopad tejto novoobjavenej formy evolúcie, mohlo by nám to pomôcť porozumieť infekciám spôsobeným prelievaním, ktoré sa vyskytujú, keď sa u nich môže začať objavovať choroba, ktorá začína u jedného druhu ďalší. Pretože SARS, Ebola a HIV začali ako prenos vedľajších účinkov, je ľahké pochopiť, prečo je pochopenie prenosných infekcií dôležité pre verejné zdravie.
Samozrejme, tiež to ukazuje, že evolúcia sa nedeje iba na genetickej úrovni. A tento novoobjavený evolučný jav nám môže poskytnúť pohľad na to, odkiaľ niektoré infekčné choroby pochádzajú a kam smeruje pole.
