Evolucija ni le oblikovala današnjega izgleda našega planeta, temveč še naprej vsak dan spreminja svet v majhnem obsegu. In čeprav ne morete (ponavadi) videti, kako se organizmi razvijajo vsak dan, lahko kateri koli majhen evolucijski dogodek vpliva na nas kot vrsto. Primer: mikrobi, kot so bakterije in virusi. Ker se tako hitro razvijajo, mikrobi nudijo vpogled v to, kako evolucija poteka pospešeno časovni trak in navedite primer, kako lahko evolucija vpliva na zdravje ljudi, včasih katastrofalno učinki.
Medtem ko znanstveniki že stoletja preučujejo razvoj mikrobov, raziskovalci v zadnjem času odkril novo evolucijsko pot, ki poglablja naše razumevanje, kako se virusi prilagajajo svojim okolje. Preberite, če želite izvedeti več o tem, kako evolucija oblikuje naš odnos z mikrobi, in o novih odkritjih, ki virusni evoluciji dodajo novo plast zapletenosti.
Osvežitev: vloga mutacij v evoluciji
Medtem ko biotska raznovrstnost danes govori o globokih učinkih evolucije, se evolucija dogaja v mikro merilu z naključnimi genetskimi spremembami. Genetska mutacija, ki spremeni nastale beljakovine na način, ki koristi reproduktivnemu uspehu organizma, kot je npr povečanje energetske učinkovitosti ali povečanje odpornosti proti boleznim je bolj verjetno, da se bodo prenašale iz generacije v generacije. Po drugi strani pa genske mutacije, ki negativno spremenijo nastale beljakovine in zmanjšajo Manj verjetno je, da se bodo posameznikovi reproduktivni uspehi prenesli naprej in bodo morda postopoma opuščeni iz gena bazen.
Danes je evolucijo najlažje opaziti v protimikrobni odpornosti. Bakterije in virusi spadajo med najhitreje mutirajoče vrste, ker se zelo hitro razmnožujejo (zlasti v primerjavi z ljudmi). To pomeni, da lahko oba hitro pridobita mutacije in hitro preživita generacije rasti, ki okrepijo koristne mutacije in zmanjšajo škodljive. Genetske mutacije, ki zagotavljajo odpornost na antibiotike, zagotavljajo močno reproduktivno prednost za bakterije, ki imajo jih na primer, zato je razvoj zelo odpornih superbabic tako zaskrbljujoč za javno zdravje.
Torej, kako to velja za viruse?
Virusi uporabljajo tudi genetske mutacije za razvoj in ohranjanje sposobnosti okužbe gostiteljskih celic. Virusi okužijo svoje gostitelje z identifikacijo specifičnih receptorjev na membranah gostiteljskih celic - receptorjev, ki jim omogočajo vstop v celico. Posebni proteini za identifikacijo gostitelja na virusu se pritrdijo na gostiteljske receptorje, kot je ključavnica, ki se prilega ključu. Nato virus lahko vstopi v celico (okuži gostitelja) in "ugrabi" gostiteljski sistem, da ustvari več virusov.
Virusi sledijo standardnim "pravilom" za evolucijo in genske mutacije lahko vplivajo na njihovo sposobnost okužbe gostitelja. Genetska mutacija, ki ustvarja učinkovitejše "ključe", na primer koristi virusu. Po drugi strani pa bi lahko genske mutacije gostiteljskih "ključavnic" zaklenile virus. Pomislite na to kot na igro mačk in miši: virus daje prednost mutacijam, ki mu omogočajo, da vpliva na gostitelje in razmnožujejo učinkoviteje, gostitelj pa je naklonjen mutacijam, ki ga ščitijo pred virusom okužba.
Čeprav ta osnovna načela evolucije niso nova, znanstveniki šele odkrivajo kako fleksibilni virusi lahko razvijejo najboljši "ključ" za okužbo novih gostiteljev.
Nova raziskava, objavljena v Znanost leta 2018 ugotovili, da se virusi lahko prilagodijo tudi načinu, kako se njihovi geni pretvorijo v beljakovine. Namesto da bi sledili splošni paradigmi "en gen, en protein", so raziskovalci ugotovili, da se virusi lahko prilagodijo svoji okolici z ustvarjanjem več različnih proteinov iz istega gena. Z drugimi besedami, virusi bi lahko z enim genom ustvarili dva popolnoma različna "ključa", ki bi se lahko prilegala v dve gostiteljski "ključavnici".
Kaj pomenijo ti rezultati?
Čeprav je prezgodaj, da bi razumeli celoten vpliv te novo odkrite oblike evolucije, bi nam lahko pomagalo razumeti prelivne okužbe, ki se pojavijo, ko se lahko začne bolezen, ki se začne pri eni vrsti, pojavljati v njej drugo. Ker so se SARS, ebola in HIV začeli kot prenos prelivanja, je enostavno razumeti, zakaj je razumevanje prelivnih okužb pomembno za javno zdravje.
Seveda kaže tudi, da se evolucija ne dogaja le na genetski ravni. In ta novoodkriti evolucijski pojav nam lahko da vpogled v to, od kod prihajajo nekatere nalezljive bolezni in kam gre polje.