ไวรัสกำลังเปลี่ยนวิธีที่เรามองวิวัฒนาการอย่างไร

วิวัฒนาการไม่เพียงแต่กำหนดลักษณะที่โลกของเรามีในปัจจุบันเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนแปลงโลกในระดับเล็กๆ ทุกวันอีกด้วย และในขณะที่คุณไม่สามารถ (โดยปกติ) เห็นว่าสิ่งมีชีวิตมีวิวัฒนาการอย่างไรในแต่ละวัน เหตุการณ์วิวัฒนาการขนาดเล็กใดๆ ก็มีโอกาสที่จะส่งผลกระทบต่อเราในฐานะสายพันธุ์ ตัวอย่างกรณี: จุลินทรีย์เช่นแบคทีเรียและไวรัส เนื่องจากพวกมันวิวัฒนาการเร็วมาก จุลินทรีย์จึงให้ภาพรวมว่าวิวัฒนาการเกิดขึ้นได้อย่างไรบนความเร่ง ไทม์ไลน์และให้ตัวอย่างว่าวิวัฒนาการสามารถส่งผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ได้อย่างไร บางครั้งก็มีหายนะ ผลกระทบ

ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาวิวัฒนาการของจุลินทรีย์มานานหลายศตวรรษ นักวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ ค้นพบเส้นทางใหม่ของวิวัฒนาการที่ทำให้เราเข้าใจลึกซึ้งขึ้นว่าไวรัสปรับตัวเข้ากับพวกมันได้อย่างไร สิ่งแวดล้อม อ่านเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่วิวัฒนาการกำหนดความสัมพันธ์ของเรากับจุลินทรีย์ และการค้นพบใหม่ที่เพิ่มความซับซ้อนชั้นใหม่ให้กับวิวัฒนาการของไวรัส

ในขณะที่ความหลากหลายทางชีวภาพบนโลกทุกวันนี้พูดถึงผลกระทบที่ลึกซึ้งของวิวัฒนาการ วิวัฒนาการเกิดขึ้นในระดับจุลภาคที่มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมแบบสุ่ม การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่เปลี่ยนแปลงโปรตีนที่เกิดขึ้นในลักษณะที่เป็นประโยชน์ต่อความสำเร็จในการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต เช่น such การเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานหรือการเพิ่มความต้านทานโรค มีแนวโน้มที่จะส่งต่อจากรุ่นสู่ รุ่น ในทางกลับกัน การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่เปลี่ยนผลลัพธ์ของโปรตีนในทางลบและลดลง ความสำเร็จในการสืบพันธุ์ของบุคคลนั้นมีโอกาสน้อยที่จะส่งต่อ และอาจจะถูกกำจัดออกจากยีน สระว่ายน้ำ.

วิธีที่ง่ายที่สุดในการดูวิวัฒนาการในการดำเนินการในปัจจุบันคือการดื้อยาต้านจุลชีพ แบคทีเรียและไวรัสเป็นสัตว์ที่กลายพันธุ์เร็วที่สุด เพราะมันทำซ้ำได้เร็วมาก (โดยเฉพาะเมื่อเทียบกับมนุษย์) ซึ่งหมายความว่าทั้งสองสามารถได้รับการกลายพันธุ์อย่างรวดเร็วและรวดเร็วผ่านรุ่นของการเจริญเติบโตที่ขยายการกลายพันธุ์ที่เป็นประโยชน์และลดการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตราย การกลายพันธุ์ของยีนที่ให้การดื้อยาปฏิชีวนะนั้นมีประโยชน์อย่างมากต่อการสืบพันธุ์ของแบคทีเรียที่ มีตัวอย่างเช่นซึ่งเป็นสาเหตุที่การพัฒนา superbugs ที่มีความทนทานสูงเป็นปัญหาด้านสาธารณสุข

ไวรัสยังใช้การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมเพื่อวิวัฒนาการและรักษาความสามารถในการแพร่เชื้อไปยังเซลล์เจ้าบ้าน ไวรัสแพร่เชื้อไปยังโฮสต์โดยการระบุตัวรับจำเพาะบนเยื่อหุ้มเซลล์ของโฮสต์ ซึ่งเป็นตัวรับที่อนุญาตให้เข้าไปในเซลล์ โปรตีนระบุโฮสต์พิเศษบนไวรัสแนบกับตัวรับโฮสต์ เช่น ตัวล็อคที่ติดอยู่ในกุญแจ ไวรัสสามารถเข้าสู่เซลล์ (ทำให้โฮสต์ติดไวรัส) และ "จี้" ระบบของโฮสต์เพื่อสร้างไวรัสมากขึ้น

ไวรัสปฏิบัติตาม "กฎ" มาตรฐานสำหรับการวิวัฒนาการ และการกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมอาจส่งผลต่อความสามารถในการแพร่เชื้อไปยังโฮสต์ การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมที่สร้าง "คีย์" ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นจะเป็นประโยชน์ต่อไวรัส เป็นต้น ในทางกลับกัน การกลายพันธุ์ทางพันธุกรรมของ "การล็อก" ของโฮสต์อาจทำให้ไวรัสหายไปได้ คิดว่ามันเหมือนกับเกมแมวและเมาส์: ไวรัสชอบการกลายพันธุ์ที่อนุญาตให้ส่งผลกระทบกับโฮสต์และ สืบพันธุ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในขณะที่โฮสต์ชอบการกลายพันธุ์ที่ปกป้องมันจากไวรัส การติดเชื้อ

แม้ว่าหลักการพื้นฐานของวิวัฒนาการจะไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์เพิ่งค้นพบ ยังไง ไวรัสที่ยืดหยุ่นสามารถพัฒนา "กุญแจ" ที่ดีที่สุดเพื่อแพร่เชื้อไปยังโฮสต์ใหม่

งานวิจัยใหม่ตีพิมพ์ใน วิทยาศาสตร์ ในปี 2018 พบว่าไวรัสยังสามารถปรับเปลี่ยนวิธีที่ยีนของพวกมันถูกแปลเป็นโปรตีน แทนที่จะทำตามกระบวนทัศน์ "ยีนหนึ่ง โปรตีนหนึ่ง" นักวิจัยพบว่าไวรัสสามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้โดยการสร้างโปรตีนหลายชนิดจากยีนเดียวกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไวรัสสามารถใช้ยีนหนึ่งยีนเพื่อสร้าง "คีย์" ที่แตกต่างกัน 2 อัน ซึ่งสามารถใส่เข้าไปใน "ล็อก" ของโฮสต์สองอันได้

แม้ว่าจะยังเร็วเกินไปที่จะเข้าใจผลกระทบทั้งหมดของวิวัฒนาการรูปแบบใหม่ที่ค้นพบ แต่ก็สามารถช่วยเราได้ เข้าใจถึงการติดเชื้อที่ลุกลาม ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อโรคที่เริ่มต้นในสายพันธุ์หนึ่งอาจเริ่มปรากฏใน อื่น เนื่องจากโรคซาร์ส อีโบลา และเอชไอวีทั้งหมดเริ่มต้นจากการแพร่ระบาดแบบกระจาย จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจว่าทำไมการทำความเข้าใจการติดเชื้อที่ลุกลามถึงมีความสำคัญต่อสุขภาพของประชาชน

แน่นอนว่ามันยังแสดงให้เห็นว่าวิวัฒนาการไม่ได้เกิดขึ้นแค่ในระดับพันธุกรรมเท่านั้น และปรากฏการณ์วิวัฒนาการที่เพิ่งค้นพบนี้อาจทำให้เราเข้าใจถึงที่มาของโรคติดเชื้อและที่มาที่ไป