Sadržaj
Evolucija nije samo oblikovala način na koji naš planet izgleda danas, već svakodnevno mijenja svijet u malim razmjerima. I dok ne možete (obično) vidjeti kako se organizmi razvijaju svakodnevno, svaki evolucijski događaj malih razmjera može utjecati na nas kao vrstu. Primjer: mikrobi, poput bakterija i virusa. Budući da se razvijaju tako brzo, mikrobi pružaju pogled na to kako se evolucija događa ubrzanim vremenskim trakom i daju primjer kako evolucija može utjecati na ljudsko zdravlje, ponekad s katastrofalnim učincima.
Dok su znanstvenici stoljećima proučavali evoluciju mikroba, istraživači su nedavno otkrili novi put evolucije koji produbljuje naše razumijevanje načina na koji se virusi prilagođavaju njihovom okruženju. Čitajte dalje kako biste saznali više o tome kako evolucija oblikuje naš odnos s mikrobi i novim otkrićima koja dodaju novi sloj složenosti virusnoj evoluciji.
Osvježivač: Uloga mutacija u evoluciji
Dok biološka raznolikost na zemlji danas govori o dubokim učincima evolucije, evolucija se događa na mikro-skali sa slučajnim genetskim promjenama. Genetska mutacija koja mijenja dobiveni protein na način koji koristi organizmu reproduktivni uspjeh, poput povećanja energetske učinkovitosti ili jačanja otpornosti na bolest, vjerojatnije će se prenijeti s generacije na generaciju. S druge strane, genetske mutacije koje negativno mijenjaju rezultirajući protein i smanjuju reproduktivni uspjeh pojedinaca manje se vjerovatno prenose i mogu se postupno izbaciti iz gena.
Najlakši način da se danas vidi evolucija u djelovanju je antimikrobna rezistencija. Bakterije i virusi su među najbrže mutirajućim vrstama, jer se razmnožavaju izuzetno brzo (posebno u usporedbi s ljudima). To znači da oboje mogu brzo steći mutacije i brzo se podvrgnuti naraštajima koji povećavaju korisne mutacije i smanjuju štetne. Genetske mutacije koje pružaju otpornost na antibiotike pružaju snažnu reproduktivnu prednost, primjerice, bakterijama koje ih imaju, zbog čega je razvoj visoko rezistentnih superbuba takav problem za javno zdravlje.
Pa kako se to odnosi na viruse?
Virusi također koriste genetske mutacije kako bi evoluirali i održali sposobnost zaraziti stanice domaćina. Virusi zaraze svoje domaćine identificirajući specifične receptore na stanicama membrane domaćina - receptore koji im omogućuju ulazak u stanicu. Posebni proteini za identifikaciju domaćina virusa pričvršćuju se na receptore domaćina, poput brave koja se uklapa u ključ. Tada virus može ući u stanicu (inficirajući domaćina) i "oteti" sustav domaćina da bi stvorio više virusa.
Virusi slijede standardna "pravila" za evoluciju, a genetske mutacije mogu utjecati na njihovu sposobnost da zaraze domaćina. Na primjer, genetska mutacija koja stvara učinkovitije "ključeve" koristi virusu. S druge strane, genetske mutacije domaćina "zaključavaju" mogle bi završiti isključivanjem virusa. Mislite na to kao na igru mačke i miša: Virus favorizira mutacije koje mu omogućuju da utječe na domaćine i reproducira se učinkovitije, dok domaćin favorizira mutacije koje ga štite od virusne infekcije.
Iako ova osnovna načela evolucije nisu nova, znanstvenici tek otkrivaju kako Fleksibilni virusi mogu biti najbolji "ključ" za zarazu novih domaćina.
Novo istraživanje objavljeno u Znanost u 2018. otkrili da virusi također mogu prilagoditi način na koji se njihovi geni prevode u protein. Umjesto da slijede opću paradigmu „jedan gen, jedan protein“, istraživači su otkrili da se virusi mogu prilagoditi njihovoj okolini stvaranjem više različitih proteina iz istog gena. Drugim riječima, virusi bi mogli upotrijebiti jedan gen za stvaranje dva potpuno različita "ključa", koji bi se mogli uklopiti u dva "brava".
Što znače ovi rezultati?
Iako je prerano razumjeti puni utjecaj ovog novootkrivenog oblika evolucije, mogao bi nam pomoći da razumijemo prelijevanje infekcija koje nastaju kada se bolest koja počne kod jedne vrste može početi pojavljivati u drugoj. Budući da su SARS, ebola i HIV započeli s prenošenjem, lako je shvatiti zašto je razumijevanje širenja infekcije važno za javno zdravlje.
Naravno, također pokazuje da se evolucija ne događa samo na genetskoj razini. I ovaj novootkriveni evolucijski fenomen može nam dati uvid odakle dolaze neke zarazne bolesti i kuda to polje ide.