Vsebina
Evolucija ni samo oblikovala videza našega planeta, ampak tudi vsak dan spreminja svet v majhnem obsegu. In čeprav ne morete (običajno) opazovati, kako se organizmi razvijajo vsakodnevno, lahko vsak majhen evolucijski dogodek vpliva na nas kot na vrsto. Primer: mikrobi, kot so bakterije in virusi. Ker se razvijajo tako hitro, mikrobi ponujajo vpogled v to, kako se dogaja evolucija na pospešeni časovni premici, in dajejo primer, kako lahko evolucija vpliva na zdravje ljudi, včasih s katastrofalnimi učinki.
Medtem ko znanstveniki že stoletja preučujejo evolucijo mikrobov, so raziskovalci nedavno odkrili novo pot evolucije, ki poglablja naše razumevanje, kako se virusi prilagajajo svojemu okolju. Preberite nadaljevanje, če želite izvedeti več o tem, kako evolucija oblikuje naš odnos z mikrobi, in o novih odkritjih, ki dodajo novo plast zapletenosti evoluciji virusov.
Osvežilec: Vloga mutacij v evoluciji
Medtem ko biotska raznovrstnost na zemlji danes govori o globokih učinkih evolucije, se evolucija dogaja na mikro lestvici z naključnimi genetskimi spremembami. Genetska mutacija, ki spreminja nastali protein na način, ki koristi organizmom reproduktivni uspeh, kot sta povečanje energetske učinkovitosti ali povečanje odpornosti na bolezni, je bolj verjetno, da se bo prenašala iz roda v rod. Po drugi strani so genske mutacije, ki spreminjajo nastali protein na negativen način in zmanjšujejo reproduktivni uspeh posameznikov, manj verjetno, da se bodo prenehale in se lahko postopoma izločijo iz genskega bazena.
Evolucija je najlažji, da danes opazimo delovanje v protimikrobni odpornosti. Bakterije in virusi spadajo med najhitreje mutirajoče vrste, saj se razmnožujejo izjemno hitro (zlasti v primerjavi s človekom). To pomeni, da lahko hitro pridobijo mutacije in se hitro podvržejo naraščajočim generacijam, ki povečajo koristne mutacije in zmanjšajo škodljive. Genske mutacije, ki zagotavljajo odpornost proti antibiotikom, na primer zagotavljajo močno reproduktivno prednost bakterijam, ki jih imajo, zato je razvoj zelo odpornih superbakov tako skrb za javno zdravje.
Kako to velja za viruse?
Tudi virusi uporabljajo genetske mutacije, da se razvijajo in ohranjajo sposobnost okužbe gostiteljskih celic. Virusi okužijo svoje gostitelje z identificiranjem posebnih receptorjev na membranah gostiteljskih celic - receptorjev, ki jim omogočajo vstop v celico. Na gostiteljske receptorje se pritrdijo posebni proteini za identifikacijo gostitelja, kot ključavnica, ki se prilega ključu. Nato lahko virus vstopi v celico (okuži gostitelja) in "ugrabi" sistem gostiteljev, da ustvari več virusov.
Virusi sledijo standardnim "pravilom" za evolucijo in genetske mutacije lahko vplivajo na njihovo sposobnost okužbe gostitelja. Na primer, genetska mutacija, ki ustvari učinkovitejše "ključe", koristi virusu. Po drugi strani pa lahko genetske mutacije gostiteljev "zaklenejo" in na koncu izklenejo virus. Mislite na to kot na igro mačke in miške: Virus favorizira mutacije, ki mu omogočajo, da prizadene gostitelje in se reproducira učinkoviteje, medtem ko gostitelj daje prednost mutacijam, ki ga ščitijo pred virusno okužbo.
Medtem ko ta osnovna načela evolucije niso nova, znanstveniki šele zdaj odkrivajo kako fleksibilni virusi so lahko najboljši "ključ" za okužbo novih gostiteljev.
Nova raziskava, objavljena v Znanost leta 2018 ugotovili, da se virusi lahko prilagodijo tudi tako, da se njihovi geni prevedejo v beljakovine. Namesto da bi sledili splošni paradigmi "en gen, ena beljakovina", so raziskovalci ugotovili, da se virusi lahko prilagodijo okolju, tako da ustvarijo več različnih proteinov iz istega gena. Z drugimi besedami, virusi bi lahko uporabili en gen za ustvarjanje dveh popolnoma različnih "tipk", ki bi se lahko vklopile v dve gostiteljski "ključavnici".
Kaj pomenijo ti rezultati?
Čeprav je še prezgodaj, da bi razumeli celoten vpliv te na novo odkrite oblike evolucije, bi nam lahko pomagal razumeti prelive, ki se pojavijo, ko se bolezen, ki se začne pri eni vrsti, začne pojavljati v drugi. Ker so se SARS, ebola in HIV začeli prenašati, je razumevanje, zakaj je razumevanje okužb s prelivom pomembno za javno zdravje.
Seveda tudi kaže, da se evolucija ne dogaja zgolj na genetski ravni. In ta na novo odkriti evolucijski pojav nam lahko daje vpogled v to, od kod prihajajo nekatere nalezljive bolezni in kam gre.