Sisu
- Värskendaja: Mutatsioonide roll evolutsioonis
- Niisiis, kuidas see kehtib viiruste kohta?
- Mida need tulemused tähendavad?
Evolutsioon ei kujundanud mitte ainult seda, kuidas meie planeet täna välja näeb, vaid see muudab maailma iga päev väikestes mõõtmetes. Ja kuigi te ei saa (tavaliselt) näha, kuidas organismid igapäevaselt arenevad, võib iga väikesemahuline evolutsioonisündmus mõjutada meid liikina. Näide: mikroobid, nagu bakterid ja viirused. Kuna mikroobid arenevad nii kiiresti, pakuvad need mikroobidele ülevaate sellest, kuidas evolutsioon toimub kiirendatud ajateljel, ja annavad näite sellest, kuidas evolutsioon võib mõjutada inimeste tervist, mõnikord ka katastroofiliste tagajärgedega.
Kui teadlased on sajandeid uurinud mikroobide evolutsiooni, avastasid teadlased hiljuti uudse evolutsioonitee, mis süvendab meie arusaamist sellest, kuidas viirused kohanevad nende keskkonnaga. Loe edasi, et saada lisateavet selle kohta, kuidas evolutsioon kujundab meie suhteid mikroobidega, ja uute avastuste kohta, mis lisavad viiruse evolutsioonile uue keerukuse.
Värskendaja: Mutatsioonide roll evolutsioonis
Kui tänapäeval räägib maakera bioloogiline mitmekesisus evolutsiooni sügavatest mõjudest, siis evolutsioon toimub mikromõõtmetes juhuslike geneetiliste muutustega. Geneetiline mutatsioon, mis muudab saadud valku viisil, mis on kasulik organismide taastootmise edukusele, näiteks energiatõhususe suurendamine või haigustele vastupidavuse suurendamine, levib tõenäolisemalt põlvest põlve. Teisest küljest on geneetiliste mutatsioonide, mis muudavad saadud valku negatiivsel viisil ja vähendavad indiviidide reproduktiivset edukust, levimine vähem tõenäoline ja need võivad geenivaramust järk-järgult välja jääda.
Lihtsaim viis toimimise evolutsiooni nägemiseks on tänapäeval antimikroobne resistentsus. Bakterid ja viirused kuuluvad kiiremini muteeruvate liikide hulka, kuna nad paljunevad eriti kiiresti (eriti võrreldes inimestega). See tähendab, et nad saavad mutatsioone kiiresti omandada ja kiiresti läbi põlvkondade kasvu, mis võimendavad kasulikke mutatsioone ja vähendavad kahjulikke. Geneetilised mutatsioonid, mis pakuvad antibiootikumiresistentsust, annavad näiteks neid omavatele bakteritele tugeva reproduktiivse eelise, mistõttu on eriti resistentsete superlugude väljatöötamine rahvatervise probleem.
Niisiis, kuidas see kehtib viiruste kohta?
Viirused kasutavad geneetilisi mutatsioone ka peremeesrakkude nakatumise arendamiseks ja säilitamiseks. Viirused nakatavad oma peremehi, tuvastades peremeesraku membraanidel spetsiifilised retseptorid - retseptorid, mis võimaldavad neil rakku siseneda. Viiruse spetsiaalsed peremeesorganismi identifitseerimise valgud kinnituvad peremeesretseptoritele, nagu lukk, mis sobib võtmesse. Seejärel võib viirus siseneda rakku (nakatades peremeest) ja "kaaperdada" hostisüsteemi, et genereerida rohkem viirusi.
Viirused järgivad evolutsiooni standardseid reegleid ja geneetilised mutatsioonid võivad mõjutada nende võimet peremeesorganismi nakatada. Geneetilisest mutatsioonist, mis loob tõhusamad "võtmed", on kasu näiteks viirusele. Teisest küljest võivad peremeesorganismide "lukustumise" geneetilised mutatsioonid viiruse lukustada. Mõelge sellele nagu kassi- ja hiiremäng: viirus soosib mutatsioone, mis võimaldavad sellel mõjutada peremehi ja tõhusamalt paljuneda, samal ajal kui peremeesorganism soosib mutatsioone, mis kaitsevad teda viirusnakkuse eest.
Kuigi need evolutsiooni põhiprintsiibid pole uued, on teadlased alles nüüd avastanud kuidas paindlikud viirused võivad olla parimad võtmed uute masinate nakatamiseks.
Uus uurimistöö, avaldatud Teadus leidis 2018. aastal, et viirused suudavad kohandada ka nende geenide valguks teisendamise viisi. Selle asemel, et järgida üldist paradigmat "üks geen, üks valk", leidsid teadlased, et viirused võivad kohaneda oma ümbrusega, luues samast geenist mitu erinevat valku. Teisisõnu, viirused võivad kasutada ühte geeni kahe täiesti erineva "võtme" loomiseks, mis sobivad kaheks peremeesraku "lukuks".
Mida need tulemused tähendavad?
Ehkki selle hiljuti avastatud evolutsioonivormi täieliku mõju mõistmiseks on liiga vara, võib see aidata meil mõista levivaid nakkusi, mis tekivad siis, kui ühes liikis algav haigus võib hakata ilmnema teises. Kuna kõik SARS, Ebola ja HIV algasid leviku levikuna, on lihtne mõista, miks levivast nakkusest aru saamine on rahvatervisele oluline.
Muidugi näitab see ka seda, et evolutsioon ei toimu lihtsalt geneetilisel tasandil. Ja see äsja avastatud evolutsiooniline nähtus võib anda meile ülevaate sellest, kust mõned nakkushaigused tulid ja kuhu põld läheb.