Utveckling utvecklade inte bara hur vår planet ser ut idag, den fortsätter att förändra världen i liten skala varje dag. Och medan du inte (vanligtvis) kan se hur organismer utvecklas på en daglig basis, har varje småskalig evolutionär händelse potential att påverka oss som en art. Fall i punkt: mikrober, som bakterier och virus. Eftersom de utvecklas så snabbt, ger mikrober en inblick i hur utvecklingen sker på en accelererad tidslinje och ger ett exempel på hur evolution kan påverka människors hälsa, ibland med katastrofala effekter.

Medan forskare har studerat utvecklingen av mikrober för århundraden upptäckte forskare nyligen en ny utvecklingsväg som fördjupar vår förståelse för hur virus anpassar sig till sin miljö. Läs vidare för att lära dig mer om hur evolutionen bildar vårt förhållande till mikrober och de nya upptäckterna som lägger till ett nytt lager av komplexitet mot viral evolution.
En uppfriskning: Mutations roll i utvecklingen

Medan den biologiska mångfalden På jorden idag talar till evolutionens djupa effekter, sker utvecklingen på en mikroskala med slumpmässiga genetiska förändringar. En genetisk mutation som förändrar det resulterande proteinet på ett sätt som gynnar organismens reproduktiva framgång, såsom ökad energieffektivitet eller ökning av resistens mot sjukdom, är mer sannolikt att gå vidare från generation till generation. Å andra sidan, genetiska mutationer som förändrar det resulterande proteinet på ett negativt sätt och minskar individens reproduktiva framgång är mindre benägna att vidarebefordras och kan fasas ut ur genpoolen.
Sciencing Video Vault
Skapa Den (nästan) perfekta konsolen: Här är hur
Skapa den (nästan) perfekta konsolen: Här är hur

Det enklaste sättet att se evolutionen i handling idag är i antimikrobiell resistans. Bakterier och virus är bland de snabbast mutativa arterna, eftersom de replikerar extremt snabbt (speciellt jämfört med människor). Detta innebär att de både kan förvärva mutationer snabbt och snabbt genomgå generationer av tillväxt som förstärker fördelaktiga mutationer och reducerar skadliga sådana. Genetiska mutationer som ger antibiotikaresistens ger en stark reproduktiv fördel för de bakterier som har dem, till exempel, varför utvecklingen av högt resistenta superbugs är ett sådant folkhälsoproblem.
Så Hur påverkar detta virus? >

Virus använder också genetiska mutationer för att utvecklas och bibehålla förmågan att infektera värdceller. Virus infekterar sina värdar genom att identifiera specifika receptorer på värdcellsmembran - receptorer som låter dem komma in i cellen. Speciella värdidentifieringsproteiner på viruset fäster vid värdreceptorerna, som en låspassning i en nyckel. Viruset kan sedan komma in i cellen (infektera värden) och "kapa" värdens system för att generera fler virus.

Virus följer de vanliga "reglerna" för evolutionen, och genetiska mutationer kan påverka deras förmåga att infektera en värd. En genetisk mutation som skapar mer effektiva "nycklar" gynnar exempelvis viruset. Å andra sidan kan genetiska mutationer till värdarna "lås", sluta låsa ett virus ut. Tänk på det som ett katt- och musspel: Viruset gynnar mutationer som gör det möjligt att påverka värdar och reproducera mer effektivt, medan värden gynnar mutationer som skyddar den från virusinfektionen.

Medan dessa grundläggande evolutionstecken är inte nya, upptäcker forskare just nu hur flexibla virus kan vara på att utveckla den bästa "nyckeln" för att infektera nya värdar.

Ny forskning, publicerad i Vetenskap
i 2018 fann att virus också kan anpassa hur deras gener översätts till protein. I stället för att följa det generella paradigmet med en gen, ett protein, fann forskarna att virus kan anpassa sig till omgivningen genom att skapa flera olika proteiner från samma gen. Med andra ord kan virusen använda en gen för att skapa två helt olika "nycklar" som kan passa in i två värdlås ". Vad betyder dessa resultat?

Även om det är för tidigt att förstå Den fullständiga effekten av denna nyupptäckta utvecklingsform kan hjälpa oss att förstå spilloverinfektioner som uppträder när en sjukdom som börjar i en art kan börja visas i en annan. Eftersom SARS, Ebola och HIV har börjat som spillöverföring, är det lätt att se varför förståelse av spilloverinfektioner är viktig för folkhälsan.

Det visar självklart också att utvecklingen inte bara sker vid en genetisk nivå. Och detta nyupptäckta evolutionära fenomen kan ge oss inblick i var några infektionssjukdomar kom ifrån och där fältet går.