Είναι ένας ιός ο γηραιότερος ξάδερφός σας;

Θα πρέπει να αποθηκεύσετε μια θέση στο χριστουγεννιάτικο τραπέζι σας για ιούς; Μια μελέτη του 2021 διερεύνησε την προέλευση της ζωής και διαπίστωσε ότι οι ιοί θα μπορούσαν να προϋπάρχουν των κυττάρων ή μπορεί ακόμη και να έχουν αποκολληθεί από ένα υπάρχον κύτταρο που τελικά εξελίχθηκε σε εσάς και σε εμένα.

Αχ, ιοί! Μικροσκοπικά πράγματα που είναι ελάχιστα ζωντανά, αλλά ικανά να προκαλέσουν όλεθρο σε κάθε είδους ζωή. Οτιδήποτε έχει μεταβολισμό, από βακτήρια μέχρι φυτά και ζώα, θα βρει αυτούς τους πανέμορφα ανελέητους μικροοργανισμούς να βδέλλονται πάνω τους. Αλλά πώς μπορεί ένα πράγμα 20 nm (~0,0000008 της ίντσας) να σχετίζεται με εσάς και εμένα; Όλοι οι οργανισμοί έχουν τρόπους να μεταδώσουν τα γονίδιά τους στους απογόνους τους ανεξάρτητα, χωρίς να χρειάζεται πρώτα να κατακτήσουν έναν διαφορετικό οργανισμό και να τον εξαναγκάσουν να δημιουργήσει γονίδια για αυτόν, αλλά όχι τον ιό.

Πώς μπορεί να είναι ξαδέρφια μας; Είμαστε καταδικασμένοι να αποκαλούμε πραγματικά αυτά τα τρομακτικά πλάσματα οικογένεια;

Μια μελέτη του 2021 από τους Hugh Harris και Collin Hill από το University Cork College της Ιρλανδίας, θέτει μερικές ενδιαφέρουσες πιθανότητες για το πώς οι ιοί θα μπορούσαν πραγματικά να σχετίζονται με εμάς.

Tree of Life (Φωτογραφία:Sting – fr:Sting/Wikimedia Commons)

Πώς ελέγχουμε τη σχέση μεταξύ των ζωντανών πραγμάτων;

Συνήθως, οι μοριακοί βιολόγοι χρησιμοποιούν κάτι που ονομάζεται θεωρία του μοριακού ρολογιού για να προσδιορίσουν τη σχέση όλων των οργανισμών. Με απλά λόγια, αυτή η θεωρία συγκρίνει τις γενετικές αλληλουχίες μεταξύ δύο οργανισμών και εκτιμά πόσο όμοιες είναι αυτές οι αλληλουχίες.

Αυτό είναι δυνατό επειδή όλοι μοιραζόμαστε ορισμένα γονίδια. Το ριβοσωμικό γονίδιο, για παράδειγμα - ένα κοινό γονίδιο του οποίου τη γενετική αλληλουχία μπορείτε να χρησιμοποιήσετε για να καταλάβετε εάν δύο οργανισμοί είναι γενετικά πιο κοντά (παρόμοιες γενετικές αλληλουχίες) ή πιο γενετικά απομακρυσμένοι (όχι και τόσο παρόμοιες αλληλουχίες) - χρησιμοποιείται συνήθως, καθώς υπάρχει σε ΚΑΘΕ οργανισμός… εκτός από έναν ιό.

Οι ιοί μεταλλάσσονται με τόσο γρήγορο ρυθμό που είναι μάταιο να προσδιοριστεί ακόμη και η σχέση ενός ιικού είδους με ένα άλλο. Επομένως, η μέθοδος μοριακού ρολογιού δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

Επομένως, φαίνεται ότι δεν υπάρχει τρόπος να προσδιορίσουμε τη σχέση μας με τους ιούς.

Πώς λειτουργούν τα μοριακά ρολόγια με βάση τις διαφορές στο DNA (Photo Credit :Angelahartsock/Wikimedia Commons)

Ωστόσο, μπορεί να υπάρχουν άλλοι τρόποι για να προσδιορίσετε εάν είναι. Η εργασία του 2021, μια εξαντλητική ανασκόπηση σχετικά με τους ιούς και τη θέση τους στο Δέντρο της Ζωής, των Hugh Harris και Collin Hill, παρουσιάζει τέτοιες υποθέσεις. Ίσως να μην είμαστε σε θέση να μετρήσουμε άμεσα τη συσχέτιση των ιών με άλλους οργανισμούς, αλλά υπάρχουν έμμεσοι τρόποι που απαιτούν έξυπνες εικασίες (με βάση ορισμένα στοιχεία) για το πώς ξεκίνησε η ζωή στη γη.

Θα μπορούσαν οι ιοί να είναι τα (πραγματικά) παλιά μας ξαδέρφια;

Για να κατανοήσετε πραγματικά την εξήγηση της εργασίας σχετικά με τους τρόπους με τους οποίους μπορεί να προήλθαν οι ιοί, είναι σημαντικό να μάθετε περισσότερα για το LUCA και το FUCA.

Το LUCA είναι ο τελευταίος παγκόσμιος κοινός πρόγονος ή ο τελευταίος παγκόσμιος κυτταρικός πρόγονος. Αυτή η διάκριση είναι σημαντική, επισημαίνει η μελέτη, όταν προσπαθείτε να συμπεριλάβετε ιούς στο Δέντρο της Ζωής.

Στη μελέτη, το LUCA χρησιμοποιείται για να μιλήσει για το τελευταίο κοινό πρόγονος των σύγχρονων κυττάρων. Αυτό θα αποκλείσει τους ιούς. Το FUCA θα χρησιμοποιηθεί αντ 'αυτού για να σημαίνει First Universal Common Ancestor—ο πρόγονος του LUCA και άλλων γενεαλογικών γενεών που μπορεί να έχουν εξαφανιστεί, κάτι που θα μπορούσε να είναι ενδείξεις για την προέλευση των ιών.

Ένα δέντρο της ζωής παλαιότερο από το "The Tree of Life":Origins of the Last Universal Cellular Ancestor (Photo Credit :Frontiersin.org)

Υπάρχουν πολλές πιθανότητες για την προέλευση των ιών, και η μελέτη υπογραμμίζει τρεις κύριες από αυτές που καλύπτουν το μεγαλύτερο μέρος:(1) Ιοί-πρώτη υπόθεση. (2) υπόθεση μείωσης. και (3) Υπόθεση ανεξάρτητης εξέλιξης.

Ιοί:Γενιά παλαιότερη από την ίδια τη ζωή;

Θα ξεκινήσουμε με την υπόθεση του πρώτου ιού.

Οι συγγραφείς προσπαθούν να κρύψουν τον ενθουσιασμό τους, αλλά αυτό ξεπερνά την κριτική τους. Οι ιοί μπορεί να υπήρχαν ως «προ-κύτταρα», ένα είδος οργανισμού που μπορεί να αυτοαναπαραχθεί, αλλά δεν είναι μέρος ενός κυττάρου. Και ΔΕΝ είναι παρασιτικό? ήταν ένα αυτοσυντηρούμενο πράγμα που δεν μοιάζει με κύτταρα! Ναι, αυτή είναι μια συναρπαστική υπόθεση, αλλά υπάρχουν λίγα στοιχεία για να την υποστηρίξουν.

Ωστόσο, αν ήταν αλήθεια, δεδομένου ότι οι ιοί δεν θεωρούνται πραγματικά ζωντανά πράγματα, θα σήμαινε ότι οι ιοί εμφανίστηκαν στην αρχή—λίγη ώρα αφότου γεννήθηκε η γη πριν από 4 δισεκατομμύρια χρόνια.

Μια φορά ζούσατε, αλλά δεν ζούσατε πια:Ζούσαν ποτέ οι ιοί;

Η υπόθεση της μείωσης.

Η επόμενη, πιο εύλογη θεωρία, είναι ότι οι ιοί εξελίχθηκαν από κυτταρικούς προγόνους, που σημαίνει ότι κάποτε «ζούσαν» (με βάση τον τρόπο που ορίζουμε τη ζωή).

Εδώ, υποθέτουμε ότι οι ιοί προήλθαν πριν από το LUCA, αλλά μετά το FUCA.

Σε αυτό το σενάριο, τα πρώιμα ιικά κύτταρα ήταν παρασιτικοί οργανισμοί που τελικά έχασαν την ανεξαρτησία τους χάνοντας βασικά αυτοσυντηρούμενα γονίδια και έγιναν σαν τους ιούς που γνωρίζουμε σήμερα.

Μια παρόμοια απώλεια ανεξαρτησίας έχει ήδη συμβεί! Τα μιτοχόνδρια που υπάρχουν σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα (συμπεριλαμβανομένου μας) ήταν αρχικά ενδοσυμβιωτικά βακτήρια που έχασαν την ανεξαρτησία τους. Ωστόσο, δεν υπάρχει τρόπος να επιβεβαιωθεί αυτή η υπόθεση… ακόμα. Και τέλος…

Έρχονται ξανά και ξανά:Πώς οι ιοί θα μπορούσαν να έχουν εξελιχθεί πολλές φορές

Η θεωρία της ανεξάρτητης εξέλιξης.

Θεωρούμενη επίσης ως «θεωρία διαφυγής», αυτή είναι η πιο ενδιαφέρουσα από όλες (και επίσης η πιο πιθανή, σύμφωνα με ορισμένους επιστήμονες).

Οι ιοί μπορεί να έχουν εξελιχθεί ανεξάρτητα τουλάχιστον τρεις φορές στους τρεις διαφορετικούς τομείς της ζωής. Μια φορά στα Ευκαρυώτα, μια στα Αρχαία (τα παλιά «πρωτόγονα» κύτταρα) και μια φορά στα βακτήρια. Αυτή η θεωρία είναι συγκλονιστική, καθώς υποδηλώνει (με ισχυρό σκεπτικό για να την υποστηρίξει) ότι υπάρχει μια τάση για τα γονιδιώματα των κυττάρων να μετατρέπουν μερικά από τα γονίδια και τους μηχανισμούς τους σε ιούς! Αυτοί οι ιοί θα ήταν κάποτε μέρος ενός φυσιολογικού γονιδιώματος, αλλά «ξέφυγαν» και έγιναν παρασιτικοί!

Συμπέρασμα

Όποια και αν είναι η σύγχυσή μας σχετικά με τους ιούς και τη θέση τους στο απόλυτο δέντρο της ζωής, σίγουρα σχετίζονται με εμάς κατά κάποιο τρόπο, κάτι που μπορεί να εξαρτηθεί από το πώς ορίζουμε πρώτα τη «ζωή» και μετά πώς ορίζουμε την «οικογένεια». Πολλαπλές προελεύσεις ή όχι, αν οι ιοί είναι πραγματικά μέρος του δέντρου της ζωής, αυτό θα σήμαινε ότι όλη η ζωή στη Γη, όπως τη βλέπουμε, είχε μια αρχαία μητέρα που έζησε όταν ο πλανήτης μας μόλις είχε ξεκινήσει. Αυτά τα μικροσκοπικά τέρατα—ίσως τα μακρινά μας ξαδέρφια—θα μπορούσαν να αποκαλύψουν περισσότερα για το πώς εξελίσσεται γενικά η ζωή και όχι μόνο στη Γη!