Имя этому – эволюция – фундаментальная наука.

Автор Фредерико Хеннинг

Вирус адаптируется к нам путем естественного отбора и в настоящее время следует предсказуемым шагам.

*

«Мутации» и «варианты» стали частыми словами в прессе, ставя важные вопросы об обществе: продолжат ли вакцины работать? Можно ли повторно заразиться? Чем опаснее вирус? На днях специалист объяснил в интервью, что «мутации появляются, некоторые становятся более распространенными вариантами». Что ж, у этого процесса есть название и отчество: эволюция путем естественного отбора. Мы часто слышим, что новые варианты виноваты в неконтролируемой пандемии. Но действительно ли эволюция непредсказуема?

Люди часто связывают эволюцию видов с великими преобразованиями, которые происходили в формах жизни в течение длительного периода времени. Обычно считается, что эволюция ведет к «продвижению» организмов к совершенству или сложности. В действительности эволюция происходит непрерывно, короткими этапами, и «прогресс» или «адаптация» следует рассматривать как «решение ближайших проблем». Для коронавируса прогресс заключается в увеличении скорости передачи. Нет направления для долгосрочной эволюции, поскольку течение жизни меняется из-за резких изменений в окружающей среде, таких как падающие метеоры. Однако в том временном масштабе, в котором мы живем, эволюция удивительно предсказуема.

Адаптивная эволюция происходит, когда есть две вещи: мутация и естественный отбор. Первая часть, мутация, происходит случайно и сама по себе не делает организмы более подходящими. Каждый раз, когда вирус размножается, один из ста тысяч нуклеотидов, представленных буквами A, C, U и G, которые образуют генетическую последовательность РНК, копируется в неправильном направлении, что приводит к случайным мутациям. Но в хаосе есть определенная закономерность. Мы не можем предсказать, какая буква будет заменена на другую в событии мутации, но сколько мутаций произойдет в каждом поколении. Поскольку геном вируса состоит из 30 000 букв, вероятность мутации каждого нового вируса составляет около 30%.

Благодаря этой закономерности мы можем сравнивать генетические последовательности современных организмов и определять время, прошедшее в эволюции, на основе количества различий между ними. Этот «таймер мутации» является основным инструментом, используемым в научных исследованиях для выяснения происхождения вируса, того, как он прибыл и распространился в Бразилии, а также для отслеживания появления и распространения новых вариантов.

Вторая часть уравнения, естественный отбор, объясняет, почему некоторые из этих мутантов доминируют в популяции и «становятся более распространенными вариантами». Это не случайный процесс, настолько, что производство продуктов питания извлекает выгоду из предсказаний генетиков на протяжении более столетия. Примером предсказуемости естественного отбора является то, что разные штаммы коронавируса, даже изолированные друг от друга, эволюционируют одинаковым образом. Вирус может изменяться более чем 150 000 различными способами, но варианты накапливают одни и те же мутации, которые увеличивают передачу и уклонение от иммунной защиты. Эта «сходящаяся» эволюция, исходящая из разных точек и приводящая к одному и тому же ответу, указывает генетические пути, по которым развивается вирус, варианты, которые следует отслеживать, и следующие шаги в вирусной эволюции. Мы знаем, как нейтрализовать адаптивную эволюцию. Если мы прекратим передачу, особенно штаммы с общими мутациями, мы предотвратим действие естественного отбора. Хотя мутации будут продолжать происходить, не будет накопления тех, которые полезны для вируса.

Предвидение разработки важно для того, чтобы вакцины оставались эффективными против новых вариантов и даже для диагностики, поскольку тест ОТ-ПЦР обнаруживает присутствие вируса только в том случае, если известна часть его генетической последовательности. Поэтому ученым необходимо предсказать генетические изменения, которые произойдут, чтобы интерпретировать и разработать тесты, которые будут продолжать работать по мере созревания вируса.

«В этом мировоззрении есть величие», – написал Дарвин в конце своей самой известной книги. Это тоже очень полезно, но управление процессом начинается с наречения волов, и это называется эволюцией.

*

Фредерико Хеннинг – биолог и профессор UFRJ, где он координирует исследования, обучение и проекты популяризации в области генетики, геномики и эволюции.

Подпишитесь на рассылку новостей Serrapilheira, чтобы следить за последними новостями института и блога Ciência Fundamental. У вас есть предложенная повестка дня? Узнайте, как сотрудничать здесь.

Back to top button