Az olyan vírusok, mint az Ebola, az influenza és a Zika a címlapokra kerülnek. Megragadják a figyelmünket azzal a lehetőségükkel, hogy széles körű betegséget és halált okozhatnak.
De honnan jöttek először ezek a vírusok?
A baktériumokkal ellentétben a vírusok nem élő szervezetek – nem képesek önállóan szaporodni. Ehelyett eltérítik a sejteket, hogy szaporodjanak, terjedjenek és betegséget okozzanak.
De mi van, ha ez nem volt mindig így?
A tudósok, akik egy Tupanvírusnak nevezett úgynevezett óriásvírust tanulmányoztak (a dél-amerikai guarani mennydörgés istenéről kapta a nevét), azt találták, hogy a ma ismert vírusokkal ellentétben ez a vírus szinte teljes gépezettel rendelkezett ahhoz, hogy gondoskodjon önmagáról.
Ez a közelmúltbeli felfedezés újjáélesztette a vírusok eredetéről szóló vitát.
Fagyasztott vírusok
A vírusoknak nincsenek olyan fizikai fosszilis emlékei, mint a dinoszauruszoknak.
A tudósok egyik módja a vírusok kimutatására és eredetük tanulmányozására az, hogy genetikai anyagukat – DNS- vagy RNS-molekulákat – keresik állati szövetekben és a talajban.
Még ha a filmek mást is sugallnak, vírusos genetikai anyagot még soha nem mutattak ki megkövesedett növényi levelekben vagy borostyánba zárt rovarokban.
Mégis kimutattak néhány ősi vírust a szibériai permafrosztban, és remény van arra, hogy továbbiakat fedeznek fel, ahogy a globális felmelegedés folytán felolvad az évezredek óta fagyott talaj. Addig azonban továbbra is csak korlátozottan vagyunk képesek pontosan rekonstruálni a vírusok eredetét.
Vírusok evolúciója
A vírusok olyan mikroszkopikus organizmusok, amelyek szaporodásához élő sejtre, gyakran gazdatestre van szükségük. Nagyrészt fehérjeburokba csomagolt genetikai anyagból (DNS vagy RNS) állnak.
Ezek a DNS- és RNS-szekvenciák idővel változhatnak, a genetikai kódban olyan módosításokat halmozva fel, amelyek kedveznek a vírus túlélésének. A tudósok ezeket a genetikai szekvenciákat megvizsgálva meg tudják becsülni, hogy a különböző vírusok hogyan kapcsolódnak egymáshoz, és hogyan fejlődhettek ki.
Ezek a vizsgálatok megmutatták, hogy a vírusok nem egyetlen eredetűek, vagyis nem mind egyetlen vírusból keletkeztek, amely megváltozott és a ma ismert vírusokká fejlődött. A vírusok valószínűleg több független eredetűek, szinte biztosan különböző időpontokban.
A tudósok egyik feltételezése, amikor a vírusok eredetét vizsgálják, az, hogy mindegyik a gazdaszervezetével együtt fejlődött. Például az embert megfertőző herpeszvírus idővel fejlődik, és úgy alkalmazkodik, hogy továbbra is képes legyen megfertőzni az emberi sejteket.
Ha figyelembe vesszük, hogy a Földön minden életforma az óceánban kezdődött, akkor ésszerű azt hinni, hogy a vírusok a tengerekben élő gazdaszervezeteikkel együtt fejlődtek. Ahogy ezek az élőlények a szárazföldre költöztek és fejlődtek, a vírusok is fejlődtek, és elnyerték a szárazföldi szervezetek megfertőzésének képességét.
Ez év elején a tudósok bizonyítékot találtak arra, hogy egyes vírusok több millió évesek lehetnek, és már az első gerincesek létezése óta léteznek. Ez azonban önmagában nem magyarázza meg a vírusok eredetét.
Eredettörténetek
Az egyik elmélet szerint a vírusok körkörös DNS-ből (más néven plazmidból) keletkeztek, amely képes önállóan szaporodni és a sejtek között mozogni, átadva a genetikai információt egyik szervezetből a másikba. Egyes plazmidok például az antibiotikumokkal szembeni gyógyszerrezisztenciáért felelős géneket hordozzák. Ezen elmélet szerint a plazmid kiszabadult a sejtekből, és úgy fejlődött, hogy egy másik sejtbe kerülve vírusokat tudott létrehozni.
Egy másik elmélet szerint a vírusok bonyolultabb, szabadon élő szervezetekből, például baktériumokból vagy sejtekből fejlődhettek ki. Egy nemrégiben készült tanulmány kimutatta, hogy egy ARC nevű fehérje, amely az emberben a memória szempontjából fontos, képes vírusszerű részecskéket képezni és RNS-t továbbítani a sejtek között. Talán hasonló ősi fehérjék fejlődtek ki, hogy egyik szervezetből a másikba vándoroljanak.
Aztán nemrégiben felfedezték az óriás Tupanvírust egy brazil szóda-tóban. Az ilyen tavak nagyon sósak és magas a pH-értékük. Utánozhatják a több milliárd évvel ezelőtti földi vízi környezet feltételeit.
A Tupanvírusnak minden más ismert vírusnál teljesebb fehérjekészítő gépezete van. Más vírusokkal ellentétben valószínűleg nem függ annyira az általa megfertőzött sejttől, hogy szaporodjon. Ez a felfedezés újra felkeltette az érdeklődést az iránt az elmélet iránt, hogy a vírusok komplex, szabadon élő sejtekből alakultak ki.
Melyik volt előbb?
A fenti elméletek mindegyike feltételezi, hogy a sejtek már a vírusok előtt is léteztek, és hogy a vírusok potenciálisan a sejtek jelenlétében fejlődtek ki.
De van egy másik hipotézis is, amely azt javasolja, hogy a vírusok léteztek először, még a sejtek előtt. Egy őskori világban a vírusok önfenntartó egységekként létezhettek, egyfajta ősi gépként, amely valószínűleg képes volt reprodukálni a genetikai anyagát. Idővel ezek az őskori vírusok összetett, szervezett struktúrákat alakíthattak ki, amelyek végül sejtszerű egységekké fejlődtek.
Ezek egyelőre csak elméletek. A ma rendelkezésünkre álló technológia és erőforrások nem képesek magabiztosan tesztelni ezeket az elméleteket és azonosítani a vírusok eredetének legvalószínűbb magyarázatát.
Egy alternatív – ám lehetetlennek tűnő – stratégia az lenne, ha a vírusokat más bolygókon, például a Marson izolálnánk vagy azonosítanánk primitív formájukban. A Földön maradni sokkal hihetőbb megközelítésnek tűnik.
Az új vírusok, például a Tupanvirus vagy az óriás DNS-vírusok egy 30 000 éves rokona (Pithovírus) folyamatos felfedezése lehetővé teheti számunkra, hogy összerakjuk eredetük rejtvényét.