Virus come Ebola, influenza e Zika fanno notizia. Catturano la nostra attenzione con il loro potenziale di causare malattie diffuse e morte.
Ma da dove vengono questi virus?
A differenza dei batteri, i virus non sono organismi viventi – non possono riprodursi da soli. Invece, si impadroniscono delle cellule per moltiplicarsi, diffondersi e causare malattie.
Ma se non fosse sempre stato così?
Gli scienziati che studiano un cosiddetto virus gigante chiamato Tupanvirus (dal nome del dio sudamericano Guarani del tuono) hanno scoperto che, a differenza dei virus che incontriamo oggi, aveva un macchinario quasi completo per prendersi cura di se stesso.
Questa recente scoperta ha alimentato il dibattito sull’origine dei virus.
Virus congelati
Non esiste una documentazione fisica fossile dei virus come quella dei dinosauri.
Un modo in cui gli scienziati individuano i virus, e studiano le loro origini, è cercare il loro materiale genetico – molecole di DNA o RNA – nei tessuti animali e nel terreno.
Anche se i film potrebbero farvi credere il contrario, il materiale genetico virale non è mai stato rilevato in foglie di piante fossilizzate o in insetti intrappolati nell’ambra.
Tuttavia, alcuni virus antichi sono stati individuati nel permafrost in Siberia, e ci sono speranze di scoprirne altri man mano che il riscaldamento globale continua a scongelare terreni che sono stati congelati per migliaia di anni. Fino ad allora, rimaniamo limitati nella nostra capacità di ricostruire con precisione l’origine dei virus.
Evoluzione dei virus
I virus sono organismi microscopici che richiedono una cellula vivente, spesso chiamata ospite, per moltiplicarsi. Sono costituiti in gran parte da materiale genetico (DNA o RNA) avvolto in un mantello proteico.
Queste sequenze di DNA e RNA possono cambiare nel tempo, accumulando modifiche al codice genetico che favoriscono la sopravvivenza del virus. Gli scienziati possono guardare queste sequenze genetiche per stimare come i diversi virus sono correlati e come possono essersi evoluti.
Questi studi ci hanno mostrato che i virus non hanno un’unica origine; cioè, non sono nati tutti da un unico virus che è cambiato e si è evoluto in tutti i virus che conosciamo oggi. I virus hanno probabilmente una serie di origini indipendenti, quasi certamente in tempi diversi.
Una supposizione che gli scienziati fanno quando considerano l’origine dei virus è che ognuno si sia evoluto insieme al suo ospite. Per esempio, il virus dell’herpes che infetta gli esseri umani si evolve nel tempo, adattandosi in modo da continuare a mantenere la capacità di infettare le cellule umane.
Se consideriamo che tutte le forme di vita sulla Terra sono iniziate nell’oceano, allora è ragionevole credere che i virus si siano evoluti con i loro ospiti nei mari. Quando queste creature si sono spostate sulla terraferma e si sono evolute, anche i virus si sono evoluti e hanno acquisito la capacità di infettare gli organismi terrestri.
All’inizio di quest’anno, gli scienziati hanno scoperto la prova che alcuni virus potrebbero avere milioni di anni e che esistono da quando esistono i primi vertebrati. Ma questo non spiega l’origine dei virus di per sé.
Storie d’origine
Una teoria ipotizza che i virus siano nati dal DNA circolare (chiamato anche plasmide) che può replicarsi indipendentemente e muoversi tra le cellule, trasferendo informazioni genetiche da un organismo all’altro. Per esempio, alcuni plasmidi portano i geni responsabili della resistenza ai farmaci antibiotici. Secondo questa teoria, il plasmide è sfuggito alle cellule e si è evoluto in un modo che gli ha permesso di entrare in un’altra cellula per produrre virus.
Un’altra teoria suggerisce che i virus potrebbero essersi evoluti da organismi a vita libera più complessi, come i batteri, o le cellule. Uno studio recente ha mostrato che una proteina chiamata ARC, importante per la memoria negli esseri umani, può formare particelle simili a virus e trasferire RNA tra le cellule. Forse simili proteine antiche si sono evolute per passare da un organismo all’altro.
E poi c’è stata quella recente scoperta del Tupanvirus gigante in un lago soda brasiliano. Laghi come questo sono molto salati e hanno un pH elevato. Possono imitare le condizioni degli ambienti acquatici sulla Terra miliardi di anni fa.
Tupanvirus ha un set di macchinari per la produzione di proteine più completo di qualsiasi altro virus conosciuto. A differenza di altri virus, probabilmente non è così dipendente dalla cellula che infetta per replicarsi. Questa scoperta ha riacceso l’interesse per la teoria che i virus siano nati da cellule complesse e a vita libera.
Chi è venuto prima?
Entrambe le teorie di cui sopra presuppongono che le cellule siano esistite prima dei virus e che i virus si siano potenzialmente evoluti in presenza di cellule.
Ma c’è ancora un’altra ipotesi che propone che i virus siano esistiti per primi, anche prima delle cellule. In un mondo preistorico, i virus potrebbero essere esistiti come entità autosufficienti, una sorta di macchina antica che probabilmente poteva riprodurre il suo materiale genetico. Col tempo, questi virus preistorici potrebbero aver formato strutture complesse e organizzate che alla fine si sono evolute in entità simili alle cellule.
Per il momento, queste sono solo teorie. La tecnologia e le risorse che abbiamo oggi non possono testare con sicurezza queste teorie e identificare la spiegazione più plausibile per l’origine dei virus.
Una strategia alternativa – ma apparentemente impossibile – sarebbe quella di isolare o identificare i virus nelle loro forme primitive su altri pianeti come Marte. Rimanere sulla Terra sembra un approccio più plausibile.
La scoperta continua di nuovi virus, come il Tupanvirus o un parente di 30.000 anni fa dei virus giganti del DNA (Pithovirus), potrebbe permetterci di mettere insieme il puzzle delle loro origini.