Virusuri precum Ebola, gripa și Zika țin prima pagină a ziarelor. Ele ne atrag atenția prin potențialul lor de a provoca boli și decese pe scară largă.
Dar de unde au apărut pentru prima dată acești viruși?
Spre deosebire de bacterii, virușii nu sunt organisme vii – nu se pot reproduce singuri. În schimb, ei deturnează celulele pentru a se înmulți, a se răspândi și a provoca boli.
Dar ce se întâmplă dacă nu a fost întotdeauna așa?
Cercetătorii care au studiat un așa-numit virus gigant numit Tupanvirus (numit după zeul Guarani al tunetului din America de Sud) au descoperit că acesta, spre deosebire de virușii pe care îi întâlnim astăzi, avea o mașinărie aproape completă pentru a avea grijă de sine.
Această descoperire recentă a realimentat dezbaterea privind originea virușilor.
Virusuri congelate
Nu există o înregistrare fizică fosilă a virușilor, așa cum există în cazul dinozaurilor.
Un mod în care oamenii de știință detectează virușii și le studiază originile este de a căuta materialul lor genetic – molecule de ADN sau ARN – în țesuturile animale și în sol.
Chiar dacă filmele v-ar putea face să credeți contrariul, materialul genetic viral nu a fost niciodată detectat în frunze de plante fosilizate sau în insecte prinse în chihlimbar.
Cu toate acestea, unii viruși străvechi au fost detectați în permafrostul din Siberia și există speranțe de a descoperi mai mulți pe măsură ce încălzirea globală continuă să dezghețe solul care a fost înghețat timp de mii de ani. Până atunci, rămânem limitați în ceea ce privește capacitatea noastră de a reconstitui cu precizie originea virușilor.
Evoluția virusurilor
Virusurile sunt organisme microscopice care au nevoie de o celulă vie, adesea numită gazdă, pentru a se înmulți. Ele constau în mare parte din material genetic (fie ADN sau ARN) învelit într-un înveliș proteic.
Aceste secvențe de ADN și ARN se pot schimba în timp, acumulând modificări ale codului genetic care favorizează supraviețuirea virusului. Oamenii de știință se pot uita la aceste secvențe genetice pentru a estima modul în care diferiți viruși sunt înrudiți și cum ar fi putut evolua.
Aceste studii ne-au arătat că virusurile nu au o singură origine; adică nu au apărut toate dintr-un singur virus care s-a modificat și a evoluat în toate virusurile pe care le cunoaștem astăzi. Virușii au, probabil, mai multe origini independente, aproape sigur în momente diferite.
O presupunere pe care oamenii de știință o fac atunci când iau în considerare originea virușilor este că fiecare a co-evoluat împreună cu gazda sa. De exemplu, virusul herpesului care infectează oamenii evoluează în timp, adaptându-se astfel încât să își păstreze în continuare capacitatea de a infecta celulele umane.
Dacă luăm în considerare faptul că toate formele de viață de pe Pământ au început în ocean, atunci este rezonabil să credem că virușii au evoluat împreună cu gazdele lor din mări. Pe măsură ce aceste creaturi s-au mutat pe uscat și au evoluat, virușii au evoluat și ei și au căpătat capacitatea de a infecta organismele terestre.
La începutul acestui an, oamenii de știință au descoperit dovezi că unii viruși ar putea avea o vechime de milioane de ani și că au existat încă de când au existat primele vertebrate. Dar acest lucru nu explică originea virușilor în sine.
Povești despre origine
Una dintre teorii emite ipoteza că virușii au apărut din ADN circular (numit și plasmidă) care se poate replica independent și se poate deplasa între celule, transferând informații genetice de la un organism la altul. De exemplu, unele plasmide poartă genele responsabile de rezistența la medicamente antibiotice. Conform acestei teorii, plasmidul a scăpat din celule și a evoluat într-un mod care i-a permis să intre într-o altă celulă pentru a produce viruși.
O altă teorie sugerează că virușii ar fi putut evolua din organisme cu viață liberă mai complexe, cum ar fi bacteriile sau celulele. Un studiu recent a arătat că o proteină numită ARC, care este importantă pentru memorie la om, poate forma particule asemănătoare virusurilor și poate transfera ARN între celule. Poate că proteine antice similare au evoluat pentru a se muta de la un organism la altul.
Și apoi a fost acea descoperire recentă a uriașului Tupanvirus într-un lac de sodă din Brazilia. Lacurile ca acesta sunt foarte sărate și au un pH ridicat. Este posibil ca ele să imite condițiile mediilor acvatice de pe Pământ de acum miliarde de ani.
Tupanvirusul are un set mai complet de mecanisme de fabricare a proteinelor decât orice alt virus cunoscut. Spre deosebire de alte virusuri, probabil că nu este la fel de dependent de celula pe care o infectează pentru a se replica. Această descoperire a reaprins interesul pentru teoria conform căreia virușii au apărut din celule complexe, cu viață liberă.
Ce a fost mai întâi?
Ambele teorii de mai sus presupun că celulele au existat înainte de viruși și că virușii au evoluat potențial în prezența celulelor.
Dar există încă o ipoteză care propune că virușii au existat primii, chiar înaintea celulelor. Într-o lume preistorică, virușii ar fi putut exista ca entități autosuficiente, un fel de mașini antice care ar fi putut probabil să-și reproducă materialul genetic. În timp, acești viruși preistorici ar fi putut forma structuri complexe, organizate, care în cele din urmă au evoluat în entități asemănătoare celulelor.
Pentru moment, acestea sunt doar teorii. Tehnologia și resursele de care dispunem astăzi nu pot testa cu încredere aceste teorii și nu pot identifica cea mai plauzibilă explicație pentru originea virușilor.
O strategie alternativă – dar aparent imposibilă – ar fi izolarea sau identificarea virușilor în formele lor primitive pe alte planete, cum ar fi Marte. Rămânerea pe Pământ pare a fi o abordare mai plauzibilă.
Descoperirea continuă de noi virusuri, cum ar fi Tupanvirus sau o rudă veche de 30.000 de ani a virusurilor ADN gigantice (Pithovirus), ar putea să ne permită să punem cap la cap puzzle-ul originilor lor.