Ο ρόλος των ιών στην εξέλιξη της ζωής

Οι ιοί βρίσκονται στο σύνορο μεταξύ έμβιου και άβιου κόσμου. Κι όμως συμβάλλουν στην εξέλιξη της ζωής!

Οι ιοί είναι και αυτοί δημιουργήματα του Θεού. Μοιάζει λοιπόν τουλάχιστον παράξενο, να έχει πλάσει ο Θεός οντότητες που μας αρρωσταίνουν και μας δημιουργούν τόσα δεινά! Ή μήπως παίζουν κάποιον άλλο ρόλο στη δημιουργία, που μόλις τώρα τον ανακαλύπτουμε;

.

Πέρα από τα δυσάρεστα συμπτώματα που μας προκαλούν οι ιώσεις με την αλλαγή των εποχών, όλοι μας γνωρίζουμε ότι μερικοί ιοί είναι εξαιρετικά επικίνδυνοι, σε βαθμό που σκοτώνουν εκατομμύρια ανθρώπους κάθε χρόνο στον πλανήτη μας! Κάτι που θα έπρεπε να προκαλεί απορία τουλάχιστον στους πιστούς ανθρώπους, με δεδομένο ότι ο Θεός είναι ο πλάστης της ζωής, αλλά και του ίδιου του γενετικού κώδικα.

Γιατί λοιπόν έφτιαξε ο Θεός τους ιούς; Για να μας σκοτώνουν; Ή μήπως υπάρχουν και σημαντικότερες λειτουργίες τους στο γήινο οικοσύστημα;

Τι είναι ένας ιός;

Όταν βεβαίως μιλάμε για ιούς και "ζωή", κατά πρώτον τίθεται το ζήτημα: Τι είναι ένας ιός; Είναι ζωντανός;

Αυτή η ερώτηση τίθεται, επειδή οι ιοί, αν και αναπαράγονται, και έχουν δικό τους γενετικό υλικό, ΔΕΝ είναι αυτοδύναμοι οργανισμοί. Δεν μπορούν να ζήσουν και να αναπαραχθούν μόνοι τους. Πρέπει να μπουν μέσα στα κύτταρα ενός άλλου πλάσματος, και να τα ανα-προγραμματίσουν με το δικό τους DNA, ώστε τα κύτταρα αυτά να αρχίσουν να εργάζονται γι' αυτούς! Τότε τα κύτταρα αυτά, αρχίζουν να παράγουν τις πρωτεϊνες και το υλικό του ιού, και να κατασκευάζουν και άλλα αντίγραφα του ιού αυτού, μέχρι που με το θάνατό του κυττάρου, να απελευθερωθούν στον οργανισμό περισσότεροι ιοί, που θα μολύνουν άλλα κύτταρα!

Ουσιαστικά δηλαδή, ένας ιός, δεν είναι αυτοδύναμη ζωή, αλλά είναι ένα ΒΙΟΛΟΓΙΚΟ ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ, που προγραμματίζει τα κύτταρα διαφόρων οργανισμών, σύμφωνα με το συμφέρον του ιού. Είναι κάτι μεταξύ ζωής και άβιου κόσμου.

Πώς πολλαπλασιάζεται ένας ιός

Είτε είναι είτε δεν είναι τεχνικώς «ζωντανοί», οι ιοί επιδεικνύουν αναμφίβολα μια ιδιότητα των εμβίων —την ικανότητα να δημιουργούν αντίγραφά τους— αλλά μόνο με τη βοήθεια του κυττάρου-ξενιστή. Στην εικόνα παρουσιάζεται ένας τρόπος ιικής αναπαραγωγής ιού που φέρει ως γενετικό υλικό δίκλωνο DNA. Η διαδικασία πολλαπλασιασμού των φάγων (ιών που προσβάλλουν βακτήρια), των ιών με RNA ως γενετικό υλικό και των ρετροϊών διαφέρουν ως προς κάποιες λεπτομέρειες, αποτελούν δε παραλλαγές του παρόντος θέματος.

Η επιρροή των ιών στην Εξέλιξη

Οι ιοί διαθέτουν τη δική τους αρχαία εξελικτική ιστορία, η οποία ανάγεται πολύ πίσω στο παρελθόν, στην ίδια τη δημιουργία της ζωής υπό μορφή κυττάρων. Φέρ' ειπείν, μερικά ιικά ένζυμα με επιδιορθωτικά ρόλο —όπως αυτά που εκτέμνουν και επανασυνθέτουν το κατεστραμμένο DNA ή επισκευάζουν τις βλάβες από τις ρίζες οξυγόνου, κ.λπ. είναι μοναδικά σε ορισμένους ιούς και υφίστανται σχεδόν αμετάβλητα πιθανόν επί δισεκατομμύρια χρόνια.

Παρ' όλα αυτά, οι περισσότεροι εξελικτικοί βιολόγοι θεωρούν ότι, επειδή οι ιοί δεν είναι ζωντανοί, δεν αξίζει να τους λαμβάνουμε σοβαρά υπόψη μας όταν προσπαθούμε να κατανοήσουμε την εξέλιξη. Θεωρούν, επίσης, ότι οι ιοί κατάγονται από γονίδια του ξενιστή, τα οποία με τον ένα ή τον άλλο τρόπο «δραπέτευσαν» από αυτόν και απέκτησαν κάποιο πρωτεϊνούχο κάλυμμα. Σύμφωνα με τούτη την άποψη, οι ιοί δεν αντιπροσωπεύουν άλλο από γονίδια-φυγάδες του ξενιστή που εκφυλίστηκαν σε παράσιτα. Οπότε, με τους ιούς να έχουν απομακρυνθεί έτσι από τον ιστό της ζωής, ίσως και να παραγνωρίζονται οι όποιες σημαντικές συνεισφορές τους στη δημιουργία των ειδών και τη διατήρηση της ζωής. (Σκεφτείτε μόνο ότι από τις 1.205 σελίδες τής Encyclopedia of Evolution, που κυκλοφόρησε το 2002, μόνο 4 αναφέρονται στους ιούς.)

Οι εξελικτικοί βιολόγοι, φυσικά, δεν αρνούνται ότι οι ιοί έπαιξαν κάποιο ρόλο στην εξέλιξη. Με το να τους αντιμετωπίζουν όμως ως «άψυχη ύλη», τοποθετούν αυτόματα την επίδρασή τους στην ίδια κατηγορία με αυτή, ας πούμε, μιας κλιματικής αλλαγής. Μάλιστα, αυτού του τύπου οι εξωτερικές επιδράσεις επιλέγουν μεταξύ των ατόμων που κατέχουν ποικίλα, γενετικώς ελεγχόμενα γνωρίσματα, εκείνα τα άτομα που είναι τα πιο ικανά να επιβιώνουν και να ευδοκιμούν όταν αντιμετωπίζουν αυτές τις προκλήσεις• τα επίλεκτα δε αυτά άτομα αναπαράγονται εν συνεχεία και με τη μεγαλύτερη επιτυχία, και ως εκ τούτου μεταβιβάζουν τα γονίδια τους στις επερχόμενες γενιές.

Οι ιοί, ωστόσο, ανταλλάσσουν άμεσα γενετικές πληροφορίες με τους ζωντανούς οργανισμούς —μέσα στον ιστό, δηλαδή, της ίδιας της ζωής. Ενδεχομένως δε να συνιστά και έκπληξη για τους περισσότερους γιατρούς, ίσως και για τους περισσότερους εξελικτικούς βιολόγους, το ότι οι πιο γνωστοί ιοί έχουν διάρκεια και είναι αβλαβείς, όχι παθογόνοι. Εγκαθίστανται μέσα στα κύτταρα, όπου και μπορούν να παραμένουν λανθάνοντες για μεγάλες περιόδους ή επωφελούνται του μηχανισμού της κυτταρικής αντιγραφής προκειμένου να πολλαπλασιάζονται με βραδείς και σταθερούς ρυθμούς. Οι ιοί αυτοί έχουν αναπτύξει πολλούς έξυπνους τρόπους για να μην τους ανιχνεύει το ανοσοποιητικό σύστημα του ξενιστή —ουσιαστικά κάθε βήμα στην ανοσοαπόκριση είναι δυνατόν να τροποποιείται ή να περιέρχεται στον έλεγχο γονιδίων που απαντούν στον ένα ή στον άλλο ιό.

Επιπλέον, το γονιδίωμα ενός ιού (ολόκληρο το DNA ή το RNA του) είναι σε θέση να εγκαθίσταται μόνιμα στον ξενιστή του, προσθέτοντας ιικά γονίδια στους κατιόντες που διαδέχονται αυτό τον ξενιστή- έτσι, το ιικό γονιδίωμα καθίσταται τελικά κρίσιμο τμήμα στο γονιδίωμα του είδους που φιλοξενεί τον ιό. Συνεπώς, οι ιοί σίγουρα επιδρούν ταχύτερα και πιο άμεσα απ' ό,τι οι εξωγενείς δυνάμεις που απλώς επιλέγουν ανάμεσα στις πιο αργά δημιουργούμενες, εσωτερικές γενετικές ποικιλότητες. Ο πελώριος πληθυσμός των ιών, σε συνδυασμό με τους γρήγορους ρυθμούς αντιγραφής και μετάλλαξής τους, αναδεικνύουν τους ιούς ως την κύρια πηγή γενετικών καινοτομιών σε αυτό τον κόσμο: συνεχώς «επινοούν» νέα γονίδια. Τα δε μοναδικά γονίδια ιικής προέλευσης μπορούν να «ταξιδεύουν», τραβώντας το δρόμο τους στο εσωτερικό άλλων οργανισμών και συντελώντας στην εξελικτική αλλαγή.

Δεδομένα που δημοσιεύτηκαν από τη Διεθνή Ένωση για τη Χαρτογράφηση του Ανθρώπινου Γονιδιώματος υποδεικνύουν ότι κάπου μεταξύ 113 και 223 γονιδίων που υπάρχουν στα βακτήρια και στο ανθρώπινο γονιδίωμα απουσιάζουν από καλά μελετημένους οργανισμούς-πρότυπα (όπως, λόγου χάρη, η ζύμη Saccharomyces ccrevisiae, η ξυδόμυγα Drosophila melanogaster και ο νηματώδης Caenorhabditis elegans) οι οποίοι κείνται ανάμεσα στα δύο αυτά εξελικτικά άκρα. Κάποιοι ερευνητές θεωρούσαν ότι οι συγκεκριμένοι οργανισμοί, που εμφανίστηκαν μετά τα βακτήρια αλλά πριν από τα σπονδυλωτά, απλώς έχασαν τα εν λόγω γονίδια κάποια στιγμή κατά την εξελικτική τους πορεία. Άλλοι πάλι πρότειναν ότι αυτά τα γονίδια είχαν μεταφερθεί από εισβάλλοντα βακτήρια κατευθείαν στις εξελικτικές γενεαλογικές γραμμές του ανθρώπου.

Ο Victor DeFilippis, του Ινστιτούτου Εμβολίων και Γονιδιακής Θεραπείας στο Πανεπιστήμιο Υγείας και Επιστήμης του Όρεγκον, και Luis P. Villarreal, διευθυντής του Κέντρου για την έρευνα των ιών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Έρβιν, προχώρησαν σε μια τρίτη εναλλακτική πρόταση: Οι ιοί ίσως δημιουργούν γονίδια και εν συνεχεία εγκαθίστανται σε δύο διαφορετικές γενεαλογίες —για παράδειγμα, αυτές των βακτηρίων των σπονδυλωτών. Έτσι, ένα γονίδιο που όπως φαίνεται παραχωρήθηκε στους ανθρώπους από τα βακτήρια, ίσως να δόθηκε και στους δύο από κάποιον ιό.

Για την ακρίβεια, άλλοι ερευνητές —όπως ο Philip Bell, του Πανεπιστημίου Macquarie στο Σίδνεϊ της Αυστραλίας— αλλά και ο Luis P. Villarreal, υποστηρίζουν ότι ο ίδιος ο πυρήνας του κυττάρου έχε ιική προέλευση. Η έλευση του πυρήνα —ο οποίος διαφοροποιεί τους ευκαρυώτες (τους οργανισμούς των οποίων τα κύτταρα περιέχουν έναν γνήσιο πυρήνα), συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, από τους προκαρυώτες, όπως τα βακτήρια— δεν μπορεί να εξηγηθεί ικανοποιητικά μόνο από τη βαθμιαία προσαρμογή των προκαρυωτικών κυττάρων μέχρι διαμόρφωσής τους σε ευκαρυωτικά. Ίσως ο πυρήνας να προέκυψε από την εξέλιξη ενός μεγάλου ιού με χαρακτηριστική σταθερότητα και DNA ως γενετικό υλικό, ο οποίος απέκτησε μόνιμη κατοικία στο εσωτερικό των προκαρυωτών. Προς επίρρωσιν αυτής της ιδέας, κάποια δεδομένα αλληλουχιών δείχνουν ότι το γονίδιο της DNA πολυμεράσης (ένζυμο για την αντιγραφή του DNA) στον ιό Τ4, ο οποίος προσβάλλει βακτήρια, παρουσιάζει στενή συγγένεια με άλλα γονίδια DNA πολυμεράσης τόσο σε ευκαρυώτες όσο και σε ιούς που προσβάλλουν τους τελευταίους. Επίσης, ο Patrick Porter re, του Πανεπιστημίου Paris-Slid, έχει αναλύσει άλλα ένζυμα υπεύθυνα για την αντιγραφή του DNA και έχει συμπεράνει ότι τα γονίδια που κωδικοποιούν αυτού του είδους τα ένζυμα στους ευκαρυώτες πιθανότατα να έχουν ιική προέλευση.

Από το επίπεδο των μονοκύτταρων οργανισμών έως εκείνο των ανθρώπινων πληθυσμών, οι ιοί προσβάλλουν όλες τις μορφές ζωής πάνω στη Γη, συχνά καθορίζοντας αποφασιστικά τι θα επιβιώνει. Αλλά εξελίσσονται και οι ίδιοι οι ιοί. Νέοι ιοί, όπως ο HIV-1 που προκαλεί το AIDS, ίσως αποτελούν τις μόνες βιολογικές οντότητες για τις οποίες οι επιστήμονες μπορούν πράγματι να είναι αυτόπτες μάρτυρες της δημιουργίας τους, ότι αποκτούν υπόσταση, εφοδιάζοντας μας έτσι με ένα παράδειγμα ενεργής εξέλιξης σε πραγματικό χρόνο.

Οι ιοί έχουν σημασία για τη ζωή. Αποτελούν το σταθερά μεταβαλλόμενο σύνορο μεταξύ των κόσμων της βιολογίας και της βιοχημείας. Και όσο θα συνεχίζουμε να διαλευκαίνουμε τα γονιδιώματα όλο και περισσότερων οργανισμών, τόσο περισσότερο θα φανερώνεται η συμβολή στην εξέλιξη της ζωής από τούτη την αρχαία αλλά δυναμική δεξαμενή γονιδίων.

Ο νομπελίστας Salvador Luria, ήδη από το 1959, διατύπωσε τον εξής συλλογισμό σχετικά με την επίδραση των ιών στην εξέλιξη: "Μήπως, εν τέλει, δεν αντιλαμβανόμαστε ότι στους ιούς, κατά τη συγχώνευση τους με το γονιδίωμα των κυττάρων και την επανεμφάνιση τους απ' αυτό, δεν παρατηρούμε άλλο από τις μονάδες και τη διαδικασία οι οποίες, στην πορεία της εξέλιξης, έχουν πλάσει τα επιτυχή γενετικά πρότυπα που υπόκεινται όλων των ζωντανών κυττάρων;» Δίχως να λογαριάζουμε το κατά πόσο αντιμετωπίζουμε τους ιούς ως ζωντανούς ή μη, είναι καιρός να παραδεχτούμε την ένταξη τους, όπως και τη μελέτη τους, στο γενικότερο φυσικό πλαίσιο τους: τον ιστό της ζωής.

Συνοπτικά

Άρα, καταλήγουμε στο εξής:

Ενώ οι Δημιουργιστές βρίσκονται σε σοβαρό πρόβλημα, αν προσπαθήσουν να εξηγήσουν, το πώς είναι δυνατόν ο Θεός να κατασκεύασε ιούς, που μας αρρωσταίνουν και μας σκοτώνουν, (εμάς και τα ζώα, αλλά και τα φυτά), η Εξελικτική θεωρία, δίνει μια διαφωτιστική και σύμφωνη με την πίστη στον Θεό απάντηση! Μας απαντάει, ότι οι ιοί, αποτελούν "μοχλό" της εξελικτικής διαδικασίας! Μια λειτουργία, όχι απλώς χρήσιμη, αλλά και ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΗ στην πορεία ανέλιξης της ζωής. Σαν το πρόσθετο "λογισμικό" που βελτιώνει τα προγράμματα των υπολογιστών, οι ιοί αποτελούν το βιολογικό εκείνο "λογισμικό", που συμπληρώνει, βελτιώνει, και αναβαθμίζει τον γενετικό κώδικα των ζωντανών πλασμάτων της γης!

Συνοπτικά λοιπόν, οι ιοί επιτελούν (μεταξύ άλλων), τις εξής 3 χρήσιμες και βασικές λειτουργίες στο έμβιο οικοσύστημα:

α) Αναγκάζουν τα διάφορα ζωικά και φυτικά είδη, να αναπτύσσουν και να διατηρούν νέες μεταλλάξεις, που τα οδηγούν σε νέα εξελικτικά μονοπάτια.

β) Μεταφέρουν γενετικό υλικό από το ένα ζωικό είδος στο άλλο, εμπλουτίζοντας το γενετικό υλικό του, με νέα γονίδια, που ενδέχεται κάποια στιγμή να ενεργοποιηθούν με έναν χρήσιμο τρόπο, προς όφελος του είδους.

γ) Ενσωματώνονται σε κάποιους οργανισμούς, δημιουργώντας νέες συνθετότερες και καλύτερες γενετικές δομές, όπως πιθανότατα ο πυρήνας των κυττάρων όλων μας.

Ο Ιός της Μωσαϊκής του Καπνού

Ο Θεός δεν δημιουργεί τίποτα κακό. Σε ένα οικοσύστημα που λειτουργεί με τους νόμους της φθοράς και της Φυσικής Επιλογής, οι ιοί είναι και αυτοί ένα "λίαν καλό" δημιούργημα για το κάθε είδος ως σύνολο, με μερικές κακές παρενέργειες για τα επί μέρους άτομα του κάθε είδους.

Μόνο στον Μέλλοντα Αιώνα, όταν θα εκλείψει η αναγκαιότητα της Φυσικής Επιλογής και της Εξελικτικής διαδικασίας, μόνο τότε οι ιοί θα έχουν πλέον επιτελέσει το σκοπό της δημιουργίας τους.

Κι όμως! Όχι μόνο ιοί, αλλά  και... βακτήρια μπορούν να μεταδώσουν το DNA τους σε κάποιο είδος, και να προωθήσουν την εξέλιξή του! Δείτε τις αποδείξεις!

 Βιβλιογραφία:

Τις εικόνες και τις πληροφορίες του κεφαλαίου για την εξέλιξη των ιών, τις πήραμε από το περιοδικό Scientific American Μαρτίου 2005, σελ. 34-40, από το άρθρο του Luis P. Villarreal, διευθυντή του Κέντρου για την έρευνα των ιών στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Έρβιν, που έχει τίτλο: "Τελικά, οι ιοί είναι ζωντανοί ή νεκροί;"

Manfred Eigen, "Viral Quasispecies", Scientific American, Ιούλιος 1993.

L. P. Villarreal, "DNA Virus Contribution 10 Host Evolution", στο Origin and Evolution of Viruses, (επιμ. Ε. Domingo κ.ά.). Academic Press, 1999.

Victor DeFilippis και Louis Villarreal, "Lateral Gene Transfer or Viral Colonization?", Science, 10 Αυγούστου 2001.