Mi a kapcsolat a majomhimlő, a Covid-19 és a Vörös királynő hipotézis között?

Amint azt a Vörös királynő hipotézis sugallja, a koevolúció egy látszólagos evolúciós fegyverkezési versenyt eredményezhet, amelyben mindkét résztvevő a lehető leggyorsabban fejlődik csak azért, hogy egymáshoz való viszonyukat fenntartsák.

A Vörös királynő hipotézis

A Vörös királynő hipotézist először Leigh Van Valen vetette fel még 1973-ban, amely két faj egymással kölcsönhatásban történő fejlődését leíró feltevés az evolúcióbiológiában. A hipotézis leírja, hogy a fajok közötti kölcsönös evolúciós hatások hogyan vezethetnek néhány különösen érdekes evolúciós eredményhez.

Van Valen kifejezetten a makroevolúciós kihalási valószínűségekkel foglalkozott. Mára a hipotézis sokkal általánosabbá vált, evolúciós magyarázatot adva számos sajátosságra. Így például: egy kórokozó fertőzőképességére vagy a genetikai sokféleség fenntartására. Továbbá, magában foglalja, hogy az egyes fajok folyamatosan harcban, egyfajta fegyverkezési versenyben állnak egymással a túlélés érdekében.

A Vörös királynő hipotézis elvi alapja az, hogy a fajoknak (vagy populációknak) folyamatosan új alkalmazkodási módozatokat kell kifejleszteniük más élőlények evolúciós változásaira válaszul, hogy elkerüljék a kihalást. A kifejezést Lewis Carroll: Alice Tükörországban című meséje ihlette. A történetben Alice furcsa jelenséget tapasztal, amit a Vörös királynő így magyaráz: „Minálunk, ha teljes erődből rohansz, az épp csak arra elég, hogy egy helyben maradj.” Az élőlények esetében számos evolúciós kiigazításra, változásra lehet szükség, csak hogy elkerüljék a kihalást.

Mit jelent a Vörös királynő hipotézis a kórokozók szempontjából?

A Vörös Királynő hipotézis azt feltételezi, hogy a gazdaszervezetek és kórokozóik közötti evolúciós fegyverkezési verseny olyan diszkrét, genetikailag kódolt eseményeket eredményez, amelyek versenyelőnyhöz vezetnek a többi fajhoz képest. A kórokozók immunrendszert kicselező stratégiáira az emlősök immunrendszerének és a kórokozók együttes evolúcióján keresztül számos példát találunk.

A pozitív szelekció gyakran annak az eredménye, hogy két faj egymással konfliktusban fejlődik. A Vörös királynő hipotézis egy olyan evolúciós rendszert ír le, amelyben egy fennálló állapot fenntartásához folyamatos alkalmazkodásra van szükség. A vírus-gazdaszervezet kölcsönhatások jó példái a Vörös királynő-versengésnek. Ugyanis a gazdaszervezet védekezése szelektív nyomást gyakorol a patogén vírusok szaporodására, ugyan akkor mindez energiaráfordítást, erőforrás elvonást igényel a gazdaszervezettől.

Azok a mutációk, amelyek lehetővé teszik, hogy a gazdaszervezetek hatékonyan korlátozzák a patogén vírusokat, lehetőséget biztosítanak számukra a többlet energiaráfordítás megspórolására. Ez pedig szelektív nyomást gyakorol a kórokozó vírusokra.  Amelyek úgy fejlődnek tovább, hogy hatékonyan ki tudják kerülni a gazdaszervezetek ellenük kifejlesztett védekezési stratégiáit. Ennek eredményeként egy préda-ragadozó viszonyhoz hasonló kvázi fegyverkezési verseny jellegű dinamika jön létre, ami mind a gazdaszervezet, mind pedig a vírus gyors evolúciójához vezet.

Hogyan védhetik ki a himlővírusok a gazdaszervezet immunválaszát?

Számos himlővírus a mimikri, utánzás segítségével próbálja meg kijátszani a gazdaszervezet immunválaszát. Ennek során olyan fehérjét termelnek, amely gátolja a gazdaszervezet egyik specifikus immunvédekezési útvonalának aktiválódását, amely lényegében a vírus szaporodását gátolná meg.

A Covid-19 variánsok kialakulása a Vörös királynő hipotézis tükrében

A Vörös királynő hipotézis értelmében a kórokozó vírus minden egyes alkalmazkodást elősegítő mutációjával egyenértékű mértékben csökken a gazdaszervezet alkalmazkodó képessége. Azaz egy fertőzőképesebb variánssal szemben kevésbé tud védekezni a gazdaszervezet. Erre jó példa lehet a fertőzőképesebb Covid-19 variánsok megjelenése és terjedése.

Érdemes elolvasniElőször fecskendeztek emberekbe rákellenes, módosított himlővírust egy új klinikai vizsgálat során