© Roy Keeris/Flickr
Komentar: Ovo je 11. poglavlje knjige gosp. Lescaudrona "Masovna izumiranja, evolucijski skokovi i povezanost virusa i informacija".
Prethodno poglavlje: Poglavlje 10.: Iskorjenjivanje ili poboljšanje specifično za vrstu
Prvo poglavlje: Poglavlje 1.: Masovna izumiranja
Kometni događaji uzrokuju masovna izumiranja tijekom kojih su neke vrste iskorijenjene, dok su druge vrste pošteđene i iznenada evoluiraju.
Kao što je opisano u prethodnom poglavlju[1], virusi imaju destruktivno djelovanje specifično za vrstu, ali postoji razlika između virusa koji uzrokuje bolesti kod određene vrste i virusa koji odlučujuće pridonosi izumiranju te iste vrste.
Stoga ćemo u ovom poglavlju pokušati odgovoriti na sljedeće pitanje: Postoje li dokumentirani slučajevi da su patogeni općenito, a posebno virusi, znatno uključeni u izumiranje određene vrste?
1/ Prošlo izumiranje izazvano virusom
Počnimo s prethodno opisanim[2] K/T izumiranjem prije ca. 66 MG [milijun godina, op.prev.], najnovije i najdokumentiranije od pet velikih masovnih izumiranja.
Zarazne bolesti smatraju se jednim od glavnih uzroka eliminacije nekih taksona tijekom K/T izumiranja, dok su drugi taksoni bili pošteđeni. Ovi patogeni specifični za vrstu su gljivice[3] [4], bakterije[5] i naravno virusi[6].
Čini se da je K/T izumiranje uključivalo virusne bolesti koje su pridonijele masovnom izumiranju:
Na primjer, tijekom K/T izumiranja, odumiranje nije bilo trenutno, već je slijedilo obrazac koji upućuje na šireću zarazu. Zapravo, temeljeći svoja otkrića na patogenima pronađenim unutar kukaca ukopanih u jantar, Poinard je zaključio da je do izumiranja dinosaura došlo zbog "kumulativnih, kaskadnih učinaka mnogih bolesti.Poinard je dao više detalja o tome kako su patogeni iskorijenili dinosaure zajedno s brojnim drugim vrstama iz razdoblja krede:
gljivične i virusne bolesti koje prenose kukci bile su ključne u određivanju koje su biljke preživjele a koje umrle u svijetu krede.[7]Prema Poinaru, virusi koje prenose insekti, zarazili su biljke koje su zauzvrat zarazile dinosaure:
Budući da postojeće lisne uši nose približno 50% biljnih virusa koje prenose kukci, možda su one bile odgovorne za brzu promjenu rodova biljaka kasne krede.[8]K/T događaj nije jedino masovno izumiranje obilježeno destruktivnom aktivnošću virusa. Kometni događaj koji je pokrenuo mlađi drijas prije 12.900 godina, iskorijenio je većinu dlakavih mamuta[9], ali je ostavio džepove preživjelih na otoku Wrangel[10] koji su preživjeli do ca. 4200 BP[11]
© CC BY-SA 3.0Položaj otoka Wrangel
Ovdje pokazujemo da je genom mamuta s otoka Wrangel imao mnoge navodne štetne mutacije za koje se predviđa da će uzrokovati različite defekte u ponašanju i razvoju. Obnavljanje i funkcionalna karakterizacija nekoliko gena mamuta s otoka Wrangel koji nose navodno štetne supstitucije identificirali su i gubitak i dobitak funkcijskih mutacija u genima [...]Sada, mutacije pronađene u mamutima otoka Wrangel pripisuju se oskudnoj populaciji i kasnijem križanju u srodstvu. Međutim, križanje u srodstvu ne uzrokuje genetske defekte po sebi, već samo povećava rizik od recesivnih genskih poremećaja[13].
Ovi podaci sugeriraju da je barem jedan mamut s otoka Wrangel možda pretrpio negativne posljedice smanjene veličine populacije i izolacije.[12]
Što je još važnije, dlakavi mamuti s otoka Wrangel otkrili su funkcionalne mutacije, koje je teško objasniti procesom križanja u srodstvu, ali, kao što je kasnije pokazano[14], lako se mogu inducirati virusima.
Prema višem kustosu Američkog prirodoslovnog muzeja, Rossu MacPheeu, doista su virusne epidemije[15] uzrok smrti mamuta s otoka Wrangler:
Nakon što je pročitao članak u časopisu o izbijanju virusa ebole, MacPhee je iznenada došao do spoznaje: jedina stvar koja može uzrokovati izumiranje ovog tipa [otok Wranglel] i razmjera bila je vrlo smrtonosna zarazna bolest.[16]Slučajno ili ne, mlađi drijas izazvan kometom bio je istovremen s pojavom najsmrtonosnijeg virusa za ljude, malih boginja:
Boginje (Variola major & minor) su epidemijska bolest uzrokovana virusom koji tisućljećima muči čovječanstvo. Zapravo, bila je to prva i jedina bolest ikada namjerno iskorijenjena s našeg planeta. Povjesničari nagađaju da su se pojavile oko 10.000 godina prije Krista [12.000 BP] u poljoprivrednim naseljima SI Afrike[17]Procjenjuje se da su samo tijekom 20. stoljeća boginje ubile 500 milijuna ljudi[18]. Ali uz svoju smrtonosnost, boginje su svojim preživjelim nositeljima donijele neke prednosti (dobitak funkcija), na primjer prirodni imunitet na virus HIV-a[19].
Čini se da su čak i vrste hominida pogođene izumiranjem uzrokovanim virusom. Neandertalac je izumro ca. 28 000 godina BP[20] nakon najmanje 100 000 godina[21] uspješne prilagodbe. Obrazac njihovog izumiranja sugerira da su ga, barem djelomično, uzrokovale virusne bolesti:
Istraživali smo podudara li se evolucijska povijest AMH-a i neandertalaca s vremenom i mjestom nastanka i evolucije nekih virusnih patogena koji su mogli igrati ulogu u izumiranju neandertalaca.[22]Primijetite da se K/T izumiranje, izumiranje neandertalaca, izumiranje Wrangler dlakavih mamuta dogodilo prije više tisuća, ako ne i milijuna godina, i odnosilo se na vrste koje su sada izumrle.
Dakle, usprkos nekoliko posrednih dokaza koji upućuju na to da su ta izumiranja izazvana virusima, još uvijek nema čvrstih dokaza. Za to bi se trebale provesti odgovarajuće autopsije, ali u većini slučajeva nema leša, samo fosili. Iznimka je dlakavi mamut i tisuće smrznutih leševa, ali još nije obavljena autopsija u potrazi za virusima[23].
Međutim, postoji niz dokumentiranih i nedavnih izumiranja uzrokovanih virusom.
2/ Nedavno izumiranje izazvano virusom
Uloga koju su igrali virusi u nekim izumiranjima opetovano je potvrđena promatranjem suvremenih izumiranja. Na primjer, zarazne bolesti glavni su pokretač aktualnog izumiranja nekih kritično ugroženih vodozemaca:
[...] vodozemci čine 30% kritično ugroženih životinja i da također čine približno 75% kritično ugroženih vrsta kojima prijeti bolest. Iako su infekcije ranavirusom, infestacije trematodama i nekoliko drugih prijetnji patogenima predložene kao pokretači određenih slučajeva opadanja, uzročnik za koji se smatra da najviše doprinosi ugrožavanju vodozemaca je Batrachochytrium dendrobatidis, prvi put identificiran 1990-ih kao uzročnik fatalne hitridiomikoze.[24]Vodozemci nisu izolirani slučaj, isto vrijedi i za izumiranje 18 suvremenih vrsta ptica:
18 primjera izumiranja i istrebljenja ptica koji su barem djelomično pripisani zaraznim bolestima. [...] Warner je predložio da su ti gubici uzrokovani panzootijama uzrokovanim nenamjernim unošenjem Culex quinquefasciatusa, vektora ptičje malarije (Plasmodium relictum). Drugi smrtonosni agens, vjerojatno također uveden, bile su ptičje boginje (Poxvirus avium).[25]Sisavci su također pogođeni; s primjerice izumiranjem endemske vrste štakora s Božićnog otoka zbog zarazne bolesti:
Štakor s Božićnog otoka potpuno je istrijebljen i njegovo genetsko nasljeđe nije se održalo ni u kojem obliku. Genetski dokaz tripanosoma Trypanosoma lewisi specifičnog za muride pronađen je u uzorcima pravog crnog štakora i štakora s Božićnog otoka. U uzorcima buldog štakora, koji su svi prikupljeni prije 1899. godine, nije bilo dokaza o infekciji tripanosomom. Stoga je otkrivanje tripanosoma u korelaciji s dolaskom invazivnih crnih štakora i kasnijim izumiranjem autohtonih vrsta štakora na Božićnom otoku (samo zaključak u slučaju štakora buldoga).[26]
Izumrli endemski štakor Božićnog otoka (Rattus macleari)
Zarazne bolesti, osobito virulentne zarazne bolesti, obično se smatraju uzrokom fluktuacije ili opadanja biološke populacije. Međutim, općenito se ne smatraju primarnim čimbenikom koji uzrokuje stvarnu ugroženost ili izumiranje vrsta. Ovdje pregledavamo poznate povijesne primjere u kojima je bolest imala, ili se pretpostavljalo da je imala, veliki štetan utjecaj na životinjske vrste, uključujući izumiranje, i ističemo neke nedavne slučajeve u kojima je bolest glavni osumnjičeni za izravno ugrožavanje određenih vrsta. Zaključujemo da je uloga bolesti u povijesnim izumiranjima na razini populacije ili vrsta možda podcijenjena.[27]Danas su zarazne bolesti službeno uvrštene među pet glavnih uzroka globalnog izumiranja vrsta[28].
3/ Jesu li virusi uzročnici prošlih i sadašnjih izumiranja?
Sumnja na uključenost virusa u prošlo izumiranje kao što su Wrangler mamuti, neandertalci ili K/T događaj u kombinaciji s promatranjem nedavnih izumiranja uzrokovanih virusima među vodozemcima, pticama i sisavcima navela je neke istraživače na pomisao da su virusne infekcije uzrok drugih prošlih izumiranja zabilježena u fosilnim zapisima:
Godine 1981. predložio sam da bi iznenadni, pojedinačni nestanak uspostavljene vrste mogao biti rezultat djelovanja virusa [...] izumiranje je obično brzo (tj. geološki trenutačno) i sinkrono na golemim područjima; a simpatrične[29] vrste nisu zahvaćene.[30]Ova ideja izložena u gornjem citatu prema kojoj virusne bolesti mogu biti uzročnik ili čak jedini uzrok izumiranja date vrste je predložena 1995. godine, ali nije nova. Već se prije više od tri stoljeća teoretiziralo o tome kako bi se objasnilo izumiranje irskog divovskog jelena[31]:
Na koji bi način [irski divovski jelen], koji je prije bio tako čest i brojan u ovoj zemlji, sada trebao postati potpuno izgubljen i izumro, zaslužuje naše razmatranje [Unatoč prihvaćenim objašnjenjima,] čini mi se vjerojatnijim da bi ova vrsta životinje ovdje mogla izumrijeti od određenog lošeg sastava zraka u nekim od prošlih godišnjih doba davno od Potopa, što bi moglo uzrokovati Epidemick Distemper; ako ga tako možemo nazvati, ili Pestilential Murren na poseban način da utječe na ovu vrstu stvorenja, tako da odjednom uništi veliki broj njih, ako ne i sasvim uništi vrstu.[32]
© ImgurRekonstrukcija irskog divovskog jelena (Megaloceros giganteus)
Svakih nekoliko milijuna godina događa se masovno izumiranje - nestanak određenog broja taksona očito uzrokovan nekom vrstom ekološkog poremećaja. Ove događaje koriste stratigrafi za podjelu geološkog vremena. Između masovnih izumiranja nalaze se pozadinska izumiranja, pojedinačna izumiranja dobro uspostavljenih vrsta, dok simpatrične vrste ne pokazuju znakove stresa. Pretpostavlja se da su pozadinska izumiranja uzrokovana djelovanjem virusa specifičnim za domaćina. Nadalje se pretpostavlja da su pozadinska izumiranja temeljna komponenta procesa evolucije.[33]Virusno djelovanje specifično za domaćina izloženo u gornjem citatu pomirilo bi i objasnilo dva naizgled suprotna aspekta koja pokazuju masovna izumiranja: s jedne strane, izumiranja specifična za vrstu ubrzo nakon čega slijedi, s druge strane, iznenadno pojavljivanje novih vrsta.
Ova dvostruka i temeljna uloga koju ispunjavaju virusi čini ih sveprisutnim, u isto vrijeme agentima stvaranja i uništenja, pridonoseći masovnom izumiranju kroz raširene bolesti i također pridonoseći genetskim "nadogradnjama" koje dovode do pojave novih i složenijih vrsta.
Iz ove perspektive čini se da su virusi glavni pokretač inteligentne evolucije usmjerene prema povećanju složenosti[34]. Poput gospodara iz parabole o talentima, virusi doprinose iskorijenjivanju nekih "zastarjelih" vrsta a "vrijednim" vrstama "vraćaju" kroz evolucijski skok.
Parabola o talentima na vitraju u crkvi St Mary Abbot u Kensington High Streetu.
_____________
[1] Poglavlje 10.: Iskorjenjivanje ili poboljšanje specifično za vrstu
[2] Pogledajte 1. dio: "Kometi i masovna izumiranja i 2. dio, poglavlje: "K/T granica"
[3] Casadevall, A (2012) "Fungi and the Rise of Mammals" PLoS Pathog 8(8): e1002808
[4] Lips K. R. (2016) "Overview of chytrid emergence and impacts on amphibians". Philosophical transactions of the Royal Society of London 371(1709), 20150465
[5] Poinar, G. & Poinar, R. (2007) "What Bugged the Dinosaurs? Insects, Disease, and Death in the Cretaceous" Princeton University Press
[6] Emiliani C. (1993) "Extinction and viruses" Bio Systems, 31(2-3), 155-159
[7] George Poinar, Roberta Poinar. (2008) "What Bugged the Dinosaurs?: Insects, Disease, and Death in the Cretaceous" Princeton University Press
[8] Ibid
[9] Pierre Lescaudron (2021). "Susreti s kometima", Red Pill Press. 1. dio "Naglo smrznuti mamuti"
[10] Arktički otok smješten u Istočnosibirskom moru
[11] Vartanyan, S.L. et al. (1995). "Radiocarbon Dating Evidence for Mammoths on Wrangel Island, Arctic Ocean, until 2000 BC". Radiocarbon. 37 (1): 1-6.
[12] Erin Fry et al. (2020). "Functional Architecture of Deleterious Genetic Variants in the Genome of a Wrangel Island Mammoth", Genome Biology and Evolution, svezak 12, izdanje 3, ožujak, stranice 48-58
[13] Nabulsi MM. et al. (2003) "Parental consanguinity and congenital heart malformations in a developing country" American Journal of Medical Genetics Part A. 116A (4): 342-7
[14] Pogledajte poglavlje "Korisni virusi"
[15] MacPhee, R. D. E.; Marx, P. A. (1997) "The 40,000-Year Plague: Humans, Hyperdisease, and First-Contact Extinctions" Natural and human induced change in Madagascar ; 169-217
[16] Robert Payo (2009) "What Killed the Mammoths? Ross MacPhee Looks for Answers" Ohio State University
[17] Amanda Laoupi (2016) "Fires from Heaven. Comets and diseases in circum-Mediterranean Disaster Myths" Centre for the Assessment of Natural Hazards & Proactive Planning - NTUA
[18] David A. Koplow (2003) "Smallpox — The Fight to Eradicate a Global Scourge" Berkeley University of California Press
[19] Alison P. Galvani (2003) "Evaluating plague and smallpox as historical selective pressures for the CCR5-Δ32 HIV-resistance allele" Proceedings of the National Academy of Sciences
[20] Delson, E. Harvati, K. (2006) "Return of the last Neanderthal" Nature 443, 762-763
[21] Klein, R. (1983) "What Do We Know About Neanderthals and Cro-Magnon Man?". Anthropology 52 (3): 386-392
[22] Wolff, H. et al. (2010) "Did viral disease of humans wipe out the Neandertals?" Medical hypotheses 75(1), 99-105
[23] Tia Ghose (2014) "Can the Long-Extinct Woolly Mammoth Be Cloned?" Livescience
[24] Ross D. E. et al. (2013) "Infectious Disease, Endangerment, and Extinction" International Journal of Evolutionary Biology
[25] Ibid
[26] Ibid
[27] Macphee, R. et al. (2013) "Infectious Disease, Endangerment, and Extinction" International journal of evolutionary biology 571939
[28] Smith KF. et al. (2006) "Evidence for the role of infectious disease in species extinction and endangerment" Conserv. Biol. 20(5):1349-57
[29] Izraz "simpatrični" označava življenje u istom geografskom području
[30] Emiliani, C. (1995) "Evolution--a composite model" Evolutionary Theory Vol.10 No.6 299-303
[31] Jedan od najvećih jelena koji su ikada živjeli. Rasprostranjenost mu se protezala od Irske do Sibira. Najnoviji ostaci datirani su na 7.700 BP.
Pogledajte: Stuart, A.J. et al. (2004). "Pleistocene to Holocene extinction dynamics in giant deer and woolly mammoth" Nature 431 (7009): 684-689
[32] Quigley, K. (2017). "Boggy Geography and an Irish Moose: Thomas Molyneux's New World Neighborhood" The Eighteenth Century, 58(4), 385-406
[33] Emiliani C. (1993) "Extinction and viruses" Biosystems;31(2-3):155-9
[34] U ovom kontekstu, "Složenost" označava "sposobnost obrade informacija" kako je objašnjeno u 5. dijelu i 6. dijelu
Komentar: Sljedeće poglavlje: Poglavlje 12.: Anteriornost virusa