УРОКИ ПАНДЕМИИ КОРОНАВИРУСА С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ЧЕЛОВЕКА

МЕНЮ


Главная страница
Поиск
Регистрация на сайте
Помощь проекту
Архив новостей

ТЕМЫ


Новости ИИРазработка ИИВнедрение ИИРабота разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика

Авторизация



RSS


RSS новости


Пандемия коронавируса SARS-CoV-2 уже почти (будем надеяться) завершилась, хотя то и дело возникают новые варианты, а вместе с ними и волны пандемии. Несмотря на то, что вирус (любой вирус, а не только SARS-CoV-2) не является живым существом, а представляет собой псевдокристаллическую структуру, находящуюся на границе между живой и неживой природой, он тем не менее был (и есть в настоящее время) субъектом эволюционного процесса. Который создавал новые варианты и менял его биологию. По современным представлениям, именно так эволюционировали и все окружающие нас виды растений, животных, да и сам человек, как рядовой представитель животного мира. Если изучать эволюцию макроорганизмов, например, млекопитающих, то с учетом скорости размножения временная шкала может растягиваться на миллионы лет. Поэтому мы не можем посмотреть на процесс в динамике и вынуждены пользоваться данными палеонтологии. А вирусы, благодаря своей колоссальной скорости размножения (появление новых частиц вируса в инфицированной клетке человека или животного может занимать всего навсего от 15 до 30 минут), позволяют сжать эти миллионы лет до 1-2 лет.

ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА (ЭКОСИСТЕМА) ДЛЯ ВИРУСА. Живые существа, т.е. упорядоченные системы, обладающие способностью к самовоспроизводству и метаболизму (обмену веществ), не существуют в вакууме, но в среде. И средой для них является конкретная экосистема, в которой присутствуют продуценты (кто запасает энергию, например, растения), консументы (кто поглощает энергию, например, мухи, змеи, люди) и редуценты (те, кто разлагает "биомассу", способствуя возвращению ее составных частей в виде химических элементов и простейших молекул, таких как азот, водород, кислород, соли, сахара и т.д. в среду обитания). Они же потом, через поглощение их продуцентами, войдут в следующих цикл воспроизводства живого вещества. Из этого следует, что в экосистеме обязательно присутствуют организмы разных типов. Не могут существовать, например, только мухи в закрытой стеклянной банке, тогда как мухи вместе с некоторыми видами растений, грибов и бактерии вполне. Поэтому отдельный живой организм в форме биологического тела только условно можно считать отдельным живым организмом и лучше под ним понимать отдельную экосистему, способную существовать изолированно.

Как упомянуто выше, вирус не является живым существом, но он может стать таковым на то время, в течение которого он находится в инфицированной клетке. Здесь нужно уточнить, что биологическая жизнь представляет собой набор нескольких функций (например, уже упомянутые метаболизм, самовоспроизводство, запасание и расход энергии, поддержание упорядоченной структуры и другие). Все организмы, которые мы обозначаем как "живые", от бактерий до человека, обладают всеми этими функциями, тогда как вирусы лишены многих из них. Но некоторые функции из вышеназванных у них остаются, например, поддержание упорядоченной структуры и, частично, способность к самовоспроизводству в форме сохранения наследственной информации в виде вирусного генома (ДНК или РНК). И тут возникает вопрос: если мы добавим "недостающие" функции вирусу, можно ли считать, что появилось новое (ранее не существовавшее) живое существо?

Именно это кстати и происходит при инфицировании наших клеток вирусом, включая коронавирус. Когда вирус попал в клетку, то в этой системе вирус-клетка присутствуют все элементы "большой" биологической экосистемы, т.е. имеются продуценты энергии (метаболические системы клетки-хозяина, такие как митохондрии, рибосомы и другие), консументы (в частности, сам вирус и все, что в клетке поглощает энергию, например, цитоскелет), а также редуценты (например, лизосомы, в которых утилизируется внутриклеточный шлак). Инфекция вирусом приводит к временному появлению новой живой единицы (назовем ее "супервирусом"), центральным элементом которой является сам вирус, точнее, его вирусный геном, ДНК или РНК. Это первый вывод. А другой важный вывод заключается а том, что как любая живая единица, супервирус является субъектом эволюционного процесса в самом прямом, классическом понимании, т.е. "по Дарвину".

То есть, можно сказать, что добавление нескольких функций инфицированной клетки-хозяина к неживой псевдокристаллической структуре (вирусной частице) изменяет вирусную частицу и саму клетку-хозяина таким образом, что в результате появляется объект (названный выше супервирусом), обладающий всеми признаками живого существа, в частности, метаболизмом, заимствованным из клетки-хозяина, и способностью к самовоспроизводству. И вот именно этот новый живой организм, супервирус, эволюционирует, тогда как свободная вирусная частица эволюционировать не может по определению (так как она неживая).

ЭВОЛЮЦИЯ СУПЕРВИРУСА. Еще напомню, что под супервирусом понимается живой объект, центральной составной частью которого является неживая вирусная частица, на которую навешаны дополнительные функции. А эти функции берутся из инфицированной клетки-хозяина. Так как супервирус является живым объектом, то соответственно идеей его эволюционирования является идея выживания, которая реализуется через достижение максимального приспособления к своей экосистеме. А экосистемой для вируса является клетка или в целом организм человека (или животного). Поэтому ранние варианты коронавируса, возникшие в китайском Ухане, не имели шансов просуществовать достаточно длительное время в нашей общей экосистеме по той причине, что они в большом проценте случаев убивали своего носителя. Иначе говоря, супервирусу, который возникал в клетках человека на их основе, не оставалось ничего другого, как эволюционировать (через механизмы случайных мутаций и естественного отбора), изменяя свою биологию таким образом, чтобы научиться сосуществовать с макроорганизмом, не нанося ему смертельного вреда. Поэтому адаптивная эволюция приводила и приводит к появлению множественных вариантов коронавируса, биология которых все больше и больше стыковалась с биологией человека по принципу ключа и замка.

В результате доминирующий на сегодня вариант коронавируса, омикрон, обладает высокой контагиозностью и распространяется быстрее в популяции (особенно субвариант омикрона ВА.5), чем другие, более ранние варианты (альфа, дельта и другие). Но он же вызывает и более легкое течение заболевания и показывает меньшую летальность при заражении человека. Это результат адаптивной эволюции за счет возникновения и селекции случайных мутаций. Например, по сравнению с ранними вариантами, омикрон штамм коронавируса имеет порядка 30 мутаций в гене S-белка, за счет которого вирус заходит в клетку. Таким образом адаптивная эволюция SARS-CoV-2 с очевидным участием Дарвиновского естественного отбора привела к появлению почти "идеального" варианта, который может сосуществовать (персистировать) в человеческой популяции длительное время. Любые новые варианты коронавируса, которые будут нарушать сложившийся статус-кво, будут отбраковываться естественным отбором по самой очевидной причине: они будут "неидеальны". Таким образом, никакой абсолютно новый "коронавирус" от уже существующего коронавируса появится НЕ может, так как механизм глобальных мутаций, затрагивающий целый геном, неизвестен (хотя, может быть, наших знаний недостаточно). То, что мы знаем об эволюции и механизмах естественного отбора, указывают на то, что появление нового субъекта биосферы, например, нового вируса на основе существующего коронавируса, как и появление самого SARS-CoV-2 в конце 2019 года путем выбраковки случайных мутаций выглядит маловероятным (я бы даже сказал, крайне маловероятным).

ЭВОЛЮЦИЯ ЧЕЛОВЕКА. Человек, как субъект эволюционного процесса, имеет многое из того, о чем сказано выше касательно вируса, так как вне своей экосистемы он существовать не может. То есть по сути, говоря об эволюции человека, мы должны говорить об эволюции минимальной экосистемы, частью которой является человек. Конечно условия, в которых существовали наши предки, исторически менялись. Принимая за центр происхождения территорию современной Эфиопии, современный человек расселился по всем континентам, а в ряду его предков и двоюродных братьев представлены такие виды как, например, австралопитеки и неандертальцы. Все эти виды и подвиды, а также мы, хомо сапиенсы, и высшие обезьяны являемся близкими родственниками. Которые, как предполагается, возникли путем случайных мутаций и естественного отбора. Но, как это работало с точки зрения того, о чем сказано выше? Человек не существует вне своей экосистемы, и эта тонкая настройка потребовала намного больше времени, чем та настройка, которая обеспечила приспособление коронавируса к клеткам и организму человека. Поэтому любые изменения в генах наших исторических "предков", которые могли возникать согласно генетическим законам должны были смещать вот эту самую тонкую настройку в системе человек-экосистема таким образом, что адаптивная эволюция на основе Дарвиновского естественного отбора должна была отбраковывать все эти варианты.

То есть естественный отбор работал на закрепление сушествующего статус-кво, полностью блокируя любые изменения, которые могли возникнуть как следствие случайных мутаций. Поэтому единственным выходом для наших предков эволюционировать была смена существующей локальной экосистемы на другую, пространственно отдаленную за счет, например, миграций. Поэтому миграции вполне могли быть пусковым механизмом эволюционных изменений, которые меняли нашу биологическую природу. Не случайно, кстати, возвращаясь опять к коронавирусу, различные его варианты возникали в разных районах земного шара, например, уже упомянутый омикрон - в Южной Африке.

Стоит напомнить, что адаптивная эволюция имеет выраженный приспособительный характер, направленный на выбраковку любых изменений. Ее запускающим механизмом (триггером) может служить смена экосистемы. Однако, как мне кажется, никакая смена одной экосистемы на другую не имеет достаточной силы, чтобы запустить появление и фиксацию чего-то фундаментально нового, например, возникновение новых, ранее несуществовавших генов, для чего механизма случайных мутаций недостаточно. Однако это происходило неоднократно в истории земной биосферы, например, в ходе Кембрийского взрыва, когда возникли целые новые классы и даже типы живых организмов, таких как хордовые, членистоногие, моллюски и др.

Вывод из всего вышесказанного довольно забавный: (адаптивная) эволюция любого вида в конкретной экосистеме в своих основных чертах напоминает пандемию (корона)вируса, как мы ее наблюдали в течение двух с лишним лет.

Две ссылки по вариантам коронавируса, которыми я тут воспользовался:

https://www.yalemedicine.org/news/covid-19-variants-of-concern-omicron

https://www.nytimes.com/interactive/2021/health/coronavirus-variant-tracker.html


Источник: www.yalemedicine.org

Комментарии: