Virüsler genellikle insanlık için bir sorun olarak düşünülür, ancak bunlar gezegendeki en bol biyolojik varlıklar virüslerdir. Nehir, göl veya deniz suyundan alınan her bir çay kaşığındaki suda milyonlarca virüs bulunur. Hayatın olduğu her yerde görülür ve muhtemelen tüm canlı organizmaları enfekte eder. Çoğu insan için tamamen zararsız olan virüsler mikroskobik hayvanları, bitkileri ve bakterileri enfekte ederek “yeni virüs parçacıkları üretmek için” yeniden programlayarak bu hücreleri bu süreçte yok eder.
Virüsler her gün çevredeki çok sayıda mikroorganizmayı yok eder ve bu da gıda ağlarındaki enerji akışını küresel ölçekte değiştirir. Innsbruck Üniversitesi Ekoloji Bölümü’nden Christopher Bellas: “Virüslerin nasıl evrimleştiğini ve işlediğini anlamak, onların çevredeki rollerini ve konakçılarıyla nasıl etkileştiklerini tahmin etmemize olanak tanıyor” diye açıklıyor.
Bellas son çalışmalarında İngiltere’deki Bristol, Reading ve Aberystwyth Üniversiteleri, ABD Minnesota Üniversitesi ve Danimarka’daki Aarhus Üniversitesi’nden meslektaşları ile birlikte, buzulların yüzeyinde bulunan mikropları enfekte eden virüslerin genomlarını (toplam DNA’larını) sıraladı ve karşılaştırdı. Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışma; Alpler, Grönland ve Spitsbergen’deki buzullardaki virüslerin, bu izole yerler arasında neredeyse aynı olan genomlara sahip olduğunu gösterdi ve ilginç bie şekilde virüslerin hızlı evrimi hakkında bilinenlerle çelişti.
Evrimsel Silahlanma Yarışı
Laboratuvar çalışmalarından, virüslerin aynı anda virüs enfeksiyonuna karşı savunma geliştiren konakçılarına ayak uydurabilmek için hızla evrimleştiği biliniyor, bu evrimsel silahlanma yarışı, birbirlerine göre dengede kalmaları gerektiği anlamına gelmekte. Christopher Bellas: “Bu, virüslerin genomlarını iki, uzun vadeli, izole yerlerden sıraladığımızda, aynı virüs genomlarını asla iki kez bulmamamız gerektiği anlamına gelir” dedi.
Araştırma ekibi tarafından incelenen virüsler, kriyoconite delikleri adı verilen buzulların ve buz tabakalarının yüzeyindeki çok sıra dışı habitatlardan kaynaklanıyor. Buzullar üzerindeki bu küçük eriyik su havuzları, virüslerin nasıl evrimleştiğini test etmek için ideal yerlerdir, çünkü bunlar dünya çapında geniş bir şekilde ayrılmış buzullarda bulunan minyatür, çoğaltılmış mikrop topluluklarıdır.
Genetik Bir Meyve Makinesi
Araştırmacılar, virüs genomlarına, birbirinden binlerce kilometre uzakta, izole edilmiş kriyokonit deliklerinden baktıklarında, her birinin birbiriyle yalnızca uzaktan ilişkili farklı virüsler içereceğini bulmayı beklediler. Aslında buldukları şey, bakteriyel enfekte eden virüslerin (bakteriyofajlar) Kuzey Kutbu ve Alpler arasında neredeyse aynı olduğuydu. Bununla birlikte, kararlı genomlarına daha yakından baktıklarında, her genomda, rekombinasyon adı verilen bilinen bir işlemle, diğer ilgili virüslerden gelen DNA’nın tekrar tekrar girip çıktığı birçok küçük bölüm olduğunu gördüler.
Bellas: “Farklı konumlardaki virüsler bu değiştirilebilir bölgelerde bulunan genleri bir tür genetik meyve makinesi gibi karıştırdı. Bu, doğal ortamda, rekombinasyon yoluyla virüsler arasında gen değiş tokuşunun virüs popülasyonunda, özellikle farklı konakçıları tanıma ve bunlara bağlanmaya dahil olan genlerde çok fazla çeşitlilik yarattığı anlamına gelir ki, muhtemelen virüslere farklı konakçılara hızlı bir şekilde çevreye adapte olma potansiyeli verir”diye ekledi.
Makale: Flexible genes establish widespread bacteriophage pan-genomes in cryoconite hole ecosystems. Nature Communications, 2020; 11 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-18236-8