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Keine SARS in Georgien

Anonim

Charles Darwin hatte keine große Hoffnung, in seiner Zeit natürliche Selektion am Arbeitsplatz zu erleben. Er nahm an, dass es so langsam und unmerklich funktionieren würde wie das Wasser, das die Klippen und Schluchten erodierte. Er hätte sich sehr gefreut, als er herausfand, dass er in dieser Hinsicht tatsächlich falsch lag. Mitte der 1900er Jahre führten Wissenschaftler Selektionsexperimente in Laboratorien durch und dokumentierten die Auswirkungen natürlicher Selektion in freier Wildbahn, wie etwa das Aufkommen von Insekten, die gegen Pestizide resistent waren. Trotzdem war die Arbeit langsam und mühsam. Peter und Rosemary Grant von Princeton haben einige der besten Arbeiten zur natürlichen Auslese in freier Wildbahn geleistet und ihre Wirkung auf Darwins Finken auf der Galapagos-Insel dokumentiert. (Klimaveränderungen führen zu Veränderungen in der Nahrungsversorgung, die sich wiederum im Schnabel verändern.) Die StipendiatInnen haben 30 Jahre Forschung dem evolutionären Schicksal dieser kleinen Gruppe von Vögeln gewidmet. Die Verlangsamung kommt zum Teil aus den Monaten oder Jahren, die Tiere zur Fortpflanzung benötigen, und erzeugt die neuen Mutationen und Umlagerungen von DNA, die die natürliche Selektion zum Funktionieren benötigt. Was wäre also eine bessere Fallstudie?

Ein Virus.

Viren können sich sogar bei einer einzelnen kranken Person verrückt reproduzieren, und in einigen Fällen können sie sich innerhalb von Monaten auf dem Planeten ausbreiten. Zu den weiteren Vorteilen zählen die hohe Mutationsrate, dh, sie werden noch schneller einer natürlichen Selektion unterworfen, sowie ihre winzigen Genome, wodurch es einfacher wird, die während der Evolution auftretenden Veränderungen zu lokalisieren.

Virologen haben in den letzten Jahren die Entwicklung einer Reihe von Viren untersucht - Grippe, Dengue-Fieber, HIV und so weiter. Und als SARS ausbrach, waren sie bereit. Ein Forscherteam aus China und der University of Chicago hat das Virus vom frühen Ausbruch Ende 2002 bis zu seiner endgültigen Stilllegung im Februar 2003 untersucht. Sie haben ein bemerkenswertes Porträt natürlicher Selektion gemalt, das ein Virus für einen neuen Wirt formt.

Die frühen Stämme waren den Stämmen bei Zibetkatzen am ähnlichsten, von denen es scheint, dass sie zumindest aus dem menschlichen Virus stammen. Das Virus hat zu diesem Zeitpunkt den Menschen schlecht infiziert, zum großen Teil, weil seine Maschinerie zum Eindringen in Zellen unserer Biologie nicht gewachsen ist. Aber dann tauchten neue Varianten auf. Sie neigten dazu, DNA aus einem bestimmten Gen zu verlieren. Darüber hinaus entdeckten die Forscher 299 einzelne Stellen, an denen ein Nukleotid ein anderes ersetzte. Die Forscher zeigten, dass diese Substitutionen die vom SARS-Virus erzeugten Proteine ​​häufiger veränderten, als dies durch einen Zufall zu erwarten wäre - ein Zeichen dafür, dass die natürliche Auslese wirksam ist. Als sich das Virus veränderte, wurde es viel besser, Menschen zu infizieren, bis zu dem Punkt, dass eine einzelne Person Hunderte neuer Wirte infizieren könnte. Zu diesem Zeitpunkt waren die im Virus auftretenden Mutationen weitaus weniger wahrscheinlich als die Chance, die SARS-Proteine ​​zu verändern. Dies ist ein Zeichen für eine reinigende Selektion bei der Arbeit - die meisten Mutanten, die sogar etwas vom neuen Erfolgsrezept abweichen, wurden übertroffen. Am Ende des Ausbruchs hat sich das üppige buschartige Wachstum des SARS-Baumes auf wenige erfolgreiche Äste reduziert. Und all diese evolutionäre Veränderung fand innerhalb von nur drei Monaten statt. Dies ist mehr als nur ein großartiger Einblick in die Evolution in freier Wildbahn (die Wilde sind unsere eigenen Körper). Solche Erkenntnisse helfen Wissenschaftlern dabei, Impfstoffe gegen SARS zu entwickeln.

Sie glauben, dass Durchbrüche wie diese die Leute über das Versprechen der Evolutionsbiologie aufregen würden. Aber anscheinend würde der Schulleiter der staatlichen Schule in Georgia es vorziehen, dass ihre Schüler im Dunkeln bleiben. Ich vermute, in Georgien darf es keine SARS geben.

Korrektur: Danke an Stan Jones für den Hinweis, dass der Superintendent eine Frau ist, kein Mann.

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