ماهي الفيروسات ومن أين جاءت ؟ تاريخها وتطورها البيولوجي

شبكة عراق الخير:

تُشير بعض الأبحاث المنشورة في Science Advances إلى أن الفيروسات لم تتطور على مر التاريخ البيولوجي

ولكنها تخلصت بنجاج من جميع الجينات الأساسية باستثناء عدد قليل من تلك الجينات .

وتوصل Gustavo Caetano-Anolles وزملاؤه في جامعة إلينوي إلى هذا الاستنتاج بعد أن ابتكروا طريقة جديدة

لرسم خريطة شجرة العائلة الميكروبية، ووجدوا أن الفيروسات لم تتطور أولاً، بدلاً من ذلك ، انحدرت الفيروسات

والبكتيريا من شكل حياة خلوي قديم، ولكن بينما تطورت البكتيريا لتصبح أكثر تعقيدًا ، أصبحت الفيروسات أبسط.

فاليوم ، الفيروسات صغيرة جداً وبسيطة ، ولا يمكنها التكاثر بمفردها ، بينما تحمل المعلومات الجينية الأساسية

التي تحتاجها لتكون  قادرة على الانزلاق داخل خلية مضيفة وتحثها على عمل نسخ جديدة من الفيروس ، يحتوي

فيروس الإنفلونزا – على سبيل المثال – على 14 جيناً مشفراً للبروتين فقط ، ولأن الفيروسات عادة ما تكون بدائية

جداً ، لم يعتقد العديد من علماء الأحياء أنه يمكن تصنيفها على أنها شكل من أشكال الحياة .

شجرة عائلة الفيروسات تمتد إلى ملايين السنين

كونها مصنوعة من عدة خيوط قصيرة من الحمض النووي DNA أو الحمض النووري الريبوزي RNA ملفوفة في

غلاف بروتيني ناعم ، فإن الفيروسات لا تتحجر ، وبالتالي لا يوجد لها سجل أحفوري للدراسة ، ولذا كان من

المستحيل تقريباً فك تشابك نسب تلك الفيروسات .

ومن هنا فكّر العلماء في طريقة لإعادة بناء شجرة عائلة الميكروبات ، وإعادة البكتيريا والفيروسات إلى أصولها .

فعادة ما يقوم العلماء بإنشاء أشجار عائلة تطورية أو أشجار وراثية ، بمقارنة الجينات بين الأنواع ، وكلما زادت

الجينات المشتركة بين كائنين ، كلما كانا أكثر ترابطاً ، لكن هذا التقنية تتيح لك أرجاع مليون سنة او نحو ذلك ،

وأكثر من ذلك يكون الحمض النووي قد تحور لدرجة أنه يكون من المستحيل رؤية اوجه التشابه بين الأنواع .

أراد الباحث  Caetano-Anolles العودة إلى بدايات الحياة على الأرض – منذ حوالي 3.5 مليار سنة ،  لذا بدلًا من

مقارنة الجينات ، قارن فريقه شكل البروتينات أو “طياتها” ، والبروتينات عبارة عن آلات جزيئية عالية الدقة – إذا

قمت بتغيير شكلها ، فإنك تعطل وظيفتها ، وعلى الرغم من وجود بعض الأنحرافات البسيطة في الشفرة الجينية

أحيانا والتي لا تسبب فروقاً كبيرة – فإن شكل البروتين أمر بالغ الأهمية وبالتالي فإنه يتطور ببطء أكبر ، وإعادة

تتبع شكل البروتين يعيدنا إلى الوراء بقدر ما يمكننا أن نأمل حتى نتعرف على اصول الأنواع .

وطور الباحثون خوارزميات لمقارنة الأشكال البروتينية لـ 3،460 فيروس و 1،620 خلية. ووجد الباحثون أن 442 طية

بروتين مشتركة بين الخلايا والفيروسات ، لكن 66 طية كانت فريدة بالنسبة للفيروسات.

ووفقاً لشجرة عائلة الميكروبات الميكروية لـ Caetano-Anolles فإن الفيروسات قديمة ، وتشترك مع البكتيريا في

سلف مشترك ، كانت تعمل بشكل كامل ، وتتكاثر ذاتياً وعاشت منذ حوالي  3.4 مليار سنة ، بعد فترة وجيزة من

ظهور الحياة على هذا الكوكب ، ومن هذه الخلية ، تطورت البكتيريا في اتجاه زيادة التعقيد ، في حين ان

الفيروسات تخلصت تدريجياً من الجينات التي وجدت أنها لا تحتاجها ، حتى أصبحت غير قادرة على التكاثر

بمفردها !

ويبدو أن أول خطوة رئيسية في رحلة تطور الفيروس قد حدثت منذ حوالي 1.5 مليار سنة .

تاريخ علم الفيروسات virology

– الدراسة العلمية للفيروسات ودراسة مسبباتها بدأت في السنوات الأخيرة من القرن التاسع عشر – على الرغم من ان لويس باستور وإدوارد جينر طوروا أول لقاحات للحماية من العدوى الفيروسية ، إلا أنهم لم يعرفوا وقتها أن الفيروسات موجودة .

جاء الدليل الأول على وجود فيروسات عن طريق بعض التجارب التي تم إجراءها على البكتيريا ، حيث تم استخدام المرشحات ذات المسام الصغير بما يكفي لتمنع مرور البكتيريا من خلالها .

وفي عام 1892  استخدم ديمتري إيفانوفسكي أحد هذه الفلاتر لإظهار أن عصارة نبات تبغ مريض ظل معديًا لنباتات التبغ الصحية على الرغم من أنه تمت تصفيته .

ووصف مارتينوس بيجيرينك تلك المادة المُعدية بإنها ( فيروس ) ويُعتبر هذا الاكتشاف هو بداية علم الفيروسات .

أدى الاكتشاف اللاحق والتوصيف الجزئي للجراثيم من قِبل فريدريك تورت  و Félix d’Herelle إلى تحفيز دراسة هذا الحقل ، وبحلول أوائل القرن العشرين تم اكتشاف العديد من الفيروسات.

في عام 1926 ، قام توماس ميلتون ريفرز بتعريف الفيروسات على أنها طفيليات لا يمكنها إكمال دورة حياتها دون استغلال مضيف مناسب ، وأثبتت Wendell Meredith Stanley أن الفيروسات عبارة عن جسيات رقيقة وليست سائلة  ، وقد سمح اختراع المجهر الإلكتروني في عام 1931 بتصور هياكلها المعقدة .

فيروسات عملاقة

منذ أكثر من عقد بقليل ، بدأت رؤيتنا للفيروسات في التغير , حيث أدرك العلماء الفرنسيون الذين كانوا يفحصون ميكروبًا غامضًا يشبه البكتيريا ، ولكنه مختلف وراثيا تمامًا عن البكتيريا ، انهم اكتشفوا فيروسًا ضخماً أطلقوا عليه اسم “mimivirus” “الفيروس الميموفي”.

ولم يكن هذا الفيروس ضخماً جسدياً فحسب ولكنهم وجدوا أنه يحمل أكثر من 1000 جين – جينوم ضخم – ومنذ ذلك الحين تم اكتشاف العديد من الفيروسات العملاقة منها فيروسات pandoravirus التي تحوي حوالي 1100 جين .