Kaspars Kovaļenko: Nedaudz par cilvēku, dzīvnieku, dabu un evolūciju
Daudz ir rakstīts par Covid-19 pandēmijas cēloņiem un šobrīd tikai varam mēģināt apjaust sekas, ar kurām nāksies saskarties tuvākā un tālākā nākotnē. Norobežojoties no neskaitāmajiem sociālekonomiskajiem, psiholoģiskajiem, tehnoloģiskajiem izaicinājumiem, ko izgaismo šī situācija, man kā veterinārmedicīnas nozares pārstāvim gribas īpaši uzsvērt vienas veselības jēdzienu un tā izpratnes nepieciešamību, runājot par infekcijas slimībām un it īpaši zoonozēm. Vienā laivā ar vīrusu SARS-CoV-2 sēž ne vien cilvēki, bet arī dzīvnieki un daba, un šai laivai ir vārds “evolūcija”.
Vakardienas ilūzija
Lai spētu izprast pasaulē notiekošo, cilvēkiem vieglāk to salikt “kastītēs”, turklāt ne jau šādās tādās un nobružātās, bet skaistās un ar ideālām formām. Mēs gribam redzēt pasauli skaisti sakārtotu un nevaram vainot sevi par šādu vēlmi. Psiholoģijā šo procesu dēvē pietiekami grūti izrunājamā vārdā “kompartmentalizācija”. Šis process ļauj dažkārt konfliktējošu informāciju nodalīt no ikdienas lietām, lieki nemainot pasaules uztveri, un terminu lieto arī citās zinātnēs. Bioloģijā mēs nodalām augus no dzīvniekiem vai baktērijas no vīrusiem. Šādai kompartmentalizācijai ir nozīme, jo tā ļauj zinātniekiem veidot sistemātiku un redzēt dzīvo organismu savstarpējo saistību.
Diemžēl daba nav statiska, un sistemātikā mēs atspoguļojam realitāti “šajā mirklī”. Šeit var vilkt paralēles ar kvantu fiziku, jo arī bieži vien metodes, kas tiek izmantotas dzīvu organismu sistematizēšanā, ir pārāk invazīvas. Tādējādi mēs zaudējam pašu izpētes objektu, kā tas veidojas situācijā ar DNS vai RNS izdalīšanu no baktērijām un vīrusiem, un, skatot šo jautājumu ilgākā periodā, konstatējam - kas bija aktuāls vakar, šodien jau var izrādīties neaktuāls.
Protams, sarežģītāki organismi dažādu apstākļu dēļ evolucionē lēnāk, un zinātnieku radītā sistemātika nekļūst vienā dienā par vakardienu. Bet baktērijām un it īpaši vīrusiem molekulārais (evolucionārais) pulkstenis tikšķ stipri ātrāk gan salīdzinoši nelielā genoma dēļ, gan dažādu genoma “pārrakstīšanas vai pārkopēšanas” (no angļu val. transkripcijas) aizsargmehānismu trūkuma dēļ, gan lielā vairošanās ātruma dēļ. Salīdzinājumam varu minēt baktērijas E.coli (zarnu nūjiņas), kas 24 stundās spēj radīt aptuveni 72 paaudzes. Cilvēkiem būtu nepieciešami līdz 2000 gadu, lai iegūtu tik pat lielu paaudžu skaitu. Līdz ar to, piemēram, analizējot dzīvnieku filoģenētisko koku, kas atgādina sazarotu diagrammu vai tiešām koku un kas parāda evolucionārās attiecības starp dažādām sugām vai citām vienībām, mēs redzam lielākoties šī mirkļa situāciju, bet nezinām, kurp evolūcija virzās.
Evolucionārās nejaušības
Evolūcijai nav mērķa, ir tikai selektīvais spiediens un nejaušība, kas arī neļauj nepiemērotākiem organismiem pārvarēt kādu dabas vai cilvēka radītu barjeru, vai tās ir antibiotikas, piesārņojums vai barības vielu trūkums. Tādējādi nepiemērotākie organismi izmirst, bet piemērotākie vai tie, kas spēj piemēroties selektīvajam spiedienam, izdzīvo un nodod tālāk savu ģenētisko materiālu.
Jautājums, kas mani nomoka jau sen un iespējams daudziem nepatiks - cilvēka vieta šajā sistematizācijā. Vērojot filoģenētiskos kokus, nekas cits neatliek kā secināt, ka cilvēks ir dzīvnieku valsts pārstāvis Animalia. Tāpēc nebūtu loģiski uz citu fona izcelt vienu sugu “Saprātīgais cilvēks” jeb Homo sapiens sapiens. Homo sapiens neanderthalensis arī nebija nesaprātīgs, bet diemžēl dažādu apstākļu dēļ šī cilvēku suga vai pasuga atsevišķos reģionos izmira, bet citur tika asimilēta Homo sapiens sapiens genomā. Eiropiešiem aptuveni 1% genoma ir aizgūts no mūsu netāliem radiniekiem - neandertāliešiem.
Katrai mutācijai nav jābūt ar jēgu vai mērķi, un tās vienkārši notiek dažādu apstākļu dēļ. Kāpjoties atpakaļ evolucionārajā kokā, varam redzēt mūsu Homo sapiens sapiens saistību ar citiem dzīvniekiem, arī pērtiķiem, taču interesantāk redzēt līdzības ir dažādās mikroskopiskās struktūrās. Kaut gan par to iedomājamies retāk, bet mikroskopiskā līmenī zīdītāji, placentāļi ir savstarpēji diezgan līdzīgi. Gandrīz identiskas ir organisma šūnas un daudzi šūnu virsmas receptori, par kuriem gribu runāt saistībā ar SARS-CoV-2.
Ceļojums ACE2 receptora filoģenētiskajā kokā nemaz nav garš
Cilvēka organismā ir receptors ACE2 (angiotenzīnu konvertējošais enzīms 2), kas atbildīgs par vairākām funkcijām veselā organismā un atrodas uz plaušu epitēlija, asinsvadu endotēlija, tievo zarnu epitēlija, gludo muskuļu, glijas, neirocītu u.c. šūnu sienām. Taču tas sastopams ne tikai cilvēkiem, bet, kā man zināms, arī pārējiem zīdītājiem un ne tikai. Šī receptora molekulārā izpēte cieši saistīta ar filoģenētisko koku, ko pieminēju iepriekš, respektīvi, dzīvniekiem ir notikusi arī šī receptora vai, precīzāk izsakoties, DNS apgabala, kas kodē šo receptoru, evolūcija. Dažādos dzīvniekos minētā receptora struktūra, forma un funkcija mēdz būt dažāda, bet tuvradniecīgiem dzīvniekiem parasti šis receptors pilda vienu un to pašu funkciju un tā molekulu izkārtojums ir līdzīgs.
Bet pastāv dažādas šī receptora variācijas, kā arī tā daudzums uz šūnu sienas, kas būtībā varētu noteikt arī dzīvnieku uzņēmību pret dažādiem vīrusiem, kas izmanto šo receptoru kā piestiprināšanās punktu pie šūnas, tai skaitā SARS-CoV-2. Tas gan nenozīmē, ka SARS-CoV-2, piestiprinoties pie šūnas, uzreiz tajā sāk vairoties. Tas norāda, ka vīruss pie konkrētas šūnas ar konkrēta izskata ACE2 receptoru spēj piesaistīties, un, ja būs cits dzīvnieks, kuram būs tāds pats receptors, vīrusam nebūs nekādu problēmu šo receptoru atpazīt un tam piestiprināties un potenciāli iekļūt šūnā.
Ja mēs redzam, ka vīruss spēj inficēt dzīvniekus no filoģenētiskā koka vienas malas, kur atrodas primāti, kas ir Pirmprimātu placentāļi, un otras malas, kur atrodas plēsēji, kas ir Laurāzijas placentāļi, tad kas var apturēt no inficēšanās tos, kas ir filoģenētiskā koka vidū?
Pašlaik pēc dažādiem avotiem zināms, ka SARS-CoV-2 spēj inficēt cilvēkus (visticamākais arī citus primātus), kaķveidīgos (kaķus, tīģerus, lauvas), suņveidīgos (suņus, seskus un ūdeles (seski un ūdeles ir pavisam tuvi radinieki)) un es domāju, ka potenciāli arī zaķveidīgos un grauzējus, kas ir stipri tuvāki cilvēkiem kā plēsējiem.
Tāpēc “Vienas veselības” konceptu mēs aizmirst nedrīkstam, runājot par it kā tik “cilvēcīgu” infekciju kā Covid19!
Autors: LLU Veterinārmedicīnas fakultātes dekāns, asoc. profesors, Dr.med.vet Kaspars Kovaļenko.
Foto: Filoģenētiskais koks.
Atsauce: Upham NS, Esselstyn JA, Jetz W (2019) Inferring the mammal tree: Species-level sets of phylogenies for questions in ecology, evolution, and conservation. PLOS Biology 17(12): e3000494. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000494.
