Мислите, че всички вируси стават по-леки с времето? Не този убиец на зайци.

Като смъртта на Covid ставка в световен мащаб спадна до най-ниското си ниво от първите седмици на пандемията през 2020 г., може би е изкушаващо да се заключи, че коронавирусът става необратимо по-лек. Това схващане съответства на широко разпространеното вярване, че всички вируси започват гадно и неизбежно еволюират, за да станат по-нежни с течение на времето.

„Имаше този доминиращ разказ, че природните сили ще решат тази пандемия вместо нас“, каза Арис Кацуракис, еволюционен биолог от Оксфордския университет.

Но такъв естествен закон няма. Еволюцията на вируса често приема неочаквани обрати. За много вирусолози най-добрият пример за тази непредсказуемост е патогенът, който опустошава зайците в Австралия през последните 72 години: вирусът на миксома.

Myxoma е убил стотици милиони зайци, което го прави най-смъртоносният вирус на гръбначните животни, познат на науката, каза Андрю Рид, еволюционен биолог от Университета на Пенсилвания. „Това е абсолютно най-голямата касапница от всяка болест на гръбначните животни“, каза той.

След въвеждането му през 1950 г., миксома вирусът става по-малко смъртоносен за зайците, но д-р. Рийд и колегите му откриха, че е обърнало курса през 90-те години на миналия век. И последното на изследователите проучванепубликуван този месец, установи, че вирусът изглежда се развива, за да се разпространява още по-бързо от заек на заек.

„Все още има нови трикове“, каза той.

Учените умишлено въведоха вируса миксома в Австралия с надеждата да унищожат инвазивната популация на зайци в страната. През 1859 г. фермер на име Томас Остин внася две дузини зайци от Англия, за да може да ги лови във фермата си във Виктория. Без естествени хищници или патогени, които да ги задържат, те се умножиха с милиони, изяждайки достатъчно растителност, за да застрашават местните диви животни и овцете ферми по целия континент.

В началото на 1900 г. изследователи в Бразилия предлагат на Австралия решение. Те бяха открили вируса на миксома в вид заек от опашка, роден в Южна Америка. Вирусът, разпространяван от комари и бълхи, е причинил малка вреда на животните. Но когато учените заразиха европейски зайци в лабораторията си, миксомният вирус се оказа удивително смъртоносен.

Зайците развили кожни възли, пълни с вируси. След това инфекцията се разпространява в други органи, като обикновено убива животните за няколко дни. Това ужасно заболяване стана известно като миксоматоза.

Бразилските учени изпратиха проби от миксомния вирус в Австралия, където учените прекараха години в тестване в лаборатории, за да се уверят, че представлява заплаха само за зайци, а не за други видове. Няколко учени дори инжектират в себе си миксома вируси.

След като вирусът се оказа безопасен, изследователите го пръснаха в няколко лабиринта, за да видят какво ще се случи. Зайците умряха бързо, но не и преди комарите да ги ухапят и да разпространят вируса на други. Скоро умираха и зайци на стотици мили.

Малко след представянето на миксома, австралийският вирусолог Dr. Франк Фенър започна внимателно, дългосрочно проучване на касапницата. Само за първите шест месеца, според него, вирусът е убил 100 милиона зайци. д-р Фенер установи в лабораторни експерименти, че вирусът на миксома е убил 99,8 процента от заразените с него зайци, обикновено за по-малко от две седмици.

И все пак миксомният вирус не унищожи австралийските зайци. През 1950-те, Drs. Фенер откри защо: Вирусът на миксома стана по-малко смъртоносен. В неговите експерименти най-често срещаните щамове на вируса убиват само 60 процента от зайците. А на зайците, които щамовете убиха, им отне повече време, за да се поддадат.

Тази еволюция отговаря на популярните идеи по онова време. Много биолози вярват, че вирусите и другите паразити неизбежно са еволюирали, за да станат по-меки – какво стана известен като закон за намаляващата вирулентност.

„Дългогодишните паразити в процеса на еволюция имат много по-малко вредно въздействие върху гостоприемника, отколкото наскоро придобитите“, пише зоологът Гордън Бол през 1943 г.

Според теорията новопридобитите паразити са смъртоносни, тъй като все още не са се адаптирали към своите гостоприемници. Поддържането на гостоприемника жив по-дълго, мисленето продължи, даде на паразитите повече време да се размножат и разпространят към нови гостоприемници.

Законът за намаляване на вирулентността изглежда обяснява защо вирусите на миксома станаха по-малко смъртоносни в Австралия – и защо в Бразилия бяха безвредни. Вирусите се развиват в южноамериканските зайци от памук много по-дълго, до степен, че изобщо не причиняват заболяване.

Но еволюционните биолози започнаха да поставят под въпрос логиката на закона през последните десетилетия. По-лекото нарастване може да е най-добрата стратегия за някои патогени, но не е единствената. „Има сили, които могат да тласнат вирулентността в другата посока“, каза той. – каза Кацуракис.

д-р Рид реши да преразгледа сагата с миксомния вирус, когато стартира своята лаборатория в Penn State през 2008 г. „Знаех го като учебник“, каза той. „Започнах да си мисля: „Е, какво се случва след това?“

Никой не е изследвал систематично вируса на миксома след д-р. Фенер спря през 60-те години на миналия век. (Той имаше основателна причина да го изостави, тъй като беше продължил да помага изкорени едра шарка.)

д-р Прочетете, уредено за Dr. Пробите на Фенър ще бъдат изпратени до Пенсилвания, а той и колегите му проследиха и по-нови проби от миксома. Изследователите секвенираха ДНК на вирусите – нещо, което д-р. Фенър не можеше да направи – и проведоха инфекциозни изследвания върху лабораторни зайци.

Когато тестваха вирусните линии, които бяха доминиращи през 50-те години на миналия век, те откриха, че те са по-малко смъртоносни от първоначалния вирус, потвърждавайки д-р. Констатациите на Фенер. А смъртността остава сравнително ниска през 90-те години на миналия век.

Но след това нещата се промениха.

По-новите вирусни линии убиха повече от лабораторните зайци. И често го правеха по нов начин: като изключваха имунната система на животните. Бактериите в червата на зайците, обикновено безвредни, се размножават и причиняват смъртоносни инфекции.

„Беше наистина страшно, когато видяхме това за първи път“, каза той. Read каза.

Странно, дивите зайци в Австралия не са претърпели ужасната съдба на д-р. Лабораторни животни на Рид. Той и колегите му подозират, че новата адаптация на вирусите е отговор на по-силните защитни сили на зайците. Проучвания разкриха, че австралийските зайци са получили нови мутации в гените, участващи в първата линия на защита на болестта, известна като вроден имунитет.

Тъй като зайците развиват по-силен вроден имунитет, д-р. Рид и колегите му подозират, че естественият подбор от своя страна са любимите вируси, които биха могли да преодолеят тази защита. Тази еволюционна надпревара във въоръжаването заличи предимството, на което дивите зайци са се радвали за кратко. Но тези вируси се оказаха още по-лоши срещу зайци, които не са развили тази резистентност, като тези в Dr. Лабораторията на Рид.

А надпреварата във въоръжаването все още се развива. Преди около десетилетие в Югоизточна Австралия се появи нова линия от миксома вируси. Този клон, наречен Lineage C, се развива много по-бързо от другите линии.

Експериментите с инфекция предполагат, че новите мутации позволяват на Lineage C да върши по-добра работа за преминаване от гостоприемник до гостоприемник, според последното проучване на д-р. Прочетете и неговите колеги, което все още не е публикувано в научно списание. Много заразени зайци показват странна форма на миксоматоза, развивайки масивни отоци по очите и ушите. Точно тези места, където комарите обичат да пият кръв – и където вирусите може да имат по-голям шанс да достигнат до нов гостоприемник.

Вирусолозите виждат някои важни уроци, които може да предложи вирусът на миксома, докато светът се бори с пандемията Covid. И двете заболявания се влияят не само от генетичния състав на вируса, но и от защитните сили на неговия гостоприемник.

Тъй като пандемията продължава третата си година, хората са по-защитени от всякога благодарение на имунитета, който се е развил от ваксинации и инфекции.

Но коронавирусът, подобно на миксомата, не е по неизбежен път към лекота.

Вариантът Delta, който се появи в Съединените щати миналата есен, беше по-смъртоносен от оригиналната версия на вируса. Delta беше заменена от Omicron, което причини по-леко заболяване за обикновения човек. Но вирусолози от университета в Токио са извършили експерименти което предполага, че вариантът на Omicron се развива в по-опасни форми.

„Не знаем каква ще бъде следващата стъпка в еволюцията“, каза той. — предупреди Кацуракис. “Тази глава в траекторията на еволюцията на вирулентността все още не е написана.”