Der evolutionäre Mechanismus des Virus zur Überwindung der Wirtsabwehr wird offenbart

Jeden Tag zerstören Viren eine große Anzahl von Mikroorganismen in der Umwelt, was den Fluss verändert

Energie in Nahrungsnetzen auf globaler Ebene.„Wenn wir verstehen, wie Viren entstehen und funktionieren, können wir ihre Rolle in der Umwelt und wie sie mit ihren Wirten interagieren, vorhersagen“, erklärt Christopher Bellas vom Institut für Ökologie der Universität Innsbruck.

Aus Laborstudien ist das bekanntViren entwickeln sich schnell weiter, um mit ihren Wirten Schritt zu halten, die gleichzeitig Abwehrkräfte gegen Virusinfektionen entwickeln. Dieses evolutionäre Wettrüsten bedeutet, dass sie im Gleichgewicht miteinander bleiben müssen. Dies ist als „Black Queen“-Hypothese bekannt, benannt nach der Figur aus Alice im Wunderland. Die Red-Queen-Hypothese, auch Red-Queen-Prinzip, Red-Queen-Effekt oder Red-Queen-Rasse genannt, ist eine Evolutionshypothese. Es lässt sich wie folgt formulieren: „Bezogen auf das Evolutionssystem erfordert eine Art ständige Veränderung und Anpassung, um ihre Existenz in der umgebenden biologischen Welt aufrechtzuerhalten, die sich mit ihr ständig weiterentwickelt.“

Die von der Forschungsgruppe untersuchten Virenstammen aus sehr ungewöhnlichen Lebensräumen auf der Oberfläche von Gletschern und Eisplatten - Kryokonitlöchern. Diese kleinen Pools von Schmelzwasser auf Gletschern sind ideale Orte, um die Entwicklung von Viren zu testen, da es sich um reproduzierbare Miniaturgemeinschaften von Mikroben handelt, die auf weit voneinander entfernten Gletschern auf der ganzen Welt zu finden sind.

Die Studie zeigt, dass Gletscherviren in den Alpen, Grönland und Spitzbergen Genome aufweisen, die an diesen isolierten Orten nahezu identisch sind. Bildnachweis: Christopher Bellas

Als Forscher die Genome von Viren untersuchtenNachdem sie isolierte Kryokonit-Löcher gefunden hatten, die Tausende von Kilometern voneinander entfernt lagen, erwarteten sie, dass jedes von ihnen unterschiedliche Viren enthalten würde, die nur entfernt miteinander verwandt seien. Tatsächlich fanden sie heraus, dass die meisten bakteriellen Infektionsviren (Bakteriophagen) in der Arktis und den Alpen nahezu identisch sind. Als sie sich ihre stabilen Genome jedoch genauer ansahen, stellten sie fest, dass jedes über viele kleine Regionen verfügte, in denen die DNA anderer verwandter Viren im Zuge der Rekombination immer wieder die Plätze getauscht hatte. An jedem anderen Ort mischten die Viren die in diesen ausgetauschten Regionen vorhandenen Gene.

„Das bedeutet, dass es sich in einer natürlichen Umgebung befindetDer Austausch von Genen zwischen Viren durch Rekombination führt zu einer großen Vielfalt in der Viruspopulation, insbesondere bei Genen, die an der Erkennung und Bindung an verschiedene Wirte beteiligt sind. Dies gibt Viren wahrscheinlich die Möglichkeit, sich schnell an verschiedene Wirte in der Umgebung anzupassen“, schließt Christopher Bellas.

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