از آنجایی که نرخ مرگ و میر کووید در سراسر جهان به پایین‌ترین سطح خود از هفته‌های ابتدایی همه‌گیری در سال ۲۰۲۰ کاهش یافته است، ممکن است نتیجه گیری کنیم که ویروس کرونا به طور غیرقابل برگشتی خفیف‌تر می‌شود. این تصور با این باور رایج مطابقت دارد که همه ویروس‌ها بد شروع می‌شوند و به ناچار تکامل می‌یابند تا با گذشت زمان ملایم‌تر شوند.
آریس کاتزوراکیس، زیست شناس تکاملی در دانشگاه آکسفورد می گوید: «این روایت غالب وجود دارد که نیروهای طبیعی قرار است این بیماری همه گیر را برای ما حل کنند.
اما چنین قانون طبیعی وجود ندارد. تکامل یک ویروس اغلب پیچ و تاب های غیرمنتظره ای دارد. برای بسیاری از ویروس شناسان، بهترین مثال برای این غیرقابل پیش بینی بودن، پاتوژنی است که در ۷۲ سال گذشته خرگوش ها را در استرالیا ویران کرده است: ویروس میکسوما.
اندرو رید، زیست شناس تکاملی در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا گفت که میکسوم صدها میلیون خرگوش را کشته است و آن را به مرگبارترین ویروس مهره داران شناخته شده برای علم تبدیل کرده است. او گفت: “این کاملاً بزرگترین قتل عام در بین هر بیماری مهره داران است.”
پس از معرفی آن در سال ۱۹۵۰، ویروس میکسوما برای خرگوش ها کمتر کشنده شد، اما دکتر رید و همکارانش دریافتند که در دهه ۱۹۹۰ مسیر خود را معکوس کرد. و آخرین مطالعه محققان که در این ماه منتشر شد، نشان داد که به نظر می رسد این ویروس در حال تکامل است و از خرگوش به خرگوش با سرعت بیشتری گسترش می یابد.
او گفت: «هنوز در حال دریافت ترفندهای جدید است.
دانشمندان عمدا ویروس میکسوما را به استرالیا معرفی کردند تا بتوانند جمعیت خرگوش های مهاجم این کشور را از بین ببرند. در سال ۱۸۵۹، یک کشاورز به نام توماس آستین، دوجین خرگوش را از انگلستان وارد کرد تا بتواند آنها را در مزرعه خود در ویکتوریا شکار کند. بدون شکارچیان طبیعی یا عوامل بیماری زا که آنها را مهار کند، آنها میلیون ها نفر افزایش یافتند و به اندازه کافی از گیاهان تغذیه کردند که حیات وحش بومی و مزارع گوسفند در سراسر این قاره را تهدید کرد.
در اوایل دهه ۱۹۰۰، محققان در برزیل راه حلی را به استرالیا ارائه کردند. آنها ویروس میکسوما را در گونه ای از خرگوش دم پنبه ای بومی آمریکای جنوبی کشف کرده بودند. این ویروس که توسط پشه ها و کک ها پخش می شود، آسیب کمی به حیوانات وارد می کند. اما زمانی که دانشمندان خرگوش های اروپایی را در آزمایشگاه خود آلوده کردند، ویروس میکسوما به طرز شگفت انگیزی کشنده شد.
خرگوش ها ندول های پوستی مملو از ویروس ایجاد کردند. سپس عفونت به سایر اندام ها سرایت می کند و معمولاً حیوانات را در عرض چند روز می کشد. این بیماری وحشتناک به نام میکسوماتوز شناخته شد.
دانشمندان برزیلی نمونه‌هایی از ویروس میکسوما را به استرالیا فرستادند، جایی که دانشمندان سال‌ها آن را در آزمایشگاه‌ها آزمایش کردند تا مطمئن شوند که این ویروس فقط برای خرگوش‌ها و نه گونه‌های دیگر تهدید می‌کند. تعدادی از دانشمندان حتی ویروس های میکسوما را به خود تزریق کردند.
پس از اینکه ویروس ایمن شد، محققان آن را در چند وارن اسپری کردند تا ببینند چه اتفاقی خواهد افتاد. خرگوش ها به سرعت مردند، اما نه قبل از نیش زدن پشه ها و انتشار ویروس به دیگران. به زودی، خرگوش های صدها مایل دورتر نیز می مردند.
اندکی پس از معرفی میکسوما، ویروس شناس استرالیایی دکتر. فرانک فنر یک مطالعه دقیق و طولانی مدت در مورد کشتار آن آغاز کرد. او تخمین زد که تنها در شش ماه اول، این ویروس ۱۰۰ میلیون خرگوش را کشته است. دکتر فنر در آزمایش‌های آزمایشگاهی تشخیص داد که ویروس میکسوما ۹۹.۸ درصد از خرگوشهایی را که آلوده کرده بود، معمولاً در کمتر از دو هفته از بین می‌برد.
با این حال، ویروس میکسوما خرگوش های استرالیایی را از بین نبرد. در طول دهه ۱۹۵۰، دکتر فنر علت را کشف کرد: ویروس میکسوما کمتر کشنده شد. در آزمایش‌های او، رایج‌ترین گونه‌های ویروس تنها ۶۰ درصد از خرگوش‌ها را از بین بردند. و تسلیم شدن خرگوشهایی که نژادها آنها را کشتند بیشتر طول کشید.
این تکامل با ایده های رایج در آن زمان مطابقت داشت. بسیاری از زیست شناسان بر این باور بودند که ویروس ها و سایر انگل ها به ناچار تکامل یافته و خفیف تر می شوند – چیزی که به عنوان قانون کاهش حدت شناخته شد.
گوردون بال، جانورشناس، در سال ۱۹۴۳ نوشت: «انگل‌های دیرینه، با فرآیند تکامل، نسبت به انگل‌هایی که اخیراً به دست آورده‌اند، تأثیر مضر بسیار کمتری بر میزبان دارند».
بر اساس این نظریه، انگل های تازه به دست آمده کشنده بودند زیرا هنوز با میزبان خود سازگار نشده بودند. این تفکر ادامه یافت که میزبان طولانی‌تر زنده بماند، به انگل‌ها زمان بیشتری برای تکثیر و انتشار به میزبان‌های جدید داد.
به نظر می‌رسد قانون کاهش بیماری‌زایی توضیح می‌دهد که چرا ویروس‌های میکسوما در استرالیا کمتر کشنده شدند – و چرا در برزیل بی‌ضرر بودند. این ویروس‌ها در خرگوش‌های دم پنبه‌ای آمریکای جنوبی بسیار طولانی‌تر تکامل یافته بودند، تا جایی که اصلاً بیماری ایجاد نکردند.
اما زیست شناسان تکاملی در دهه های اخیر منطق قانون را زیر سوال برده اند. رشد خفیف‌تر ممکن است بهترین استراتژی برای برخی از پاتوژن‌ها باشد، اما این تنها راهبرد نیست. دکتر کاتزوراکیس گفت: «نیروهایی وجود دارند که می توانند خشونت را به سمت دیگری سوق دهند.
دکتر رید زمانی که آزمایشگاه خود را در ایالت پن در سال ۲۰۰۸ راه اندازی کرد، تصمیم گرفت دوباره حماسه ویروس میکسوما را بررسی کند. شروع کردم به فکر کردن، “خب، بعد چه اتفاقی می افتد؟”
پس از توقف دکتر فنر در دهه ۱۹۶۰، هیچ کس به طور سیستماتیک ویروس میکسوما را مطالعه نکرده بود. (او دلیل خوبی برای ترک آن داشت، زیرا برای کمک به ریشه کنی آبله حرکت کرده بود.)
دکتر رید ترتیبی داد که نمونه‌های دکتر فنر به پنسیلوانیا ارسال شود و او و همکارانش نمونه‌های اخیر میکسوما را نیز پیگیری کردند. محققان DNA ویروس ها را توالی یابی کردند – کاری که دکتر فنر نتوانست انجام دهد – و مطالعات عفونت را روی خرگوش های آزمایشگاهی انجام دادند.
هنگامی که آنها دودمان های ویروسی را که در دهه ۱۹۵۰ غالب بودند آزمایش کردند، دریافتند که آنها نسبت به ویروس اولیه کشنده تر هستند و یافته های دکتر فنر را تأیید کردند. و میزان مرگ و میر تا دهه ۱۹۹۰ نسبتاً پایین بود.
اما بعد، همه چیز تغییر کرد.
دودمان های ویروسی جدیدتر تعداد بیشتری از خرگوش های آزمایشگاهی را کشتند. و آنها اغلب این کار را به روشی جدید انجام می دادند: با خاموش کردن سیستم ایمنی حیوانات. باکتری‌های روده خرگوش‌ها که معمولاً بی‌خطر بودند، تکثیر شدند و باعث عفونت‌های کشنده شدند.
دکتر رید گفت: «وقتی برای اولین بار آن را دیدیم واقعاً ترسناک بود.
عجیب است که خرگوش های وحشی در استرالیا به سرنوشت وحشتناک حیوانات آزمایشگاهی دکتر رید دچار نشده اند. او و همکارانش گمان می کنند که سازگاری جدید در ویروس ها پاسخی به دفاع قوی تر در خرگوش ها بوده است. مطالعات نشان داده‌اند که خرگوش‌های استرالیایی جهش‌های جدیدی در ژن‌های دخیل در اولین خط دفاعی از بیماری به دست آورده‌اند که به عنوان مصونیت ذاتی شناخته می‌شود.
از آنجایی که خرگوش‌ها ایمنی ذاتی قوی‌تری پیدا کردند، دکتر رید و همکارانش مشکوک شدند، انتخاب طبیعی به نوبه خود از ویروس‌هایی حمایت می‌کند که می‌توانند بر این دفاع غلبه کنند. این مسابقه تسلیحاتی تکاملی مزیتی را که خرگوش‌های وحشی برای مدت کوتاهی از آن برخوردار بودند پاک کرد. اما این ویروس‌ها در برابر خرگوشهایی که این مقاومت را ایجاد نکرده بودند، مانند خرگوشهایی که در آزمایشگاه دکتر رید وجود داشت، بدتر بودند.
و مسابقه تسلیحاتی هنوز در جریان است. تقریباً یک دهه پیش، دودمان جدیدی از ویروس‌های میکسوما در جنوب شرقی استرالیا پدیدار شد. این شاخه که Lineage C نام دارد، بسیار سریعتر از دودمان های دیگر در حال تکامل است.
طبق آخرین مطالعه دکتر رید و همکارانش که هنوز در یک مجله علمی منتشر نشده است، آزمایش‌های عفونت نشان می‌دهد که جهش‌های جدید به Lineage C اجازه می‌دهد تا از میزبانی به میزبان دیگر بهتر عمل کند. بسیاری از خرگوش‌های آلوده شکل عجیبی از میکسوماتوز را نشان می‌دهند و تورم‌های عظیمی روی چشم‌ها و گوش‌هایشان ایجاد می‌شود. دقیقاً در این مکان‌هاست که پشه‌ها دوست دارند خون بنوشند – و ویروس‌ها ممکن است شانس بیشتری برای رسیدن به میزبان جدید داشته باشند.
ویروس شناسان درس های مهمی را می بینند که ویروس میکسوما می تواند در مواجهه جهان با همه گیری کووید ارائه دهد. هر دو بیماری نه تنها تحت تأثیر ساختار ژنتیکی ویروس، بلکه دفاع میزبان آن نیز قرار دارند.
از آنجایی که این همه گیری به سال سوم خود ادامه می دهد، مردم بیش از هر زمان دیگری به دلیل ایمنی ایجاد شده از واکسیناسیون و عفونت ها محافظت می شوند.
اما کروناویروس، مانند میکسوما، در مسیری اجتناب ناپذیر به سمت خفیف نبوده است.
نوع دلتا، که در پاییز گذشته در ایالات متحده افزایش یافت، مرگبارتر از نسخه اصلی ویروس بود. Omicron جایگزین دلتا شد که باعث بیماری کمتری برای افراد عادی می شد. اما ویروس شناسان دانشگاه توکیو آزمایش هایی انجام داده اند که نشان می دهد نوع Omicron در حال تبدیل شدن به اشکال خطرناک تر است.
دکتر کاتزوراکیس هشدار داد: “ما نمی دانیم گام بعدی در تکامل چه خواهد بود.” “این فصل در مسیر تکامل بیماری زاست هنوز نوشته نشده است.”