Waar komen virussen vandaan?

Hoeveel soorten levende wezens kun je opnoemen?

Organismen worden meestal in drie hoofdcategorieën ingedeeld. Dat zijn archaea, bacteriën en eukarya of eukaryota. Bacteriën, archaea en sommige eukarya zijn microscopische, eencellige wezens. Planten, dieren en andere organismen die uit meerdere cellen bestaan, vormen de meerderheid van de eukarya. Deze drie groepen vormen de Boom des Levens.

Maar wacht. Hoe zit het met virussen? Waarom krijgen zij geen tak aan de boom?

Organismen moeten aan bepaalde eisen voldoen om een levensvorm genoemd te worden. Virussen voldoen niet aan al die eisen. Dus de meeste wetenschappers die organismen op deze manier indelen, herkennen ze niet als levende wezens.

Onderzoekers kunnen twisten over de vraag of virussen nu wel of niet echt levend zijn. Maar ze hebben ook veel nagedacht over waar virussen vandaan komen.

Wist u dat?

Walter Reed was de eerste die een virus ontdekte dat mensen infecteert. Hij ontdekte het virus dat gele koorts veroorzaakt in 1901.

Wat is “leven” en waar komt het vandaan?

Om in de Boom des Levens te worden opgenomen, moeten de cellen van een organisme ribosomen hebben. Ribosomen helpen cellen eiwitten samen te stellen. Cellen moeten ook dubbelstrengs DNA hebben.

Levende organismen moeten ook in staat zijn om oxidatie-reductie of redox-reacties uit te voeren. Dit zijn chemische reacties waarbij elektronen tussen atomen worden overgedragen. Uw lichaam gebruikt oxidatiereductiereacties voor veel belangrijke dingen, zoals energie halen uit het voedsel dat u eet.

Virussen voldoen aan geen van deze criteria. Daarom krijgen ze geen plaats in de Levensboom.

Phylogenetische Levensboom (Publiek domein via Wikimedia Commons).

Sommige wetenschappers denken dat alle levensvormen zijn ontstaan uit een eencellig organisme dat de Laatste Universele Gemeenschappelijke Voorouder of LUCA wordt genoemd. Dit omvat bestaande levensvormen, of levensvormen die nog steeds leven, en uitgestorven levensvormen, of levensvormen die niet meer bestaan. Niemand weet echt veel over de LUCA. Maar onderzoekers denken dat het veel leek op bacteriën van vandaag.

Wist u dat?

Virussen kunnen zowat alles infecteren. Dit omvat mensen, planten, bacteriën, archaea en protozoa.

Virologen zijn wetenschappers die virussen bestuderen. Zij denken niet dat virussen uit een LUCA komen. Waar kwamen ze dan wel vandaan?

Dit zijn de drie belangrijkste verklaringen die virologen hebben voorgesteld.

1. De Reductie Hypothese, ook wel de Regressieve Hypothese genoemd.

Virussen zouden afkomstig kunnen zijn van complexere organismen. Dit zou gebeurd kunnen zijn toen twee eencellige organismen een mutualistische of coöperatieve relatie vormden.

Op een gegeven moment zou deze relatie parasitair zijn geworden. Dit gebeurt wanneer het ene organisme afhankelijk wordt van het andere organisme om in leven te blijven. Naarmate het kleinere organisme meer en meer afhankelijk werd van het grotere organisme, verloor het zijn eiwitvormende structuren. Het kon zich echter nog steeds vermenigvuldigen. Dit nieuwe organisme zou in staat zijn nieuwe organismen te infecteren. Het is nu een virus.

Reductiehypothese voor de oorsprong van virussen (©2020 Let’s Talk Science).

2. De Ontsnappingshypothese, ook wel de Progressieve Hypothese genoemd.

Virussen zouden kunnen zijn ontstaan uit gebroken stukjes genetisch materiaal binnen vroege cellen. Deze stukjes konden aan hun oorspronkelijke organisme ontsnappen en een andere cel infecteren. Op deze manier evolueerden ze tot virussen. Moderne retrovirussen, zoals het Humane Immunodeficiëntie Virus (HIV), werken op ongeveer dezelfde manier. Nadat ze een cel zijn binnengedrongen, combineren ze hun genetisch materiaal met dat van de gastheer.

Escape Hypothesis for the origin of viruses (©2020 Let’s Talk Science).

3. De virus-eerst-hypothese.

Virussen zouden kunnen zijn ontstaan uit stukjes RNA. RNA lijkt op DNA, maar het heeft enkele structurele verschillen.

RNA is een enkelstrengs molecuul, niet dubbel zoals DNA.
De suiker-fosfaat “ruggengraat” van RNA bevat ribose in plaats van deoxyribose.
RNA heeft zelf-complementaire sequenties. Hierdoor kunnen delen ervan zich koppelen en met zichzelf vouwen, zoals een eiwit.

In deze uitleg bestonden deze stukjes RNA al voor de eerste cellen. Ze werden langzaam complexer. Uiteindelijk kregen ze het vermogen om zichzelf te vermenigvuldigen en andere cellen te infecteren. Zo werden ze virussen.

Wist u dat?

Tenminste twee virussen blijken andere virussen te infecteren! Dit zijn Sputnik en Mavirus.

Welke hypothese is de juiste?

Er zijn duidelijke redenen waarom virussen niet in de Levensboom zijn opgenomen. Maar niemand weet zeker waar virussen vandaan komen. De drie bovenstaande hypotheses zijn de meest populaire verklaringen. Maar ze hebben elk hun beperkingen.

Wie weet? Een heel andere hypothese zou wel eens de meest overtuigende kunnen blijken te zijn.

Wetenschappelijke ideeën worden voortdurend verbeterd en bijgesteld. De ware oorsprong van virussen is slechts één ding dat wetenschappers nog jaren zullen bestuderen en bediscussiëren!