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Woher kommen die Viren?

Ed Rybicki, Virologe an der Universität von Kapstadt in Südafrika, antwortet:

Die Ursprünge von Viren nachzuvollziehen ist schwierig, weil sie keine Fossilien hinterlassen und wegen der Tricks, die sie anwenden, um Kopien von sich selbst in den Zellen zu erstellen, in die sie eingedrungen sind. Einige Viren sind sogar in der Lage, ihre eigenen Gene in die der Zellen, die sie infizieren, einzubauen, was bedeutet, dass die Untersuchung ihrer Abstammung eine Entflechtung von der Geschichte ihrer Wirte und anderer Organismen erfordert. Was den Prozess noch komplizierter macht, ist die Tatsache, dass Viren nicht nur Menschen infizieren, sondern praktisch jeden Organismus – von Bakterien bis zu Pferden, von Algen bis zu Menschen.

Dennoch ist es Wissenschaftlern gelungen, einige virale Geschichten zusammenzufügen, und zwar auf der Grundlage der Tatsache, dass die Gene vieler Viren – wie die der Erreger von Herpes und Mononukleose – einige Eigenschaften mit den zelleigenen Genen zu teilen scheinen. Dies könnte darauf hindeuten, dass sie als große Teile der zellulären DNA begannen und dann unabhängig wurden – oder dass diese Viren sehr früh in der Evolution auftraten und ein Teil ihrer DNA im Genom der Zellen verblieb. Die Tatsache, dass einige Viren, die Menschen infizieren, strukturelle Merkmale mit Viren teilen, die Bakterien infizieren, könnte bedeuten, dass alle diese Viren einen gemeinsamen Ursprung haben, der mehrere Milliarden Jahre zurückreicht. Dies verdeutlicht ein weiteres Problem bei der Rückverfolgung des Ursprungs von Viren: Die meisten modernen Viren scheinen ein Flickenteppich aus Teilen zu sein, die aus verschiedenen Quellen stammen – eine Art „Mix-and-Match“-Ansatz beim Aufbau eines Organismus.

Die Tatsache, dass Viren wie die tödlichen Ebola- und Marburg-Viren sowie die entfernt verwandten Viren, die Masern und Tollwut verursachen, nur in einer begrenzten Anzahl von Arten vorkommen, deutet darauf hin, dass diese Viren relativ neu sind – schließlich sind diese Organismen erst vor kurzem in der Evolution entstanden. Viele dieser „neuen“ Viren sind wahrscheinlich vor vielen Millionen Jahren in Insekten entstanden und haben irgendwann in der Evolution die Fähigkeit entwickelt, andere Arten zu infizieren – wahrscheinlich, als Insekten mit ihnen interagierten oder sich von ihnen ernährten.

HIV, das vermutlich erstmals in den 1930er Jahren beim Menschen auftrat, ist eine andere Art von Virus, ein so genanntes Retrovirus. Diese einfachen Viren ähneln Elementen, die in normalen Zellen zu finden sind und die die Fähigkeit haben, sich zu kopieren und in das Genom einzufügen. Es gibt eine Reihe von Viren, die sich auf ähnliche Weise selbst kopieren – ein Prozess, der den normalen Informationsfluss in Zellen umkehrt, daher der Begriff „Retro“ – und deren zentrale Replikationsmaschinerie möglicherweise eine Brücke von den ursprünglichen Lebensformen auf diesem Planeten zu dem darstellt, was wir heute als Leben kennen. Tatsächlich tragen wir in unseren Genen viele „versteinerte“ Retroviren, die von der Infektion entfernter Vorfahren übrig geblieben sind und uns dabei helfen können, unsere Evolution als Spezies nachzuvollziehen.

Dann gibt es die Viren, deren Genome so groß sind, dass die Wissenschaftler nicht ganz herausfinden können, aus welchem Teil der Zelle sie stammen könnten. Nehmen wir zum Beispiel das größte bisher entdeckte Virus, das Mimivirus: Sein Genom ist etwa 50 Mal größer als das von HIV und größer als das einiger Bakterien. Einige der größten bekannten Viren infizieren einfache Organismen wie Amöben und einfache Meeresalgen. Dies deutet darauf hin, dass sie einen uralten Ursprung haben könnten, möglicherweise als parasitäre Lebensformen, die sich dann an den „Virus-Lebensstil“ angepasst haben. Tatsächlich können Viren für bedeutende Episoden evolutionärer Veränderungen verantwortlich sein, insbesondere bei komplexeren Arten von Organismen.

Am Ende des Tages jedoch, trotz all ihrer gemeinsamen Merkmale und einzigartigen Fähigkeiten, ihre Genome zu kopieren und zu verbreiten, wird der Ursprung der meisten Viren für immer im Dunkeln bleiben.

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