Els virus semblen molt senzills… però, com bé ens recorda el famòs SARS-Cov-2, entendre’ls pot ser una difícil tasca. En realitat, segons ens diuen els investigadors Ricard Solé i Santiago Elena en el seu llibre “Viruses as Complex Adaptive Systems”, els virus són sistemes complexes, que es poden descriure en termes matemàtics i físics.
En efecte, en aquest llibre publicat en 2019 i escrit en primera persona, aquests dos científics – ambdós professors associats de l’Institut Santa Fe – fan un complet repàs a aquests sistemes, començant per la pregunta del milió: són els virus éssers vius?
El llibre, que es troba en la intersecció entre el modelatge de la biologia i la física, està organitzat en diferents temes:
- Què és un virus
- Evolució dels virus
- Co-evolució virus-hostes
- Epidèmies
- Virus emergents
- Origen dels virus i com han diversificat
- Comparacions entre un sistema replicador com els virus i altres coses semblants: virus d’ordinador, càncer, llengautge i idees.
Què és un virus?
Segons la definició clàssica, un virus és un “agent infecciós no cel·lular que només es pot multiplicar dins d’altres cèl·lules parasitant la seva maquinària de metabolisme” – en altres paraules, un paràsit cel·lular. Una altra definició, més purament descriptiva, seria un petit tros de material genètic ficat dins d’un embolcall que serveix per protegir-lo.
Però els autors proposen que el virus no és tan sols aquesta partícula infecciosa, sinó que inclouria les proteïnes de l’hoste que el virus hackeja. És a dir, seria una entitat una mica més abstracta.
Sigui quina sigui la definició, el que està clar és que els virus són molt més diversos que qualsevol altre organisme sobre la faç de la terra, a nivell d’estructura, de mida (des de pocs amstrongs fins als minivirus, que són més grans que bacteris), o fins i tot del seu material genètic (hi ha virus d’ADN, d’ARN …).
Els virus són molt més diversos que qualsevol altre organisme sobre la faç de la terra, a nivell d’estructura, de mida i fins i tot del seu material genètic.
Evolució vírica
En aquests dies on les notícies estan dominades totalment pel nou coronavirus, entendre com evolucionen els virus és més rellevant que mai.
L’evolució dels virus depèn de diversos factors:
-
Taxa de mutació – és a dir, amb quina probabilitat s’equivoca l’enzim que copia el material genètic. Aquests ‘errors’ la major part de les vegades tenen un efecte negatiu (les anomenades mutacions deletèries), però alguna vegada pot tenir un efecte positiu (mutacions beneficioses) i ajudar al virus a desenvolupar característiques que el poden fer més resistent, més contagiós, etc.
-
Temps de generació – és a dir, el que triga a completar el seu cicle d’infecció: crear les seves proteïnes, muntar la seva càpside (o sigui la seva coberta), crear noves partícules, etc. Depenent del tipus de virus i hoste, poden formar-se entre 10 a 1000 nous virus per cèl·lula infectada en qüestió de minuts o hores. I això és només en una cèl·lula! Tenint en compte que hi ha milions de cèl·lules potencialment infectades en un cos, això significa bilions de virus en una persona, creats en molt poc temps. Això els dóna una gran capacitat d’adaptació als virus, el que facilita que puguin trobar una possibilitat evolutiva davant de cada tractament. Per això, la vacuna contra el virus de la grip ‘ha de canviar cada any!
Els virus són per tant molt variats, i molt variables … I entendre aquesta variabilitat genètica és essencial per entendre la seva epidemiologia i la seva transmissió.
Els virus són capaços de crear bilions de còpies en molt poc temps. Això els dóna una gran capacitat d’adaptació evolutiva.
Més enllà dels virus
Tornant a el llibre, els autors aprofiten per reflexionar sobre diversos temes, des de la definició de la vida a com aquestes minúscules però complexes partícules han inspirat altres camps relacionats amb la propagació d’informació – des del càncer als virus d’ordinadors. També es pregunten sobre el possible paper dels virus en els grans salts de l’evolució, com l’aparició del llenguatge o la consciència.
El llibre també reflexiona sobre el possible paper dels virus en els grans salts de l’evolució, com l’aparició del llenguatge o la consciència.
En definitiva, és un llibre de lectura obligatòria per a qualsevol persona dedicada a la biologia, física o matemàtiques i interessada en els sistemes complexos, com ho són els autors. Com diu el propi Ricard Solé, investigador de l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE: CSIC-UPF): “Jo sóc un teòric. Em fascina l’evolució, els problemes no resolts i la innovació: com sorgeixen noves estructures, noves funcionalitats, noves formes de propagar informació… “. Aquest llibre, dóna per a hores de reflexió sobre tot això, i molt més.
