Ma che cosa sono questi virus? Gli scienziati si pongono questa domanda ogni giorno quando provano a capire come i diversi esseri viventi siano collegati tra loro. Le risposte non sono facili o banali. Le affiliazioni biologiche vengono utilizzate non solo per costruire un catalogo della vita, ma anche per capire come la vita si è evoluta nelle sue molte forme.
I virus sono un ottimo esempio. Pongono un problema per i biologi perché non hanno cellule e quindi non rientrano in nessuno dei tre principali gruppi o “domini” della vita come fanno tutti gli altri organismi: batteri, archaea (una diversa forma di microbo) ed eucariota (piante, animali e funghi, tra gli altri). Alcuni scienziati sostengono che i virus non contano come organismi viventi e sono visti meglio come materiale genetico canaglia che non può riprodursi da solo e ha bisogno di dirottare le cellule ospiti. Altri credono che i virus si siano evoluti dagli organismi cellulari e quindi contino come un quarto dominio della vita.
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Quest’ultima teoria è stata potenziata dalla scoperta, dieci anni fa, di virus giganti che sono più simili alle forme di vita cellulari. Ma un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Science, sui genomi di questi virus giganti mette in dubbio questa idea. Quindi gli scienziati dovranno ricominciare la ricerca delle origini dei virus?
I virus sono esseri minuscoli e minimalisti che si allontanano dalle sfumature della vita cellulare. Di solito sono composti da materiale genetico (DNA o suo cugino molecolare RNA), spesso circondati da un rivestimento proteico chiamato capside, a volte con strati aggiuntivi presi in prestito da una cellula ospite. I virus possono replicarsi all’interno di una cellula ospite hackerandone il metabolismo e ogni dominio della vita è infetto da diverse versioni di questi squatter cellulari. Questa enorme dipendenza dalle cellule ospiti li spinge ai limiti della definizione di vita, con alcuni che li considerano vivi e altri morti. Non sorprende che la maggior parte delle storie di zombi coinvolga un virus. Forse sarebbe solo più semplice considerare i virus non morti. La grande domanda è: da dove vengono?
Le teorie contrastanti cercano di spiegare come si sono evoluti i virus. Una teoria descrive i virus come discendenti di un antico lignaggio di organismi cellulari che vivevano all’interno di altre cellule e ne semplificavano la struttura nel tempo. Ciò li renderebbe gli unici sopravvissuti di un quarto dominio della vita perduto da tempo che ha lasciato l’organizzazione cellulare alle spalle. Se i virus si evolvessero da organismi viventi, avrebbe senso pensarli vivi ora.
Agenti criminali
Un’altra teoria suggerisce che i virus si svilupparono come agenti genetici canaglia, vagabondi nel genoma che sfuggirono al loro confinamento cellulare. Potrebbero essere collegati a geni che possono copiare o tagliare se stessi da un genoma e quindi incollarsi in altre parti del DNA. In tal caso, i virus sarebbero il risultato di incidenti molecolari che sarebbero diventati stabili nell’evoluzione. Ciò significherebbe che non sono mai stati organismi viventi completi, proprio come un virus non è un computer completo.
Entrambe queste proposte hanno i loro difetti. La prima non riesce a spiegare quanto siano semplici i virus. Non esistono altri organismi noti con quell’estremo grado di semplificazione. D’altra parte, la seconda teoria non spiega perché i virus siano molto più complessi di altri elementi genetici mobili, nessuno dei quali ha qualcosa di paragonabile a un capside.
Immagine: Virus attack. CNX OpenStax, CC BY
Quindi, nel 2004, gli scienziati hanno scoperto una specie di virus gigante (o “girus”) che sembrava inclinare l’equilibrio a favore di virus di origine cellulare. Questi virus sono chiamati giganti per una buona ragione. Alcuni sono dieci volte più grandi in termini di dimensioni e lunghezza del genoma rispetto al nostro amato virus dell’influenza e hanno altrettanti 2.500 geni rispetto al magro 11 dell’influenza. Questo materiale genetico aggiuntivo include istruzioni per la produzione di proteine, qualcosa di gravemente carente in altri virus, ma presente in tutte le altre forme di vita. Il sistema molecolare non è completo e i virus devono ancora invadere le cellule per produrre più virus. Ma alcuni ricercatori hanno suggerito che questi geni potrebbero essere gli avanzi di un passato cellulare, a sostegno dell’esistenza di un quarto dominio della vita.
D’altra parte, la natura genetica nervosa dei virus li rende inclini a prendere geni da altri organismi. Ciò ha spinto gli altri a sostenere che tutti questi geni aggiuntivi nei virus sono prodotti di ladri evolutivi.
Il virus gigante
Ora un nuovo studio ha confermato la natura “presa in prestito” di tutti questi geni nei virus. La ricerca utilizza i metodi più avanzati, denominati Next Generation Sequencing(NGS), per mappare il DNA estratto da un impianto di trattamento delle acque reflue a Klosterneuburg, in Austria. Negli ultimi anni, gli studi basati su NGS hanno scoperto una miriade di nuovi tipi di forme di vita, e in questo caso NGS ha rivelato un lignaggio completamente nuovo di virus giganti, i Klosneuvirus.
