Si i përgatisin biologët vaksinat?

Biologët aplikojnë praktikisht teorinë evolutive për të përgatitur vaksinat kundër virusit të gripit.

Ekzistojnë shumë varietete të virusit të gripit që qarkullojnë ndër popullatën njerëzore dhe kafshë të tjera vertebrate çdo vit, por vetëm pak prej këtyre varieteteve virale janë në gjendje të mbijetojnë dhe të lënë kopje të vetes së vet.

Siç e kemi përshkruar edhe më parë, një nga mënyrat se si virusi i gripit ndryshon, pra evoluon, është duke ndryshuar konfiguracionin e proteinave në sipërfaqen e vet. Proteinat sipërfaqësore të virusit janë shenjestra e cila njihet nga sistemi imunitar i organizmit bartës. Kur ndodh ndonjë ndryshim në këto proteina sipërfaqësore të virusit të gripit sistemi imunitar i organizmit bartës mund të mos jetë më në gjendje ta njohi virusin mësymës, kështu që virusi ka më shumë gjasa që ttë shumohet në mënyrë të suksesshme, duke shkaktuar edhe probleme specifike tek qelizat dhe indet ku shumohet, replikohet.

Varietetet e virusit të gripit me më shumë ndryshime në këto proteina sipërfaqësore janë në gjendje t’u shpëtojnë detektimit nga sistemi imunitar i organizmit bartës, dhe si pasoj shumohen më lehtësisht dhe po ashtu kanë më shumë gjasa që të përhapen midis individëve të ndryshëm të popullatës bartëse duke rezultuar kështu në një epidemi gripi.
Me fjalë të tjera, disi më teknike, ekziston një seleksion pozitiv për ndryshime në proteinat e sipërfaqes së viruseve të gripit.

Biologët krahasojnë normën e mbijetesës dhe të shumimit të varieteteve të ndryshme të viruseve të gripit të cilët kanë sekuenca gjenike të ndryshme që kodifikojnë për proteinat sipërfaqësore – në këtë mënyrë ata mnd të studiojnë përshtatjen e viruseve në kalimin e kohës.

Nëse biologët arrijnë të parashikojnë se cilat varietete qarkulluese të virusit të gripit janë më me gjasa që t’i shpëtojnë detektimit nga bartësi, atëherë ata mund të identifikojnë varietetet që janë më probabël të shkaktojnë epideminë e ardhshme të gripit dhe kështu t’i shënjestrojnë ato nëpërmet prodhimit të një vaksine.

Si janë biologët të aftë të bëjnë parashikime të tilla rreth varieteteve virale?

Duke përcaktuar raportin e zëvendësimeve sinonimike/josinonimike në gjenet që kodifikojnë për proteinat sipërfaqësore tek virusi i gripit. Në këtë mënyrë biologët janë të aftë të përcaktojnë se ndryshime në kodone (mutacione) janë nën një seleksion pozitiv.

Mëpastaj shkencëtarët mund të përcaktojnë se cilat nga varietete virale që qarkullojnë aktualisht shfaqin numrin më të madh të ndryshimeve, pra mutacioneve, në këto kodone të selektuara pozitivisht. Janë pikërisht këto varietete virale që janë më me gjasa që të mbijetojnë, të shumohen dhe të shpienë në një epidemii gripi në të ardhmen. Kështu që këto varietete janë shënjestra logjike për të cilat duhet përgatitur një vaksinë.

Sa përshkruam më sipër nuk është gjë tjetër veçse një aplikim praktik i teorisë evolutive, që shpie në përgatitjen paraprake dhe të suksesshme të vaksinave duke reduktuar çdo vit numrin e sëmundjeve dhe të vdekjeve nga gripi.

© Rinstinkt blog

Evolucioni i virusit të gripit; pandemia e vitit 1918

Mekanizmat e evolucionit të virusit; pandemia e gripit të vitit 1918-1919.

11 nëntori i vitit 1918 shënon fundin e Luftës së Parë Botërore, me armisticin dhe marrëveshjen që u firmos në Francë. Natyrisht që kjo luftë, si çdo luftë, kishte goxha viktima.
Por numri i viktimave nga kjo luftë 4 vjeçare shpej u tejkalua nga numri i viktimave nga një tjetër fenomen; nga një epidemi massive gripi që filloi në pranëverën e vitit 1918 midis ushtarëve amerikanë.
Një vit e gjysmë që prej filimit të gripit, ky lloji i veçantë virusi u përhap në ttë gjithë planetin. Gripi i vitit 1918 vrau më shumë se 50 milionë njerëz në të gjithë botën, 2 herë më shumë se numri i vdekjeve prej luftimeve.

Pandemia e viteve 1918-1919 ka rëndësi të veçantë sepse norma e viktimave dhe vdekjes mes të rinjëve të rritur, pra personave mes 17-35 vjeç, ishte 20 herë më e madhe se në epidemitë e gripit të mëparshme apo të deri atëherëshme. Zakonisht kjo grupmoshë e të rinjëve të rritur është ajo që ka më pak gjasa që të vdesi nga gripi krahasuar për shembull me të moshuarit, pleqtë, apo të miturit.

Si shpjegohet që ky virus gripi ishte më shumë vdekjeprurës për grupmoshën e të rinjëve të rritur, që zakonisht janë individë të fortë?

Varieteti i virusit të gripit të vitit 1918 ishte i veçantë sepse shkaktonte një reagin tepër të fortë dhe intensiv të sistemit imunitar të njeriut. Ky hiper reagim i sistemit imunitar bën që individët me sistemet imunitare më të forta, pra grupmosha e rë rinjëve të rritur, të jenë më të prekurit. Më të prekurit në kuptimin që sistemi i tyre imunitar do të krijone një përgjigje ‘të tepruar’ ndaj virusit duke shkaktuar më shumë probleme sesa zgjidhje.

Normalisht sistemi imunitar e ndihmon organizmin që t’i luftojë viruset, dhe pikërisht mbi këtë përgjigje mbështetet edhe vaksinimi.

Që prej vitit 1945 programet e ndryshme të vaksinimit kundër gripit kanë ndihmuar në mbajtjen nën kontroll të numrit dhe të seriozitetit të shpërthimeve të gripit.
Por, me shumë gjasa, vaksina e gripit e vitit të kaluar nuk do jetë efikase kuundër virusit të këtij viti.

virusi H1N1

Virusi H1N1 – Thumbat përfaqësojnë proteinat që gjenden në sipërfaqen e virusit. Janë këto proteina që ndryshojnë në mënyrë të shpejtë dhe bën të mundur që virusi t’i shpëtojë sistemit imunitar të bartësit.

Varietete të reja virusi të gripit evoluojnë në mënyrë të vazhdueshme, duke siguruar një variacion gjenetik në popullatën e viruseve. Nëse këto viruse nuk do të evoluonin njerëzit, por edhe kafshë të tjera si zogjtë apo derrat, do të ndërtonin një rezistencë kundër tyre dhe fushatat vjetore të vaksinimit do të ishin të kota. Por ja që edhe viruset evoluojnë, sikundër kafsha njeri dhe kafshë të tjera. Duke qenë se viruset evoluojnë biologët duhet të zhvillojnë një vaksinë të re, të ndryshme, çdo vit.

Sistemi imunitar i kafshëve vertebrate, rruazore, ku bën pjesë edhe njeriu, është në gjendje të njohi disa proteina specifike në sipërfaqen e virusit. Janë pikërishtë këto proteina përgjegjëset për evoluimin e viruseve, duke qenë se janë këto proteina që ndryshojnë. Dhe ndryshimi i këtyre proteinave sipërfaqësore bën që virusi t’i shpëtojë detektimit të sistemit imunitar.

Ato varietete virale që kanë numrin më të madh të ndryshimeve në sipërfaqen e vet kanë më shumë gjasa që t’i shpëtojnë detektimit prej sistemit imunitar dhe të infektojnë bartësin, duke patur kështu një avantazh ndaj virueseve të tjera. Pra edhe viruset, mes tyre, janë në një garë evolutive, kush të përhapi më shumë kopje të materialit të vet gjenetik…

Duke ndjekur ndryshimet në virusin e gripit nga viti në vit biologët janë në gjendje të vëzhgojnë evolucionin në veprim. Kjo është mënyra se si njerëzit janë në gjendje të mësojnë shumë gjëra rreth procesit të evolucionit, pra duke ekzaminuar organizma me evolucion të shpejtë si viruset dhe bakteret. Këto vëzhgime japin kontribute në përparimin e mëtejshëm të teorisë evolutive.

 

 

© Rinstinkt blog

 

Gjeni Egoist

Në vitin 1976 Richard Dawkinsi botoi librin e tij me titull The Selfish Gene (Gjeni egoist) që i bëri idetë e Darwinittë kuptueshme për një audiencë shumë më të gjerë. Libri përveç meritave të popullarizimit të koncepteve biologjike dhe evolutive, pati edhe një meritë tjetër që pak vetë e kuptojnë: atë të zgjerimit të mëtejshëm të një fushe të quajtur psikologjia evolutive, apo më thjeshtë të zgjerimit të idesë se modelet e sjelljes njerëzore sikundër trajtat morfologjike të njeriut janë kryesisht rezultat i forcave evolutive.

Libri The Selfish Gene (Gjeni egoist) nuk përgënjeshtronte asgjë prej atyre çka pohonte Darwini. Në fakt, Dawkinsi shfaqet si një Darwinist i mirëfilltë.
Ajo që kishte rëndësi nga ky libër ishte se sa të aksesueshme ishin për audiencën modern idetë që libri përmbante – dhe farat që ai mbolli kanë luajtur një rol tepër të rëndësishëm në ndikimin që pati mbi psikologjinë evolutive dhe fusha të tjera të ndërlidhura me procesin evolutiv.
Në thelp libri i Dawkinsit ishte një përmbledhje dhe prezantim fantastik i ideve të Darwinit rreth natyrës së evolucionit.

Koncepti i gjenit egoist është ideja se gjenet janë njësia bazë përsëritëse (replikuese) e të gjitha formave të jetës (qenieve të gjalla), dhe se ne mund ta kuptojmë natyrën e jetës nëpërmjet të kuptuarit e vetive konceptuale të gjeneve.

Gjenet kodojnë për organizma specifikë, dhe nëpërmjet riprodhimit gjenet replikohen, përsëriten. Kështu, perspektiva që Dawkins trejton në librin e vet merret me çështjen se cilët gjene replikohen dhe cilët jo. Në arsyetimin e tij Dawkins arrin në përfundimin se gjenet e mira replikuese, pra ato që përsëriten nga gjenerata në gjeneratë, kanë cilësitë e pjellorisë (pra gjene që janë të afta të krijojnë shumë replika të vetvetes gjatë jetës së organizmit), të jetëgjatësisë (pra të jetuarit e një jete të gjatë, e cila rrit mundësitë replikuese apo riprodhuese), besnikërisë apo përpikmërisë (që i referohet aftsisë për të mbikqyrur procesin e krijimit të proteinave duke transkriptuar dhe translatuar me saktësi informacionin gjenetik, në mënyrë që gjenerata e ardhshme të ketë sa më pak gabime në kopjimin e këtij informacioni).

Tani, duke marrë një perspektivë më të gjerë mbi evolucionin, ne mund të marrim një kënd tjetër përtej gjeneve dhe ta aplikojmë këtë arsyetim mbi çdo entitet replikues. Entitetet replikuese që prodhojnë shumë, që zgjasin për një kohë të gjatë, dhe që replikohen me saktësi, me përkufizim, do të kenë më shumë gjasa që të ekzistojnë në të ardhmen.

Kjo është ideja bazike, e thjeshtëzuar, e evolucionit. Logjikisht entitetet replikuese do të jenë më shumë prevalente në të ardhmen krahasuar me entitetet jo-replikuese, pra që nuk lënë pas kopje të vetes së vetë. Një paraqitje e thjeshtë dhe elegante e procesit evolutiv.

Koncepti i gjenit egoist është i njëjti koncept i entiteteve replikuese. Ideja është se gjenet që kodifikojnë për cilësi që lehtësojnë replikimin e vetvetes janë, me përkufizim, më me gjasa që të ekzistojnë në të ardhmen, duke arritur deri në pikën kur dominojnë si cilësi brenda një popullate dhe arrijnë deri aty sa karakterizojnë një specie të veçantë.

Kështu, gjenet që me efikasitet shpienë në replikimin e suksesshëm të vetvetes, siç janë gjenet egoist, pra, kanë më shumë shance të selektohen nga forcat evolutive për të ekzistuar në të ardhmen. Ky është edhe kuptimi i fjalës egoist në kontekstin e Gjenit Egoist.

Pilivesat dhe amfibët gjigandë, dhe përqëndrimi i oksigjenit në atmosferë

Përmasat trupore të insekteve dhe amfibëve gjigandë dhe përqëndrimi i oksigjenit në atmosferën e Tokës.

Të gjithë i njohim pilivesat, që flturojnë shpesh rreth pellgjeve me ujëra të ëmbla në kërkim të ushqimit të tyre, mushkonjave, në kërkim të partnerëve për çiftëzim dhe në kërkim të ndonjë vendi të përshtatshëm për të pjellë vezët e veta.

Meganeuropsis-permiana

Meganeuropsis permiana, model i ndërtuar në përmasat reale të insektit nga Werner Kraus (University Museum of Clausthal-Zellerfeld. © Werner Kraus 2003).  Përveç përmasave trupore kjo pilivesë gjigande nga periudha e Permianit ishte e ngjashme me pilivesat moderne.

Pilivesat më të mëdha që jetojnë në kohët tona kanë një hapje krahësh që mund të mbulohet nga dora e njeriut. Por 300 milionë vite më parë, pilivesat si Meganeuropsis permiana kishin një hapje krahësh prej më shumë se 70 cm (72cm). Një hapje krahësh kjo që ia kaloh hapjes krahore të shumë zogjve grabitqarë të ditëve të sotme.

Këto pilivesa ‘gjigande’ (relativisht me ato të kohëve moderne) ishin grabitqarët më të mëdhenjë fluturues të ditëve të tyre. Asnjë insekt fluturues i ditëve të sotme nuk i afrohet madhësisë së pilivesës Meganeuropsis permiana. Por gjatë periudhave gjeologjike Karbonifere dhe Permiane, rreth 350-250 milion vite më parë, shumë grupe insektesh fluturues kishin specie\lloje insektesh gjigande.

Meganeuropsis-i me gjasa hante miza maji gjigande dhe insekte të tjera gjigande që jetonin në të njëjtat habitate në moçalet e periudhës së Permianit. Por nga ana tjetër edhe këto pilivesa gjigande haheshin nga amfibë gjigandë. Sot asnjë nga këto insekte gjigande apo amfibë gjigandë nuk do të mund të mbijetonte në Tokë. Në epokën Karbonifere dhe të Permianit përqëndrimet e oksigjenit në atmosferën e Tokës ishin rreth 50% për të larta se sa ato të sotmet. Ishin pikërisht këto përqëndrime të larta të oksigjenit në atmosferë që mendohet se ishin të nevojshme për të mbështetur jetesën e insekteve dhe amfibëve gjigandë.

Paleontologët kanë zbuluar fosile të pilivesës Meganeuropsis permiana në shkëmbinjë afër Kansasit (SHBA).
Si e dimë vjetërsinë e këtyre fosileve dhe si e dimë se sa oksigjen kishte në atë atmosferë, që sot nuk ekziston më? Përgjigjen këtyre pyetjeve ua jep shtresëzimi i shkëmbinjëve, që na mundëson të tregojmë vjetërsinë e tyre relative krahasuar njëri me tjetrin, por që gjithsesi nuk na lejon që t’i japim një moshë absolute një shtrese të caktuar.

Një nga arritjet më të mëdha shkencore të shekullit të 20të ishte zhvillimi i teknikave të sofistikuara që përdorin normën (shpejtësinë) e shkatërrimit të radioizotopëve të ndryshëm, raportet e disa molekulave në shkëmbinjë dhe fosile, si dhe ndryshimet në fushën magnetike Tokësore për të nxjerrë përfundime rreth kushteve dhe ngjarrjeve në të shkuarën e largët dhe për t’i datuar me saktësi. Pra këto metoda na lejojnë t’u japim një vjetërsi fosilit të Meganeuropsis-it dhe të llogarisim përqëndrimin e oksigjenit në atmosferën e Tokës gjatë asaj kohe të largët.

Shkencëtarët kanë bërë studime të ndryshme eksperimentale për të parë se si ndryshimi i përqëndrimit të oksigjenit në atmosferë mund të ketë ndikuar në evolucionin e madhësisë trupore të insekteve dhe amfibëve që jetonin në Tokë në epoka të vjetra gjeologjike. Rezultatet e studimeve të kryera në ambiente me përqëndim të lartë oksigjeni, pra hiperoksike, janë konsistente me evolucionin e insekteve fluturues me përmasa trupore dhe hapje krahësh tepër të mëdha, siç është rasti i pilivesës tonë gjigande Meganeuropsis permiana.

Eksperimente të tjera janë kryer edhe në ambiente ku përqëndrimi i oksigjenit ishte i reduktar, pra në një ambient hipoksik, të ngjashme me ambientin e periudhës së Permianit. Rezultatet e këtyre eksperimenteve të fundit sugjerojnë se evolucioni i madhësisë trupore kufizohet nën kushtet hhipoksike, pra kur përqëndrimi i oksigjenit është i ulët. Këto rezultate janë përputhen me zhdukjen e shumë llojeve insektesh fluturues në fundin e Permianit (për shkak të zvogëlimit të shpejtë të përqëndrimit të oksigjenit në atmosferë).

© Rinstinkt blog

Paraardhësit e popullatës së sotme njerëzore kanë qenë rreth 67% femra dhe 33% meshkuj

Paraardhësit e popullatës së sotme njerëzore kanë qenë rreth 67% femra dhe 33% meshkuj

Mes paraardhësve të popullatës së sotme njerëzore, femrat i tejkalonin meshkujt në një raport dy me një. Në terma përqindjesh, pra, paraardhësit e njerëzimit kanë qenë rreth 67% femra dhe 33% meshkuj.

 

Ja një gjëagjëzë për ju: çfarë përqindje e paraardhësve tanë ishin meshkuj?

Nuk është një pyetje me dredhi, dhe përgjigjia nuk është 50%. E vërtetë, ndoshta gjysma e të gjithë njerëzve që kanë lindur ndonjëherë ishin meshkuj, por nuk është kjo pyetja. Nuk po pyesim për çdonjë që ka jetuar ndonjëherë. Ne po pyesin për çdonjë që ka jetuar dhe që ka një pasardhës të gjallë në botë sot.

[…]

Po, çdo bebe ka një nënë dhe një baba, kështu që prindërit e çdo bebeje ishin 50% meshkuj. Por disa nga ata prindër kishin fëmijë të shumtë, dhe jo domosdoshmërisht gjithënjë me të njëjtin partner. Prindërit e çdo bebeje janë 50% mashkull, por nuk mund të ekstrapolojmë prej kësaj dhe të konkludojmë se popullata e sotme njerëzore ka një prejardhje/origjinë që është 50% mashkullore. Përgjigjia e saktë ka filluar të shfaqet nga studimet e ADN-së, veçanërisht nga ato prej Jason Wilder dhe kolegët e tij. Ata konkludojnë se ndërmjet paraardhësve të popullatës së sotme njerëzore, femrat i tejkalonin meshkujt në një raport prej dy (2) me një (1).

Dy me një!

Në terma përqindjeje, atëhere, paraardhësit e njerëzimit janë rreth 67% femra dhe 33% meshkuj.

Për të ilustruar se si kjo është e mundur, imagjinoni një ishull të shkretë në fillim të kohëve me vetëm katër njerëz: Jack, Jim, Sally dhe Sonya. Kështu popullata është 50% femër. Le të marrim të mirëqenë se Jack është i pasur dhe tërheqës, ndërsa Jim ësthë i varfër dhe jo tërheqës, kështu që Jack martohet me të dyja, Sallyn dhe Sonyan. Kështu bebeja i Jackut dhe Sallyt, Dougu, ka paraardhës që janë 50% femër (pra, Jacku dhe Sally). E njëjta gjë mund të thuhet për beben e Jackut dhe Sonyas, Lucyn. Por nëse knsiderojmë Dougun dhe Lucyn së bashku, paraardhësit e tyre të kombinuar janë 67% femra (sepse paraardhësit e tyre në total janë Jacku, Sally dhe Sonya).

baumeister-dy-me-nje-poligamiaShumica e njerëzve janë të surprizuar të dëgjojnë se njerëzimi sot ka dyfishin e paraardhësve femra në krahasim me paraardhësit meshkuj, sepse ata mendojnë se do të ishte diçka më e afërt me 50:50. Kur ekspertët dëgjojnë rreth kësaj, edhe ata surprizohen, por shpesh për arsyen e kundërt: ata mendonin se mosbalancimi/çekuilibri do të ishte edhe më i ashpër. Që do me thënë se ata mendonin se ndoshta do të ishte një 75% deri 85% femra (dhe pjesa tjetër meshkuj).

Ndoshta ky raport ka qenë më i ashpër përgjatë një pjese të mirë të historisë, dhe veçanërisht prehistorisë. Në shumë specie/lloje kafshësh riprodhohen afër 90% e femrave por vetëm 20% e meshkujve. Mënyra se si popullata njerëzore është fryrë në këto shekujt e fundit tregon se pjesa më e madhe e njerëzve që kanë jetuar ndonjëherë ose janë gjallë sot ose kanë qenë gjallë kohët e fundit, dhe në kohët moderne regulli i monogamisë është përhapur në pjesë të gjera të globit. Në epokat e kaluara, kur poligamia (një burrë, shumë gra) ishte norma, çbalanca riprodhuese do të ketë qenë edhe më e ashpër. Pra çfarëdo përfundimesh që të nxjerrim rreth diferencave mes meshkujve dhe femrave duke u bazuar në diferencën dy me një (2: 1) të paraardhësve do të jenë jo të theksuara sa duhet (të thëna butë). Nëse do ta kishim bërë këtë kërkim edhe vetëm para disa shekujsh, raporti mund të ketë qenë tre paraardhës femra për çdonjë mashkull, apo katër me një.

Çfarë do me thënë se ne e kemi prejardhjen nga dy herë më shumë femra sesa meshkuj? Mund të shpjegohet në këtë mënyrë. Nga të gjithë njerëzit që kanë arritur moshën e pjekur ndonjëherë, ndoshta 80% e femrave por vetëm 40% e meshkujve janë riprodhuar. Ose ndoshta numrat ishin 60% versus 30%. Por në një mënyrë ose në një tjetër, shanset e një femre për të patur një linjë trashëgimtarësh drejt së tashmes kanë qenë dyfishi i shanseve të një mashkulli.

[…] Shumica e femrave që kanë jetuar ndonjëherë deri në moshën e pjekur me gjasa kanë patur të paktën një bebe dhe në fakt kanë një pasardhës të gjallë sot. Shumica e meshkujve (që kanë jetuar ndonjëherë deri në moshë të pjekur) nuk e kanë. Shumica e meshkujve që kanë jetuar ndonjëherë, sikundër të gjithë kuajtë e egër që nuk u ngjitën dot në pikën më të lartë të mashkullit alfa, nuk kanë lënë pas asnjë gjurmë gjenetike të vetes.

Kjo është një diferencë shushatëse. Nga të gjithë njerëzit e lindur ndonjëherë, shumica e femrave janë bërë nëna, por shumica e meshkujve nuk janë bërë baballarë. Ju këtë nuk do ta kuptonit gjë duke ecur sot nëpërmes një periferie Amerikane me çiftet e veta të rregullta. Por është një fakt i rëndësishëm. Unë e konsiderojë atë si faktin e vetëm të nënvlerësuar rreth diferencave mes meshkujve dhe femrave.

Fragment marrë prej librit: Is there anything good about men? (Oxford University Press;  2010) nga Roy F. Baumeister

 

© mbi këtë përkthim, Rinstinkt Blog