Stel, je bent een virus, het nieuwste boek in de reeks Pocket Science, laat zien dat virussen veel meer zijn dan ziekmakers: ze spelen een essentiële rol in de evolutie van het leven, de ecologie van de planeet en de menselijke geschiedenis. Een voorproefje over de rol van virussen in de evolutie.
Virussen dragen bij aan de evolutie van alles wat leeft. Om te beginnen op de simpele manier: door deel uit te maken van de natuurlijke selectie, de grootste drijvende kracht achter evolutie. In mijn favoriete boek over biologie, Parasite Rex, wijst auteur Carl Zimmer erop dat ons beeld van natuurlijke selectie vaak sterk wordt gekleurd door natuurdocumentaires. Het majestueuze roofdier besluipt de grote grazers, vangt de zwakste en eet die op. Uiteindelijk profiteren de zebra’s, rendieren of waar we ook naar aan het kijken zijn daar ook van: zo blijven alleen de sterke soortgenoten over en wordt de soort als geheel beter, zowel letterlijk als figuurlijk fitter. De leeuw, de wolf of de haai is hier de verpersoonlijking van de selectie.
Maar wat er minstens evenzeer gebeurt: de prooi, aangeslagen en verzwakt door ziektes en parasieten, kan de rest van de groep niet bijhouden. Een passerende leeuw verlost hem toevallig uit zijn lijden, maar de échte selectie heeft dan allang plaatsgevonden.
Virus-DNA
Het feit dat sommige exemplaren van een soort getroffen worden door virussen en andere niet, zorgt er al voor dat soorten er genetisch anders uitzien dan ze zonder virussen zouden hebben gedaan. Ook op de menselijke geschiedenis hebben virussen een enorm stempel gedrukt.
Nog belangrijker, vanuit het perspectief van de evolutie, is de neiging van virussen om te knippen en plakken met erfelijk materiaal. Zo zijn er bijvoorbeeld virussen die het genoom van bacteriën binnendringen en daar, vermomd als stukje bacterie-DNA, meerdere generaties kunnen verblijven.
Weet je wat ook zulke stukken virus in het DNA heeft? Alles. Jijzelf ook. Ongeveer 8 procent van het menselijke genoom is afkomstig van slimme virussen die hun erfelijk materiaal in het onze (of dat van onze nog-niet-menselijke voorouders) hebben weten te frotten. Alles bij elkaar zijn het zo’n honderdduizend virale fragmentjes.
Biologisch hit
Genetisch gezien is al het leven op aarde met dezelfde kwastenset geschilderd. Jij, je kamerplanten, diepzeewormen die in het zwavelzuur rond onderzeese vulkanen wonen, de bacteriën die in die wormen zitten: alles en iedereen geeft zijn erfelijke informatie door via DNA.
Dat geeft sommige virussen de mogelijkheid om hun genen, en ook andere stukjes DNA, van de ene naar de andere soort te transporteren. Dat is van gigantische invloed op al het leven. Als zo’n bacterie met stukjes virus-DNA in lastige omstandigheden komt, gooit de cel het virale DNA uit zijn eigen DNA. Vervolgens heeft ie pas echt stress, want dan wordt hij gedwongen om virusdeeltjes te maken tot de dood erop volgt.
Soms plakt ie daar per ongeluk wat van zijn eigen genen tussen. Het virus zwemt met die genen door de oceaan en infecteert misschien wel een nieuwe gastheercel, soms eentje van een andere soort. Bij micro-organismen in de oceanen gebeurt dit vele miljarden keren per dag. Die krijgen dan een setje genen erbij, soms zelfs genen waar ze wat aan hebben. Zij hebben niet een evolutionaire stamboom van netjes vertakkende lijnen, maar eerder een onoverzichtelijke kinderkraspartij die alle kanten op gaat. En net zoals kinderkrasserijtjes best mooi kunnen zijn, is het genetische kaartenruilspel van de virussen soms een biologische hit, met grote gevolgen.
Virus en gastheer worden één
Genen voor fotosynthese, bijvoorbeeld, worden in hoog tempo door virussen heen en weer gependeld, en allerlei zeemicroben eten licht met behulp van genen die ze van een virus hebben. Volgens één schatting is 10 procent van alle zuurstof op aarde geproduceerd met behulp van virusgenen. Stel je eens voor dat je buiten adem bent, en elke tiende keer hijgen over zou moeten slaan…
Voor ons, de meercellige wezens met grote cellen met celkernen erin, gaat het allemaal wat minder eenvoudig. Ook wij krijgen DNA-herschrijvende virussen, maar de verandering blijft meestal beperkt tot de cellen die besmet zijn. Pas als de geïnfecteerde cel een voortplantingscel is (of een cel waarvan één van de afstammelingen een sperma- of een eicel wordt), is het echt goed raak. Bij eencelligen is elke cel in principe een voortplantingscel; bij een beukenboom of een olifant is de kans wat kleiner, maar het kan. En áls het gebeurt, dan geeft de gastheer bij de voortplanting niet alleen zijn of haar eigen DNA door, maar ook de genetische informatie van het virus. Het virus en de gastheer zijn dan werkelijk één geworden. Dat is bij onze voorouders dus best vaak gebeurd: er zijn een kleine honderdduizend van deze zogeheten endoretrovirussen.
