Многие спрашивают нас, являются ли мутации, которые мы наблюдаем в вирусе SARS-CoV-2, доказательством его эволюции. Это справедливый вопрос, и ответ на него позволяет показать, чем мутации отличаются от эволюции, а также вписать всю пандемию Covid-19 в контекст креационима.

Мы уже имели дело с подобными вещами в прошлом, но из-за этой новой болезни некоторые группы людей снова задают те же вопросы. Однако никакой эволюции не было в ситуации со свиным гриппом, ее не было в примере березовой пяденицы, как и в случае вьюрков Дарвина, и ее снова нет в отношении SARS-CoV-2. Почему эволюционисты продолжают бить в старый, устаревший барабан?

Какие изменения мы ожидаем?

Майкл Бихи в своей книге «Грани эволюции» объясняет, «сколько эволюции» мы можем ожидать от каждого вида. Учитывая определенный размер генома, известную скорость мутаций и размер популяции, можно оценить вероятность того, что та или иная мутация произойдет в течение определенного промежутка времени.

Как пример Бихи описывает малярийный паразит Plasmodium falciparum и то, как быстро у этого простейшего развивается устойчивость к противомалярийным препаратам. Многие препараты перестали быть полезными через короткий промежуток времени.

В каждом случае для устойчивости к лекарству требовалась только одна мутация. В случае с препаратом хлорохином, однако, необходимо как минимум две мутации.

Можно подсчитать, что только один из 10²⁰ (100 квинтиллионов) P. falciparum будет иметь необходимые мутации, и на один миллиард инфицированных будет приходиться около 10²¹ таких паразитов. Таким образом, стойкость к хлорохину образуется, но очень редко. Это соответствует нашим ожиданиям. Математика говорит, что подобные изменения возможны.

Однако для любого конкретного изменения всегда существует проблема времени ожидания.¹ В популяции, похожей на человеческую, любое «эволюционное» изменение, требующее множества мутаций, не произойдет ни за какой разумный промежуток времени.² Однако в случае таких агентов, как вирусы, у которых очень большие размеры популяции и очень высокая частота мутаций, если конкретное изменение возможно, следует ожидать, что оно произойдет. Время ожидания в таких случаях может быть достаточно низким.

Другими словами, если простая мутация сделает вирус более заразным для человека, мы должны ожидать, что она произойдет.

Являются ли мутации тем же, что и эволюция?

Ответ на этот вопрос прост: НЕТ!

ДНК – чувствительная молекула. Вода, кислород и радиация постоянно разрушают ее. ДНК может чрезмерно скрутиться и буквально разорваться пополам. Ферменты, копирующие ДНК, постоянно совершают ошибки.

Клетка использует самые разные сложные системы восстановления ДНК, постоянно сканируя и исправляя ошибки, возникающие в этой очень чувствительной молекуле. Однако эти системы все же несовершенны.

Мутации – это ошибки. Несмотря на все усилия по их исправлению, мутации все равно проскальзывают через оборону. Поскольку вся Вселенная находится под «проклятием», появление мутаций вполне ожидаемо.³

Рисунок 1. Относительные процентные изменения четырех нуклеотидов в вирусе H1N1 человека с 1918 по 2009 год. Годы скорректированы с учетом повторной интродукции штамма примерно с 1955 года в 1976, что дает общий период выборки в 70 лет. Из Carter (2014). Аналогичные изменения будут происходить в геноме SARS-CoV-2, но в течение длительного периода времени.

Кроме того, некоторые мутации гораздо вероятнее других. Когда мы знаем, как мутации накапливаются со временем, то мы видим определенную направленность. Другими словами, изменения с течением времени предсказуемы, чего не должно быть в эволюции.

Вирус человека H1N1 наглядно демонстрирует, как это работает (рисунок 1). Учитывая четыре буквы в геноме вирусной РНК (A, C, G и U), за 70 лет хождения вируса количество букв As и Us последовательно увеличивалось, а количество букв G и C уменьшалось.

С одной стороны, эти изменения происходят в соответствии с законами химии. Например, одно из наиболее распространенных химических изменений в ДНК и РНК происходит из-за воздействия воды на цитозин (С). Это приводит к потере аминогруппы (-NH₂), в результате чего цитозин превращается в урацил (U) (рис. 2). Есть также ферменты редактирования РНК (к примеру, APOBEC), которые делают это специально, может быть, чтоб ускорить смерть вируса.

Мутации происходят. Это само собой разумеющийся факт. Виды изменяются. Это тоже само собой разумеющийся факт. Однако ничто из этого не объясняет происхождение жизни, сложность жизни и т.д. Другими словами, «изменение во времени» является составной частью креационной модели.

Хотя «изменения» действительно нужны для эволюции, простого изменения недостаточно. Для объяснения общего происхождения всего живого требуются изменения в течение достаточного промежутка времени.

Тем не менее, нет механизма для получения огромного количества новой информации, необходимой для эволюции, включая сложные биохимические пути и т.д. Вот почему нам удобно говорить об «изменениях» в контексте креационизма. Мутации – это не то же, что и эволюция.

Естественный отбор не является решением проблемы

Вирусы находятся в состоянии войны с иммунной системой человека. Выживает только «сильнейший», и любому вирусу, который не так устойчив, как другой, будет трудно пройти через иммунную систему и заразить другого человека.

Даже если вирус попадет в другого человека, если он не будет реплицироваться так же быстро, как другие, он останется позади в гонке вирусного размножения. Таким образом, здесь имеет место сильный естественный отбор.

Но несмотря на сильный отбор, мутации имеют тенденцию накапливаться прогнозируемым образом и с прогнозируемой скоростью. Если мутации невозможно контролировать, вся система в конце концов деградирует. Есть много способов показать это. Например, мы наблюдали потерю смещения кодонов и снижение ожидаемой эффективности репликации в вирусе человека H1N1 с течением времени.⁶

Что касается вируса SARS-CoV-2, то мы можем наблюдать аналогичные закономерности. Если проанализировать все мутации, произошедшие в вирусном геноме с начала пандемии, преобладают мутации C→T (данные не показаны). Проблема в том, что вирус циркулирует всего около 20 месяцев, поэтому общее количество мутаций на вирус все еще достаточно мало (около 25 однобуквенных изменений и случайные небольшие вставки или делеции).

Тем не менее, количество форм вирусов, появившихся в течение этого периода, поистине огромно. По сути, все возможные простые мутации уже произошли. Большинство мутаций теряется из-за их случайного характера, но если любое простое изменение может сделать вирус более заразным, оно будет доминировать. Именно так появился вариант дельта (он же B.1.617.2).

Новые штаммы Covid-19 не являются доказательством эволюции

Благодаря простым однобуквенным мутационным изменениям, линия вариантов вируса Delta получила 13 аминокислотных отличий, четыре из которых находятся в белке шипа (рисунок 3). ⁸ Вариант "Delta plus" имеет дополнительное аминокислотное изменение в белке шипа.

Вариант Delta гораздо более заразен, чем оригинальный вирус, и люди, зараженные им, выделяют больше вирусных частиц, а молодые люди заражаются гораздо чаще. Из-за повышенной инфекционности неудивительно, что Delta стал доминирующим штаммом во многих странах мира.

На сегодняшний день основные вакцины все еще защищают от варианта Delta, хотя и не так эффективно как против оригинального штамма, и существует вполне реальная возможность того, что какая-то дополнительная мутация может привести к появлению настоящего прорывного вируса, который не будет взаимодействовать с антителами, носителями которых являются вакцинированные и ранее инфицированные люди.⁹

Рисунок 2. Аминокислотные мутации варианта SARS-CoV-2 Delta, нанесенные на геномную карту SARS-CoV-2 с акцентом на Spike.

Подобные изменения ожидаемы. Это не значит, что вирус «эволюционирует». На самом деле, со временем заразность вируса должна ослабевать. Поскольку каждый штамм циркулирующего вируса приобретает все больше и больше мутаций, вирус должен становиться менее устойчивым. В этом суть генетической энтропии, и мы видели, как это происходит в вирусе H1N1.

Однако для вируса H1N1 этот процесс занял десятилетие, а вирус SARS-CoV-2 появился совсем недавно. Разрушит ли генетическая энтропия вирус? Да. Произойдет ли это в этом году? Нет. И пока Covid-19 деградирует, он также может получить мутацию, которая позволит ему распространяться быстрее или сделает его более смертоносным.

Многие озабочены появлением новых вариантов SARS-CoV-2. Другие считают, что новые штаммы вируса Covid-19 подтверждают эволюцию. Эти люди смотрят на адаптивные изменения и делают вывод, что долгосрочная эволюция – дело решенное. Они не правы.

Все вышеописанное соответствует модели сотворения. Здесь нет никакой «эволюции».