Багато людей запитують нас, чи мутації, які ми спостерігаємо у вірусі SARS-CoV-2, є доказом його еволюції. Це справедливе питання, і відповідь на нього дозволяє нам показати, чим мутації відрізняються від еволюції, а також вписати всю пандемію Covid-19 у контекст креаціоніму.

Ми вже мали справу з подібними речами в минулому, але через цю нову хворобу деякі групи людей знову ставлять ті ж самі питання. Проте жодної еволюції не було в ситуації зі свинячим грипом, її не було в прикладі березового п'ядуна, як і у випадку зябликів Дарвіна, і її знову немає щодо SARS-CoV-2. Чому еволюціоністи продовжують бити у старий, застарілий барабан?

Яких змін ми очікуємо?

Майкл Біхі у своїй книзі «Грані еволюції» пояснює, «скільки еволюції» ми можемо очікувати від кожному виді. Враховуючи певний розмір геному, відому швидкість мутацій та певний розмір популяції, можна оцінити ймовірність того, що та чи інша мутація відбудеться протягом певного проміжку часу.

Як приклад Біхі описує малярійного паразита Plasmodium falciparum і те, як швидко у цього найпростішого розвивається стійкість до протималярійних препаратів. Багато препаратів перестали бути корисними через короткий проміжок часу.

У кожному випадку для стійкості до ліків була потрібна лише одна мутація. У випадку з препаратом хлорохіном, однак, необхідно як мінімум дві мутації.

Можна підрахувати, що тільки один із 10²⁰ (100 квінтильйонів) P. falciparum матиме необхідні мутації, і на один мільярд інфікованих людей припадатиме близько 10²¹ таких паразитів. Таким чином, стійкість до хлорохіну утворюється, але дуже рідко. Це в межах наших очікувань. Математика каже, що такі зміни можливі.

Однак для будь-якої конкретної зміни завжди існує проблема часу очікування.¹ У популяції, схожій на людську, будь-яка «еволюційна» зміна, що вимагає безлічі мутацій, не відбудеться ні за який розумний проміжок часу.² Однак у разі таких агентів , як віруси, у яких дуже великі розміри популяції і дуже висока частота мутацій, якщо конкретна зміна можлива, слід очікувати, що вона відбудеться. Час очікування в таких випадках може бути досить низьким.

Іншими словами, якщо проста мутація зробить вірус заразнішим для людини, ми повинні очікувати, що вона відбудеться.

Чи є мутації тим самим, що й еволюція?

Відповідь на це запитання проста: НІ!

ДНК – чутлива молекула. Вода, кисень та радіація постійно руйнують її. ДНК може надмірно скрутитися і буквально розірватися навпіл. Ферменти, що копіюють ДНК, постійно роблять помилки.

Клітина використовує найрізноманітніші складні системи відновлення ДНК, постійно скануючи та виправляючи помилки, що виникають у цій дуже чутливій молекулі. Проте ці системи все ж недосконалі.

Мутації – це помилки. Незважаючи на всі зусилля щодо їх виправлення, мутації все одно прослизають крізь оборону. Оскільки весь Всесвіт перебуває під «прокляттям», поява мутацій цілком очікувана.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 1955 года в 1976 году, 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.

Крім того, деякі мутації набагато більш ймовірні за інші. Коли ми знаємо, як мутації накопичуються з часом, то бачимо певну спрямованість. Іншими словами, зміни з часом передбачувані, чого не повинно бути в еволюції.

Вірус людини H1N1 наочно демонструє як це працює (рисунок 1). Враховуючи чотири літери в геном вірусної РНК (A, C, G і U), за 70 років ходіння вірусу кількість букв As і Us послідовно збільшувалася, а кількість букв G і C зменшувалася.

З одного боку, ці зміни відбуваються відповідно до законів хімії. Наприклад, одна з найпоширеніших хімічних змін у ДНК та РНК відбувається через вплив води на цитозин (С). Це призводить до втрати аміногрупи (-NH₂), внаслідок чого цитозин перетворюється на урацил (U) (рис. 2). Існують також ферменти редагування РНК (наприклад, APOBEC), які роблять це спеціально, можливо, щоб прискорити загибель вірусу.

Мутації стаються. Це само собою зрозумілий факт. Види змінюються. Це також само собою очевидний факт. Проте ніщо з цього не пояснює походження життя, складність життя тощо. Іншими словами, «зміна в часі» є складовою креаційної моделі.

Хоча «зміни» дійсно потрібні для еволюції, простої зміни недостатньо. Для пояснення загального походження всього живого потрібні зміни протягом достатнього проміжку часу.

Тим не менш, не існує механізму для отримання величезної кількості нової інформації, необхідної для еволюції, включаючи складні біохімічні шляхи і т.д. Ось чому нам зручно говорити про «зміни» у контексті креаціонізму. Мутації – це не те саме, що й еволюція.

Природний добір не є вирішенням проблеми

Віруси перебувають у стані війни з імунною системою людини. Виживає тільки «найсильніший», і будь-якому вірусу, який не такий стійкий, як інший, буде важко пройти через імунну систему і заразити іншу людину.

Навіть якщо вірус потрапить до іншої людини, якщо він не буде реплікуватися так само швидко, як інші, він залишиться позаду у перегонах вірусного розмноження. Таким чином тут має місце сильний природний добір.

Але, незважаючи на сильний добір, мутації мають тенденцію накопичуватись передбачуваним чином і з передбачуваною швидкістю. Якщо мутації неможливо контролювати, вся система зрештою деградує. Є багато способів показати це. Наприклад, ми спостерігали втрату зміщення кодонів та зниження очікуваної ефективності реплікації у вірусі людини H1N1 з часом.⁶

Що стосується вірусу SARS-CoV-2, ми можемо спостерігати аналогічні закономірності. Якщо проаналізувати всі мутації, що відбулися у вірусному геномі з початку пандемії, то переважають мутації C→T (дані не показані). Проблема в тому, що вірус циркулює лише близько 20 місяців, тому загальна кількість мутацій на вірус все ще досить мала (близько 25 однолітерних змін та випадкові невеликі вставки чи делеції).

Тим не менш, кількість форм вірусів, які з’явились протягом цього періоду, воістину величезна. Власне, всі можливі прості мутації вже сталися. Більшість мутацій втрачається через їх випадковий характер, але якщо будь-яка проста зміна може зробити вірус більш заразним, вона буде домінувати. Саме так з'явився варіант Дельта (він же B.1.617.2).

Нові штами Covid-19 не є доказом еволюції

Завдяки простим однобуквенним мутаційним змінам, лінія варіантів Delta отримала 13 амінокислотних відмінностей, чотири з яких знаходяться в білку шипа (рисунок 3).⁸ Варіант "Delta plus" має додаткову амінокислотну зміну в білку шипа.

Варіант Delta набагато заразніший, ніж оригінальний вірус, і люди, заражені ним, виділяють більше вірусних частинок, а молоді люди заражаються набагато частіше. Через підвищену інфекційність не дивно, що Delta став домінуючим штамом у багатьох країнах світу.

На сьогоднішній день основні вакцини все ще захищають від варіанта Delta, хоч і не так ефективно, як проти оригінального штаму, й існує цілком реальна можливість того, що якась додаткова мутація може призвести до появи справжнього проривного вірусу, який не взаємодіятиме з антитілами, носіями яких є вакциновані та раніше інфіковані люди.⁹

Малюнок 2. Амінокислотні мутації варіанта SARS-CoV-2 Delta, нанесені на геномну карту SARS-CoV-2 з акцентом на Spike. Джерело: covdb.stanford.edu

Подібні зміни очікувані. Це не означає, що вірус «еволюціонує». Насправді, з часом заразність вірусу має слабшати. Оскільки кожен штам вірусу, що циркулює, набуває все більше і більше мутацій, він повинен ставати менш стійким. У цьому вся суть генетичної ентропії, і ми бачили, як це відбувається у вірусі H1N1.

Проте для віруса H1N1 цей процес зайняв десятиліття, а вірус SARS-CoV-2 з'явився зовсім недавно. Чи зруйнує генетична ентропія вірус? Так. Чи станеться це цього року? Ні. І, поки Covid-19 деградує, він також може отримати мутацію, яка дозволить йому поширюватися швидше або зробить його більш смертоносним.

Багато людей стурбовані появою нових варіантів SARS-CoV-2. Інші вважають, що нові штами вірусу Covid-19 підтверджують еволюцію. Ці люди дивляться на адаптивні зміни та роблять висновок, що довгострокова еволюція – справа вирішена. Вони не праві.

Все вищеописане відповідає моделі створення. Тут немає жодної «еволюції».