По мере того как наши древние предки эволюционировали и расселялись по Евразии и Америке, то же самое происходило и с предками одного из распространенных родов растительных вирусов.
С помощью секвенирования генома исследователи из международной группы, результаты работы которой опубликованы в журнале Plant Disease, проследили происхождение тимовирусов до последнего ледникового периода в Евразии, а в Америку они, вероятно, попали около 15 000 лет назад. Эти новые открытия меняют представления науки об истории заболеваний растений и роли человечества в их распространении. Результаты исследования также могут открыть новые способы снижения рисков и помочь сохранить здоровье сельскохозяйственных культур в будущем.
Тимовирусы — это род вирусов, которые в основном поражают двудольные растения, то есть растения, которые начинают свою жизнь с двумя зародышевыми листьями в семени. К двудольным растениям относятся цветущие растения и сельскохозяйственные культуры. Эти вирусы обычно распространяются листоедными жуками, а также через зараженные семена или при контакте растений между собой. В Америке и некоторых частях Евразии тимовирусы могут заражать как дикие, так и культивируемые растения, в том числе те, которые выращиваются для производства продуктов питания. К возможным культурам, подверженным воздействию, относятся растения семейства капустных, такие как капуста, а также масличные культуры и такие овощи, как помидоры, картофель, баклажаны и даже табак. В некоторых частях Юго-Восточной Азии, Африки и Австралии эти вирусы могут также поражать бобовые культуры.
Поскольку эти вирусы могут переходить от диких растений к культивируемым культурам, их может быть трудно сдерживать и контролировать, и они наносят большой ущерб как природным, так и сельскохозяйственным экосистемам. Однако исследователи, возможно, приближаются к более глубокому пониманию этих вирусов. В рамках исследования научная группа под руководством Эдриана Гиббса из Австралийского национального университета, провела геномное секвенирование и филогенетический анализ 109 тимовирусов, чтобы реконструировать их эволюционные связи и определить, когда они впервые появились.
Основываясь на результатах, исследователи полагают, что самый последний общий предок всех тимовирусов рода существовал до последнего ледникового периода (около 120 000–11 500 лет назад) и начал заражать виды Brassica в Евразии. Дальнейшие результаты показали, что некоторые линии тимовирусов в конечном итоге достигли Америки около 15 000 лет назад, что позволяет предположить, что вирусы появились до возникновения сельского хозяйства. Однако ученые также отметили, что тимовирусы, распространившиеся на более чем одном континенте, сделали это относительно недавно, вероятно, в течение последних 200 лет, что совпадает с ростом сельскохозяйственной торговли и международного сотрудничества.
Помимо отслеживания линий, исследовательская группа также заполнила пробелы в знаниях о том, как эти вирусы адаптировались с течением времени. На основе анализа специалисты отметили, что гены вируса обладают некоторой гибкостью. Ген, связанный с репликацией и защитными структурами, показал признаки стабилизирующего отбора, в то время как ген, связанный с перемещением между растительными клетками, эволюционировал более быстро. Согласно исследованию, именно эта гибкость, возможно, помогла этим вирусам адаптироваться к новым растениям.
Результаты могут помочь открыть больше возможностей для исследования вирусов растений в будущем. На основе того, что исследовательская группа узнала на данный момент, эксперты могут предвидеть и смягчить будущие риски распространения этих вирусов и повреждения или уничтожения важных источников пищи. В целом, исследование показало, что, хотя эти вирусы распространяются по всему миру естественными способами, именно недавняя деятельность человека стала основной причиной их массового распространения.
