Proses terjadinya virus (asal usul virus)

 Virus selalu berdampingan dengan organisme dan mungkin telah ada sejak sel hidup pertama kali berevolusi. Virus tidak meninggalkan fosil sehingga asal muasal virus hanya bisa dihipotesiskan dengan cara-cara seperti teknik-teknik biologi molekuler.[24] Selain itu, materi genetik virus kadang-kadang berintegrasi ke dalam garis benih organisme inangnya sehingga mereka dapat diturunkan secara vertikal ke keturunan inang selama beberapa generasi. Hal ini memberikan sumber informasi yang tak ternilai bagi ahli paleovirologi untuk melacak kembali virus kuno yang telah ada hingga jutaan tahun yang lalu. Ada tiga hipotesis utama tentang asal-usul virus: regresi, keluar dari sel, dan koevolusi:[25][26]

Hipotesis regresi

Virus bisa jadi dulunya adalah sel-sel kecil yang menjadi parasit dalam sel yang lebih besar. Kemudian, parasit-parasit ini kehilangan gen-gen yang tidak lagi dibutuhkan setelah hidup sebagai parasit. Dengan demikian, sel-sel tersebut mengalami regresi menjadi virus. Teori ini didukung oleh keberadaan bakteri seperti Rickettsia dan Chlamydia yang hanya mampu bereproduksi di dalam sel inang (seperti halnya virus). Menurut hipotesis ini, jika sel-sel kecil seperti ini bisa terus mengandalkan parasitisme untuk tetap hidup, gen-gen lain yang hanya diperlukan untuk hidup mandiri (hidup di luar sel inang) dapat hilang. Hipotesis ini juga disebut 'hipotesis degenerasi',[27][28] atau 'hipotesis reduksi'.[29]

Hipotesis keluar dari sel

Virus mungkin berevolusi dari potongan DNA atau RNA yang keluar dari gen organisme yang lebih besar. DNA yang keluar ini dapat berasal dari plasmid (potongan-potongan DNA yang dapat berpindah dari satu sel ke sel lain) atau transposon (molekul DNA yang bereplikasi dan bergerak ke berbagai posisi dalam gen sel).[30] Transposons pernah disebut sebagai "gen pelompat" dan merupakan contoh unsur genetik yang dapat berpindah dengan mudah dan bisa jadi merupakan asal mula beberapa virus. Mereka ditemukan pada jagung oleh Barbara McClintock pada tahun 1950.[31] Hipotesis ini kadang-kadang disebut 'hipotesis gelandangan',[27][32] atau 'hipotesis melarikan diri'.[29]

Hipotesis koevolusi

Hipotesis ini juga disebut 'hipotesis virus-pertama'[29] yang mengusulkan bahwa virus mungkin telah berevolusi dari molekul kompleks berupa protein dan asam nukleat pada saat yang sama ketika sel pertama kali muncul di Bumi dan akan bergantung pada kehidupan seluler selama miliaran tahun. Viroid merupakan molekul RNA yang tidak diklasifikasikan sebagai virus karena tidak memiliki mantel protein. Mereka memiliki karakteristik yang sama dengan beberapa virus dan sering disebut agen subviral.[33] Viroid merupakan patogen tumbuhan yang penting.[34] Mereka tidak menyandi protein tetapi berinteraksi dengan sel inang dan menggunakan perangkat yang dimiliki inang untuk bereplikasi.[35] Virus hepatitis delta pada manusia memiliki genom RNA yang mirip dengan viroid tetapi mereka memiliki lapisan protein yang berasal dari virus hepatitis B dan tidak dapat menghasilkannya sendiri. Oleh karena itu, virus ini cacat. Meskipun genom virus hepatitis delta dapat bereplikasi secara independen setelah berada di dalam sel inang, ia membutuhkan bantuan virus hepatitis B untuk menyediakan mantel protein sehingga ia dapat ditularkan ke sel baru.[36] Dengan cara yang sama, Virofag Sputnik bergantung pada Mimivirus, yang menginfeksi protozoa Acanthamoeba castellanii.[37] Jenis virus ini, yang bergantung pada keberadaan spesies virus lain di dalam sel inang, disebut 'satelit' dan mungkin merupakan contoh perantara evolusi antara viroid dan virus.[38][39]

Ketiga hipotesis ini memiliki kelemahan. Hipotesis regresi tidak dapat menjelaskan mengapa sel-sel parasit terkecil yang ditemukan pun tidak memiliki kemiripan sama sekali dengan virus. Hipotesis keluar dari sel tidak dapat menjelaskan struktur-struktur yang hanya ada pada virus dan tidak pada sel, seperti kapsid yang kompleks. Hipotesis koevolusi bertentangan dengan definisi virus—bahwa mereka membutuhkan sel inang—dan tidak dapat menjelaskan bagaimana virus yang terbentuk pertama kali dapat bertahan dan memperbanyak diri tanpa keberadaan sel.[40][41][29] Saat ini virus dipandang sebagai entitas kuno dan memiliki asal-usul yang mendahului percabangan kehidupan ke dalam tiga domain.[42] Penemuan ini mengarahkan ahli virologi modern untuk mempertimbangkan kembali dan mengevaluasi kembali ketiga hipotesis klasik ini.[42]

Bukti untuk hipotesis dunia RNA[43] dan analisis komputer terhadap urutan DNA virus dan inangnya memberikan pemahaman yang lebih baik tentang hubungan evolusi di antara virus-virus dan dapat membantu mengidentifikasi nenek moyang virus modern. Sampai saat ini, analisis tersebut belum membuktikan hipotesis mana yang benar.[29] Tampaknya tidak mungkin bahwa semua virus yang saat ini diketahui memiliki nenek moyang yang sama dan virus mungkin telah muncul berkali-kali pada masa lalu oleh satu atau beberapa mekanisme.[39]