Мы их ненавидим, но они – основа жизни на Земле: что будет, если исчезнут все вирусы на планете
Кажется, вирусы только и существуют для того, чтобы приносить человечеству страдания. Впрочем, если бы они все вдруг исчезли, наш мир стал бы совсем другим – и далеко не лучше. Для чего действительно нужны вирусы и почему без них нам не выжить, рассказало издание BBC.
Фото: IStock
За тысячелетия вирусы унесли огромное количество жизней и заметно изменили население планеты. Жертвами эпидемии испанского гриппа 1918 года стали от 50 до 100 миллионов человек, а еще в XX веке почти 200 миллионов умерли только от оспы.
Пандемия COVID-19 – лишь одна из нескончаемого ряда смертельных атак вирусов.
Если бы по волшебству можно было сразу и навсегда уничтожить все вирусы, многие люди, очевидно, обрадовались бы. Впрочем, это была бы смертельная ошибка и даже опаснее любой пандемии.
«Если все вирусы вдруг исчезнут, мир станет прекрасным местом примерно на полтора дня, а потом мы все умрем», – заметил Тони Голдберг, эпидемиолог из Висконсинского университета в Мэдисоне.
«Польза вирусов несомненно преобладает вред»
Подавляющее большинство вирусов не являются патогенными для человека, многие из них играют немаловажную роль в формировании экосистемы.
Другие отвечают за жизнь отдельных организмов – от грибов и растений до насекомых и людей.
«Это идеальный баланс, – отмечает Сюзанна Лопес Шарретон, вирусолог из Национального автономного университета Мексики. – Без вирусов мы бы погибли».
Многие даже не осознают, какую огромную роль играют вирусы в существовании жизни на Земле, ведь мы обычно сосредоточены на неприятностях, которые они причиняют человечеству.
Представив, каким мир будет без вирусов, мы сможем лучше понять не только их роль в нашем выживании, но и то, как ничтожно мало знаем о них.
Во-первых, учёным даже не ведомо точно, сколько вирусов вообще существует. В официальных классификациях их тысячи, тогда как на самом деле их, вполне возможно, – миллионы.
«Мы знаем так мало, потому что наука преимущественно изучает патогены, то есть возбудителей болезней», – говорит Мэрилин Руссинк, эколог-вирусолог из Университета штата Пенсильвания.
По теме: Следущая пандемия придёт из тающих ледников, где заморожены сотни вирусов и бактерий
Неизвестно ученым и то, какой процент среди всех вирусов опасен для человека.
«Если смотреть на большие числа, то статистически процент опасных вирусов приближается к нулю, – отмечает Кертис Саттл, эколог-вирусолог из Университета Британской Колумбии. – Почти все существующие вирусы не болезнетворны для нас».
Поддерживают экосистему
Мы знаем, что фаги или вирусы, заражающие бактерии, чрезвычайно важны. Это – главные хищники в мире бактерий, отсюда и название «пожиратели».
Фаги регулируют популяцию бактерий в океане, пожалуй в любой другой экосистеме планеты. Если эти вирусы вдруг исчезнут, сразу же нарушится баланс: одни популяции бактерий вырастут взрывным образом, тогда как другие, не выдержав конкуренции, исчезнут.
Это стало бы большой трагедией для океана, где бактерии составляют более 90% всего живого материала. Они производят около половины кислорода на планете – процесс, за который отвечают и вирусы.
Эти вирусы ежедневно убивают около пяти всех океанических микробов и около половины всех бактерий в океане. То есть и другие – они обеспечивают, чтобы планктон, производящий кислород, имел достаточное количество питательных веществ для быстрого фотосинтеза, а также поддерживают значительную часть жизни на Земле.
«Если бы у нас не было смерти, у нас не было бы и жизни, поскольку она полностью зависит от переработки материи, – объясняет Саттл. – И вирусы играют в этом главную роль».
Исследователи, изучающие насекомых-вредителей, выяснили, что вирусы имеют решающее значение и для контроля популяции видов.
Если определенный вид начинает сильно размножаться, вирус сдерживает этот процесс.
Это естественная часть экосистем. Процесс, который называется «убить победителя», распространен и для многих других видов, в том числе людей, доказательством чего являются пандемии.
Если бы вирусы неожиданно исчезли, конкурентоспособные виды преуспели бы в ущерб другим.
«Мы быстро потеряли бы биоразнообразие на планете, – заметил Саттл. – У нас осталось бы несколько видов, которые захватили бы все».
Некоторым организмам вирусы нужны в прямом смысле, чтобы выжить. Ученые подозревают, что вирусы играют важную роль в процессе переваривания пищи у коров. Они превращают целлюлозу из травы в сахар, который метаболизируется и превращается в массу тела и молоко.
Исследователи уверены, что вирусы являются неотъемлемой частью здорового микробиома человека и животных.
«Эти вещи пока недостаточно понятны, но мы находим все больше примеров тесного взаимодействия вирусов в различных экосистемах как у человека, так и в окружающей среде», — отмечает Саттл.
Руссинк и ее коллеги обнаружили доказательство этого. В одном из исследований они работали с колонией микроскопических грибков, живущей вместе с определенным видом трав в Йеллоустонском национальном парке и обнаружили: вирус позволяет траве успешнее выдерживать геотермальные температуры грунта.
«Когда присутствуют все три элемента (вирус, грибки и трава), тогда трава может расти на горячей почве, – рассказывает Руссинк. – Сам по себе грибок без вируса не способен сделать такое».
Защищают людей
Заражение определенными доброкачественными вирусами помогает избавиться от некоторых возбудителей болезней и людям.
GB-вирус С, являющийся удаленным родственником вируса Западного Нила и лихорадки денге, замедляет развитие СПИДа у ВИЧ-положительных людей.
Ученые среди прочего установили, что GB-вирус С снижает риск смерти у людей, зараженных Эболой.
А герпес делает мышей менее восприимчивыми к определенным бактериальным инфекциям, в частности бубенной чуме и листериозу.
Хотя проверить это путем эксперимента на людях невозможно из-за вопроса этики, исследователи предполагают, что организм человека реагировал бы схожим образом.
Несмотря на то что заражение вирусами герпеса «обычно считают исключительно патогенным», данные свидетельствуют о том, что герпес действительно вступает в «симбиотическую взаимосвязь» с хозяином предоставляя определенные преимущества для иммунитета.
Без вирусов мы и многие другие виды были бы более подвержены болезням.
Вирусы также являются одними из наиболее перспективных способов лечения некоторых заболеваний. Фаготерапия, активно изучаемая в Советском Союзе еще в 1920-х годах, использует вирусы для борьбы с бактериальными инфекциями.
Теперь эта область исследований быстро растет. Ведь лечение вирусами лучше не только из-за повышения устойчивости к антибиотикам, но и благодаря возможности точно настроить терапевтический эффект не уничтожая без разбора всю популяцию бактерий, как это делают антибиотики.
Вам может быть интересно: главные новости Нью-Йорка, истории наших иммигрантов и полезные советы о жизни в Большом Яблоке – читайте все это на ForumDaily New York
«Вирусы спасли немало жизней, когда антибиотики оказались бездейственными», – подчеркнул Саттл.
Онколитические вирусы, которые избирательно инфицируют и уничтожают раковые клетки, все чаще считают менее токсичным и более эффективным лечением рака.
Такие вирусы действуют «как микроскопически управляемые ракеты, которые наносят точечный удар по ненужным нам клеткам», объясняет Голдберг.
«Вирусы помогут нам создать следующее поколение терапевтических средств», – уверен ученый.
Поскольку вирусы постоянно плодятся и мутируют, они содержат большой потенциал генетических инноваций для остальных организмов.
Вирусы плодятся проникая в клеточки владельца и захватывая их инструменты воспроизведения. Если это происходит в зародышевой клетке (яйцеклетке или сперматозоиде), вирусный код может передаться следующему поколению и постоянно интегрироваться.
«Все организмы, которые можно заразить вирусами, способны высасывать вирусные гены и применять их в свою пользу», – объясняет Голдберг.
И, следовательно, исчезновение вирусов повлияет на эволюционный потенциал всего живого на планете, в том числе и Homo sapiens.
Гены вирусов составляют примерно 8% генома человека, а геномы млекопитающих имеют в среднем около 100 тыс. остатков генов, происходящих от вирусов.
Вирусный код обычно остается инертным фрагментом ДНК, но иногда он придает новые и полезные, даже очень важные функции.
Например, в 2018 году две исследовательские группы отдельно совершили увлекательное открытие. Ген вирусного происхождения кодирует белок, играющий ключевую роль в формировании долговременной памяти, перемещая информацию между клетками нервной системы.
Впрочем, яркий пример касается эволюции плаценты млекопитающих и сроков экспрессии генов во время беременности у женщин.
Способность человека к рождению живого потомства возникла благодаря генетическому коду старинных ретровирусов, которыми наши предки заразились миллионы лет назад.
Авторы этого открытия отметили в издании PLOS Biology: «Вполне возможно предположить, что если бы не пандемии ретровирусов, которые наши далекие предки испытали миллионы лет назад, беременность современного человека была бы совсем другой, а возможно, и вообще не существовала бы».
Эксперты считают, что такие ключевые события можно отследить у всех форм многоклеточной жизни. «Очевидно, многие функции остаются неизвестными», – предполагает Саттл.
В конце концов, чем больше мы узнаем о вирусах, и не только патогенных, тем лучше сможем применять их в пользу себе.
Кроме того, понимание вирусного разнообразия поможет нам глубже понять, как функционирует наша планета, ее экосистемы и наши тела.
Как считает Саттл, «для нашей же собственной пользы очень важно разобраться, что происходит в этом мире».
Читайте также на ForumDaily:
Иммигранты, которые прожили в США 7 лет, могут получить грин-карты: новый законопроект
Кинотеатр у вас в кармане: компания представила смарт-очки, имитирующие 140-дюймовый экран
IRS опубликовала вычеты и лимиты на следующий налоговый сезон: инфляция сильно повлияла на цифры
Подписывайтесь на ForumDaily в Google NewsХотите больше важных и интересных новостей о жизни в США и иммиграции в Америку? — Поддержите нас донатом! А еще подписывайтесь на нашу страницу в Facebook. Выбирайте опцию «Приоритет в показе» — и читайте нас первыми. Кроме того, не забудьте оформить подписку на наш канал в Telegram и в Instagram— там много интересного. И присоединяйтесь к тысячам читателей ForumDaily New York — там вас ждет масса интересной и позитивной информации о жизни в мегаполисе.
Выбор редакции
