Что будет с миром, если все вирусы исчезнут

Кажется, что вирусы существуют только для того, чтобы нанести вред обществу и принести страдания человечеству. Они унесли бесчисленное количество жизней на протяжении тысячелетий, часто убивая значительную часть мирового населения — от эпидемии гриппа 1918 года, в которой погибло от 50 до 100 миллионов человек, и примерно к 200 миллионам, которые умерли от оспы только в 20-м веке. Пандемия Covid-19 является лишь одной из серии длительных и бесконечных смертельных вирусных нападений.

Если бы людям дали возможность взмахнуть волшебной палочкой и заставить все вирусы исчезнуть, большинство, вероятно, воспользовалась бы этой возможностью, особенно сейчас. И все же это было бы смертельной ошибкой — на самом деле смертельно опаснее, чем любой вирус, пишет BBC.

«Если бы все вирусы внезапно исчезли, мир стал бы прекрасным местом примерно на полтора дня, и тогда мы все умрем — вот итог. Все существенные вещи, которые они делают в мире, намного перевешивают плохие вещи», — эпидемиолог из Университета Висконсин-Мэдисон Тони Голдберг

Подавляющее большинство вирусов не является патогенным для человека, и много кто играет неотъемлемую роль в поддержании экосистем. Другие поддерживают здоровье отдельных организмов — от грибов и растений до насекомых и людей.

«Мы живем в равновесии, в идеальном равновесии, и вирусы являются частью этого. Я думаю, что мы не обойдемся без вирусов», — говорит Сусана Лопес Шарретон, вирусолог из Национального автономного университета Мексики.

Большинство людей не знают о роли вирусов в поддержке большей части жизни на Земле, потому что склонны концентрироваться только на тех, которые вызывают проблемы у человечества. Почти все вирусологи изучают только патогены; лишь недавно несколько исследователей начали исследовать вирусы, которые поддерживают нас и планету, а не убивают.

«Это небольшая школа ученых, которые пытаются обеспечить справедливое и сбалансированное представление о мире вирусов и показать, что существуют такие вещи, как хорошие вирусы», — говорит Голдберг.

Что ученые знают наверняка, так это то, что без вирусов жизнь и планета, которыми мы ее знаем, перестала бы существовать.

И даже если бы мы захотели, было бы невозможно уничтожить каждый вирус на Земле. Но, представив, каким был бы мир без вирусов, мы можем лучше понять не только то, насколько они важны для нашего выживания, но также и то, как много нам еще нужно о них узнать.

Для начала исследователи не знают, сколько вирусов вообще существует. Тысячи были официально классифицированы, но их могут быть миллионы. Ученые также не знают, какой процент от общего количества вирусов проблематичен для человека.

«Если бы вы смотрели численно, это было бы статистически близко к нулю. Почти все вирусы не являются патогенными», — говорит Кертис Саттл, вирусный эколог из Университета Британской Колумбии.



Ключ к экосистем

Что мы действительно знаем, так это то, что фаги или вирусы, которые заражают бактерии, чрезвычайно важны. По словам Тони Голдберга, они «являются основными хищниками бактериального мира, без которых у нас были бы большие проблемы».

Фаги являются основным регулятором популяций бактерий в океане, и, вероятно, в любой другой экосистеме на планете. Если вирусы внезапно исчезнут, некоторые бактериальные популяции, вероятно, взорвутся; другие могут быть вытеснены и перестать расти полностью.

Это было бы особенно проблематично в океане, где более 90% всего живого материала по массе является микробным. Эти микробы вырабатывают около половины кислорода на планете — процесс, включается вирусами.

Эти вирусы убивают около 20% всех океанических микробов и около 50% всех океанических бактерий каждый день. Выбирая микробы, вирусы гарантируют, что планктон, вырабатывающий кислород, будет иметь достаточное количество питательных веществ для проведения фотосинтеза с высокой скоростью, что в конечном итоге будет поддерживать большую часть жизни на Земле.

«Если у нас нет смерти, то у нас нет жизни, потому что жизнь полностью зависит от переработки материалов, — говорит Саттл. — Вирусы, важные с точки зрения переработки».

Исследователи, которые изучают насекомых-вредителей, также обнаружили, что вирусы имеют решающее значение для борьбы с популяциями видов. Если определенный вид становится перенаселенным, «вирус проникнет и уничтожит их», — говорит Рооссинк.

«Когда популяции становятся очень многочисленными, вирусы имеют тенденцию очень быстро размножаться и взбивать эту популяцию, создавая пространство для всего остального», — вирусная екологиня Кертис Саттл

Если вирусы внезапно исчезнут, виды, которые конкурируют между собой, вероятно, будут процветать в ущерб другим.

Некоторые организмы также зависят от вирусов для выживания или для того, чтобы дать им преимущество в конкурентном мире. Ученые, например, подозревают, что вирусы играют важную роль, помогая коровам и другим жвачным животным превращать целлюлозу из травы на сахар, которые могут метаболизироваться и в конце превращаться в массу тела и молоко.

Исследователи также считают, что вирусы являются неотъемлемой частью поддержания здоровых микробиомов в организме человека и других животных.

Рооссинк и ее коллеги обнаружили конкретные доказательства, подтверждающие это. В одном исследовании они исследовали гриб, который колонизирует определенную траву в Йеллоустоунском национальном парке. Они обнаружили, что вирус, который заражает этот гриб, позволяет траве стать толерантной к геотермальных температур почвы.

Она и ее коллеги обнаружили, что растения и грибы обычно передают вирусы из поколения в поколение. Хотя им еще предстоит точно определить функцию большинства этих вирусов, они предполагают, что вирусы должны каким-то образом помогать их хозяевам.

«В противном случае, почему растения будут держаться за них?» — говорит Россинк.

Если все эти полезные вирусы исчезнут, растения и другие организмы, которые их содержат, вероятно, станут более слабыми или даже погибнут.



Защита для людей

Заражение некоторыми доброкачественными вирусами может даже помочь предотвратить появление некоторых патогенных микроорганизмов среди людей.

Распространенный в крови вирус GB, который является непатогенним отдаленным родственником вируса Западного Нила и лихорадки денге, связанный с замедленным прогрессированием СПИД у ВИЧ-инфицированных людей. Ученые также обнаружили, что вирус C, вызываемое GB, снижает вероятность смерти людей, инфицированных вирусом Эбола.

Аналогично, герпес делает мышей менее восприимчивыми к определенным бактериальных инфекций, включая бубонную чуму и листерию (распространенный тип пищевого отравления). Авторы исследования подозревают, что полученные ими данные с эксперимента на грызунах, вероятно, могут быть применены к людям.

В то время как пожизненная инфекция герпесвирусами «обычно рассматривается как исключительно патогенная», пишут они, их данные свидетельствуют о том, что герпес фактически вступает в «симбиотические отношения» со своим хозяином, предоставляя иммунные преимущества.

Вирусы также являются одними из наиболее перспективных терапевтических средств для лечения некоторых заболеваний. Фаготерапия, предмет значительных исследований в Советском Союзе еще в 1920-х годах, использует вирусы для борьбы с бактериальными инфекциями.

Сейчас эта сфера быстро растет — не только из-за повышения устойчивости к антибиотикам, но также из-за способности точно управлять методами лечения для уничтожения определенных видов бактерий вместо того, чтобы без разбору уничтожать все наши бактериальные популяции, как это делают антибиотики.

«Достаточно много жизней было спасено с помощью вирусов, когда антибиотики потерпели неудачу.

Онколитичные вирусы, или те, которые избирательно инфицируют и уничтожают раковые клетки, также все чаще рассматриваются как менее токсичные и более эффективные методы лечения рака», — вирусный еколог Кертис Саттл

По словам Голдберга, терапевтические вирусы действуют независимо от того, направлены они на вредные бактерии или раковые клетки, «как маленькие микроскопические управляемые ракеты, которые входят и подрывают клетки, которые нам не нужны».

Нам нужны вирусы для ряда исследований и разработок технологий, которые приведут нас к следующему поколению терапевтических средств. Исчезновение вирусов повлияет на эволюционный потенциал всей жизни на планете, включая человека разумного.

Поскольку они постоянно размножаются и мутируют вирусы также содержат огромное хранилище генетических инноваций, которые могут включать другие организмы. Вирусы размножаются, вставляя себя в клетки-хозяева и похищая инструменты репликации. Если это происходит в клетке зародышевой линии (яйца и сперма), вирусный код может быть передан следующему поколению и стать постоянно интегрированным.

«Все организмы, которые могут быть заражены вирусами, имеют возможность поглощать вирусные гены и использовать их в своих интересах. Внедрение новой ДНК в геном является основным способом эволюции», — эпидемиолог Тони Голдберг

Другими словами, исчезновение вирусов повлияет на эволюционный потенциал всей жизни на планете, включая человека разумного.

Вирусные элементы составляют примерно 8% генома человека, а геномы млекопитающих в целом содержат около 100 тыс. остатков генов, происходящие из вирусов. Вирусный код часто проявляется в виде инертных фрагментов ДНК, но иногда он дает новые и полезные, даже необходимые функции.



Например, в 2018 году две исследовательские группы независимо друг от друга сделали удивительное открытие. Ген вирусного происхождения кодирует белок, который играет ключевую роль в формировании долговременной памяти путем перемещения информации между клетками нервной системы.

Однако наиболее яркий пример связан с эволюцией плаценты млекопитающих и сроками экспрессии генов при беременности человека. Факты свидетельствуют о том, что мы обязаны нашей способностью иметь живорожденных небольшом количестве генетического кода, который был взят из древних ретровирусов, которые заразили наших предков более 130 миллионов лет назад.

Ученые только начали открывать способы, которыми вирусы помогают поддерживать жизнь, потому что они только начали их искать.

В конечном счете, чем больше мы узнаем о всех вирусах, а не только о патогенных микроорганизмах, тем лучше мы сможем использовать определенные вирусы навсегда и разработать средства защита от других, которые могут привести к следующей пандемии.

Более того, изучение большего количества вирусного разнообразия поможет нам глубже понять, как работают наша планета, экосистемы и сами тела.

Александра Агеева

Источник: labuda.blog

уникальные шаблоны и модули для dle